某核電廠(chǎng)核島消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

翟連付 邢蒼梅 李英虎

核工業(yè)工程研究設(shè)計(jì)有限公司 北京 101300

消防水系統(tǒng)是核電站重要的安全系統(tǒng)之一，具有為核電站各廠(chǎng)房進(jìn)行消防水的分配，為固定滅火系統(tǒng)（水噴淋，水噴霧系統(tǒng)）及消火栓系統(tǒng)提供消防水的功能，對(duì)核電站的火災(zāi)防護(hù)提供安全保障。消防水系統(tǒng)對(duì)核電站內(nèi)部的重要通道、電纜橋架、含有油類(lèi)的場(chǎng)所和設(shè)備進(jìn)行防火保護(hù)，以及對(duì)核電站重要的設(shè)備（如主泵）進(jìn)行有效地防護(hù)冷卻和防火保護(hù)。消防水系統(tǒng)同時(shí)也對(duì)相關(guān)聯(lián)系統(tǒng)換料水系統(tǒng)提供補(bǔ)水功能和為碘吸附器系統(tǒng)進(jìn)行供水[1]。

1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)安全功能

核島消防水系統(tǒng)不能直接完成安全功能，但是對(duì)于完成安全功能是必不可少的保障。核島消防水系統(tǒng)應(yīng)保證在電廠(chǎng)正常運(yùn)行時(shí)、停機(jī)過(guò)程階段和停機(jī)時(shí)、出現(xiàn)相關(guān)事故后，長(zhǎng)期階段能夠保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)的組成

核島消防系統(tǒng)由消火栓系統(tǒng)、濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)和泡沫-水滅火系統(tǒng)等組成。①消火栓系統(tǒng)。核島廠(chǎng)房的每層都配有消火栓，分別從三個(gè)環(huán)網(wǎng)上接支管為消火栓立管分配供水。每一個(gè)立管都安裝一個(gè)隔離閥以便在維修的時(shí)候使用。②閉式水噴淋系統(tǒng)。閉式水噴淋系統(tǒng)通常用在電纜區(qū)域、電氣廊道和倉(cāng)庫(kù)區(qū)域等。③泡沫-水聯(lián)用系統(tǒng)。泡沫-水噴淋系統(tǒng)采用1%的水成膜泡沫滅火劑（AFFF）。④水噴霧系統(tǒng)。水噴霧滅火通常對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)較為有效。

1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。消防水系統(tǒng)的消防水源由偏堿性除鹽水貯存和分配系統(tǒng)供給，PH=9。消防水系統(tǒng)分別從安全廠(chǎng)房?jī)陕愤M(jìn)入對(duì)核島的消防系統(tǒng)進(jìn)行供水。在流量設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，只考慮一處發(fā)生火災(zāi)，根據(jù)所有防護(hù)區(qū)中面積最大防護(hù)區(qū)的面積進(jìn)行計(jì)算（最大保護(hù)面積為260m2），則安全廠(chǎng)房每個(gè)進(jìn)口處的流量取核島最大保護(hù)區(qū)自動(dòng)噴水系統(tǒng)的水量疊加2個(gè)室內(nèi)消火栓的流量[2]。

（2）消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。室內(nèi)消火栓正常工況下的壓力為0.4MPa～0.7MPa。最小流量為128L/min（0.4Mpa壓力條件下），最大流量為169L/min（0.7Mpa壓力條件下）。

每個(gè)建筑物的計(jì)算水量考慮2個(gè)最不利的消火栓同時(shí)動(dòng)作，最不利消火栓的壓力約為0.45Mpa。設(shè)計(jì)同時(shí)考慮2個(gè)消火栓的保護(hù)，在反應(yīng)堆廠(chǎng)房的計(jì)算時(shí)需要同時(shí)考慮4個(gè)消火栓的保護(hù)。

（3）噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。噴淋系統(tǒng)單個(gè)噴頭最大的保護(hù)面積為9m2，各廠(chǎng)房噴淋系統(tǒng)的噴頭水力參數(shù)要求如下：

當(dāng)最小壓力為0.05MPa時(shí)，流量為58.5L/min，噴水強(qiáng)度為6.5L/min/m2，K=40（保護(hù)安全廠(chǎng)房的電纜）。

當(dāng)最小壓力為0.13MPa時(shí)，流量為91.3L/min，噴水強(qiáng)度為10L/min/m2，K=80（保護(hù)安全殼環(huán)廊的電纜線(xiàn)槽；泡沫-水消防系統(tǒng)）。

當(dāng)最小壓力為0.29MPa時(shí)，流量為137L/min，噴水強(qiáng)度為15L/min/m2，K=80（保護(hù)泵和油類(lèi)物質(zhì)）。

當(dāng)最小壓力為0.29MPa時(shí)，流量為106L/min，噴水強(qiáng)度為15l/min/m2，有效保護(hù)面積為7m2，K=57（保護(hù)四臺(tái)主冷卻泵）。

噴頭的最小噴灑時(shí)間：環(huán)廊電纜區(qū)域15分鐘，含油區(qū)3分鐘。

噴頭正常噴灑時(shí)間：閉式水噴淋系統(tǒng)是60分鐘，水噴霧滅火系統(tǒng)是30分鐘，泡沫-水噴淋系統(tǒng)噴射水成泡沫滅火劑（AFFF）的時(shí)間為10分鐘。

1.4 系統(tǒng)操作的要求

核島消防系統(tǒng)必須滿(mǎn)足對(duì)一個(gè)噴頭或者一個(gè)消水栓實(shí)施定期試驗(yàn)和檢修時(shí)不影響其它噴頭和消火栓的功能。每個(gè)自噴保護(hù)區(qū)的水流指示信息必須傳至主控制室以便于消防員在調(diào)度室實(shí)施干預(yù)（尤其是水噴霧系統(tǒng)）；就地手動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉手動(dòng)隔離閥后，開(kāi)啟和關(guān)閉消火栓得以實(shí)現(xiàn)，消火栓使用后被減壓。

2 系統(tǒng)的布置

為了保證了系統(tǒng)其它部分發(fā)生故障時(shí)仍能夠正常供水，設(shè)置了4條供水管道給核島廠(chǎng)房的消防系統(tǒng)供水，這4個(gè)供水管道的連接分別在4個(gè)安全廠(chǎng)房中，水源來(lái)自消防水生產(chǎn)系統(tǒng)。

核島消防水系統(tǒng)管網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)大環(huán)，分別為外環(huán)、中環(huán)和內(nèi)環(huán)。

2.1 外環(huán)

外環(huán)穿過(guò)所有的安全廠(chǎng)房和燃料廠(chǎng)房，進(jìn)出廠(chǎng)房通過(guò)兩路與安全廠(chǎng)房連接，核輔助廠(chǎng)房通過(guò)一路管道連接至安全廠(chǎng)房，廢物處理廠(chǎng)房通過(guò)路管網(wǎng)連接到核輔助廠(chǎng)房和廢物附屬?gòu)S房，廊道和核廢物廠(chǎng)房通過(guò)管路管網(wǎng)連接到核輔助廠(chǎng)房和廢物附屬?gòu)S房。

2.2 中環(huán)

中環(huán)設(shè)置在安全殼環(huán)廊廠(chǎng)房?jī)?nèi)，中環(huán)通過(guò)兩路管網(wǎng)和外環(huán)相連接于安全廠(chǎng)房和燃料廠(chǎng)房[3]。

2.3 內(nèi)環(huán)

內(nèi)環(huán)設(shè)置在反應(yīng)堆廠(chǎng)房?jī)?nèi)，通過(guò)兩路管網(wǎng)和外環(huán)相連接于安全廠(chǎng)房和燃料廠(chǎng)房，每路管網(wǎng)設(shè)置兩個(gè)電動(dòng)安全殼隔離閥，以確保完全的隔離。

3 結(jié)語(yǔ)

核電站消防水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是核電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。本文詳細(xì)的介紹了某核電廠(chǎng)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、布置情況，希望能夠?yàn)橥刑峁氋F經(jīng)驗(yàn)。