核電廠用電源車場地彎道及車庫的設(shè)計要求

摘要：核電廠單臺核電機(jī)組需配置兩輛10 kV/2 000 kW電源車和400 V/1000 kW電源車作為交流電源緊急斷電時的應(yīng)急電源。為保證應(yīng)急電源車能從倉庫快速到達(dá)供電區(qū)域，其所用車庫及場地彎道等應(yīng)具有必要的技術(shù)性設(shè)計要求。為此，依據(jù)GB 1589-2016等標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對電源車的車輛通過性要求指標(biāo)對銷軸距進(jìn)行了復(fù)核，對車輛通過環(huán)形車道轉(zhuǎn)彎半徑也進(jìn)行了計算及驗證，并對車庫按國標(biāo)要求及規(guī)范進(jìn)行整體布置和核查。該設(shè)計要求已住某核電廠得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電源車;通過性要求;最小內(nèi)外半徑;車庫整體布置

中圖分類號：U272收稿日期：2021-12-28

DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.04.009

l 前言

核電是優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源，也是國家未來重點(diǎn)建設(shè)發(fā)展的方向。目前某核電廠單臺核電機(jī)組需配置的應(yīng)急移動電源是由兩輛10 kV/2 000 kW電源車和400 V/I000kW電源車提供，以應(yīng)對核電廠交流電源全部喪失時，通過電源車作為應(yīng)急的臨時動力，延緩斷電帶來的更人災(zāi)害，并為及時恢復(fù)核電廠內(nèi)外部交流電源提供時間窗口。

作為核電廠重要的應(yīng)急保障設(shè)備，為保證應(yīng)急電源車能從倉庫快速到達(dá)供電區(qū)域，10 kV/2 000 kW電源車（以下簡稱A電源車）和400 V/1 000 kW電源車（以下簡稱B電源車），其所用倉庫（車庫）及場地彎道等應(yīng)具有必要的技術(shù)性設(shè)計要求。其中，車庫作為電源車存放、日常保養(yǎng)、啟動試驗、定期負(fù)載試驗等工作場所應(yīng)滿足JGJ 100-2015的要求，場地彎道應(yīng)確保電源車緊急通行時通過性良好。

本文首先依據(jù)GB 1589-2016對電源車的車輛通過性要求指標(biāo)銷軸距進(jìn)行復(fù)核，接著開展車輛通過環(huán)形車道轉(zhuǎn)彎半徑的計算及驗證，最后對車庫按國標(biāo)要求及規(guī)范進(jìn)行整體布置和核查。

2 車輛通過性銷軸距計算

依據(jù)GB 1589-2016第4.4.3條“如果半掛車銷軸距小于或等于計算得出的長度L，則可免做附錄B的試驗。”因此，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的相關(guān)參數(shù)，通過理論計算銷軸距與實車的相關(guān)性，以確認(rèn)是否需要進(jìn)行GB 1589-2016附錄B的試驗。

2.1 車輛主要參數(shù)

A電源車選用汽車列車，B電源車選用8x4汽車，兩車主要參數(shù)見表1。

2.2 車輛銷軸距L計算

由于A電源車長>B電源車長，依據(jù)GB 1589-2016

4.4 車輛通過性要求，僅選取A電源車進(jìn)行計算便可涵蓋。

依據(jù)GB 1589-2016第4.4.3條所述公式：

L=

（1）式中，w為半掛車寬度，mm。

對于A電源車，w=2 550 mm，代入式（l）計算可得：L=8135.17 mm。

由于A電源車軸距LA=7780 mm

3 環(huán)形車道車輛最小內(nèi)外半徑及彎道計算

3.1 最小內(nèi)半徑r和外半徑R的計算

依據(jù)JGJ 100-2015《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》，環(huán)形車道最小內(nèi)外半徑如圖l所示。

依據(jù)JGJ 100-2015 4.1.4機(jī)動車的環(huán)形車道最小內(nèi)半徑r0和最小外半徑R0等相關(guān)計算公式如下：

機(jī)動車環(huán)形內(nèi)半徑r：

r=

（2） 機(jī)動車環(huán)形外半徑R：

R=

（3） 環(huán)形車道內(nèi)半徑r0：

ro=r-y

（4）

環(huán)形車道外半徑R0：

R0=R+x

（5）

環(huán)形車道最小凈寬K：

K=R0-r0。

（6）式中，r1為機(jī)動車最小轉(zhuǎn)彎半徑，r1=10.5 m;x為機(jī)動車環(huán)行時最外點(diǎn)環(huán)道外邊的安全距離，x=2.5 m;y為機(jī)動車環(huán)行時最內(nèi)點(diǎn)環(huán)道內(nèi)邊的安全距離，v=0.25 m。

將A電源車已知參數(shù)代入式（2） -式（5），計算可得：R=11.84 m， r=4.8 m， R0=14.34 m， ro=4.55 m。

取整：R0=15 m，r0=4 m。

3.2 最小內(nèi)外半徑驗證及結(jié)論

根據(jù)GB 1589-2016附錄B車輛通道圓與外擺值測量方法，車輛外擺值示意圖如圖2所示。表2為2輛電源車在順時針與逆時針實際轉(zhuǎn)向過程中測得的內(nèi)、外轉(zhuǎn)彎半徑及外擺值。

由于環(huán)形車道的最小內(nèi)半徑應(yīng)小于車輛實際最小內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑;環(huán)形車道的最小外半徑應(yīng)比車輛實際外轉(zhuǎn)彎半徑與外擺值之和要大。因此，根據(jù)A電源車試驗測試值數(shù)據(jù)，可取A電源車外轉(zhuǎn)彎半徑實側(cè)最佳值R實=R+T=12.45+0.77=13 .22 m;同理，A電源車內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑實側(cè)最佳值取r實=5.33 m。由此，可以得到以下兩點(diǎn)：

a.當(dāng)A電源車逆時針轉(zhuǎn)彎時，外轉(zhuǎn)彎半徑與外擺值之和最人，內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑最小;此時，R0=15 m>R=13.22 m;r。=4 m

b.根據(jù)JGJ 100-2015第3.2.6條“兼做消防道路的場地道路最小轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足當(dāng)?shù)叵儡囖D(zhuǎn)彎半徑的要求。”重型消防車轉(zhuǎn)彎最外側(cè)控制半徑為14.5 m。A電源車列車對應(yīng)轉(zhuǎn)彎最外側(cè)控制半徑R0=15 m>14.5 m，同樣符合消防道路要求。

故此，可得其驗證結(jié)論：環(huán)形車道最小外半徑R0=15 m、環(huán)形車道最小內(nèi)半徑r0=4 m，可以保證A、B電源車緊急通行，并且也可滿足重型消防車輛快速通行的要求。

3.3 環(huán)形車道最小凈寬

K=Ro-ro=ll m

環(huán)形車道最小凈寬值須不低于llm，即K>1l m。FDB12A2B-77C8-4C0C-8E5C-661A959BDDB8

3.4 彎道設(shè)計漸變段長度

彎道設(shè)計漸變段如圖3所示，其漸變段長度設(shè)計值C>30 m，環(huán)形車道最小凈寬K>1l m、道路寬度直線雙行B≥7m、曲線雙行B≥10 m，寬度不包括道牙及其他分隔帶寬度。

4 車庫設(shè)計要求

4.1車庫型式

為滿足應(yīng)急發(fā)電作業(yè)的響應(yīng)時問及長時問貯存的要求，車庫應(yīng)采用獨(dú)立式車庫或附建式車庫，不應(yīng)采用地下車庫或敞開式車庫。

4.2 防火設(shè)計

車庫防火設(shè)計應(yīng)符合GB 50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和GB 50067《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》的強(qiáng)制性國標(biāo)規(guī)定。

由于A電源車、B電源車分別攜帶10 kV、400 V中/低電壓電器，在機(jī)組電源開關(guān)閉合狀態(tài)時會有電源輸出，運(yùn)行期間不得使用水液態(tài)滅火介質(zhì)，故應(yīng)設(shè)計布置十粉滅火器材。共用負(fù)載柜頂部設(shè)計同樣應(yīng)嚴(yán)禁有泡沫一水噴淋系統(tǒng)。

4.3 車庫車輛道路、出入口及車庫內(nèi)高

在修建電源車車庫時，除了考慮防火設(shè)計要求之外，還應(yīng)整體考慮車庫車輛道路、出入口及車庫內(nèi)高的布局設(shè)計的合理性和適用性。

4.3.1 車庫車輛道路、出入口

a.車庫外部道路、廣場應(yīng)有良好的排水系統(tǒng)，并保證良好的通視條件。

b.電源車單臺車輛出入口凈寬>4.8 m，車輛出入口凈高>4.5m。

c.為考慮緊急通行和彎道行駛時產(chǎn)生的離心力，車庫道路坡度宜<6%。

4.3.2 車庫內(nèi)高

A電源車、B電源車配置的是柴油發(fā)動機(jī)作為動力的備用機(jī)組，發(fā)動機(jī)應(yīng)每年在50%負(fù)荷工況下運(yùn)行時間≥6h。然而，電源車負(fù)載裝置是在車庫內(nèi)，帶負(fù)載發(fā)動機(jī)啟動后會產(chǎn)生高溫排煙。故車庫內(nèi)高的設(shè)計有以下兩種方案可供選擇：

a.在車庫內(nèi)啟動發(fā)動機(jī)帶負(fù)載試驗，要求車庫內(nèi)高≥8m。

b.將電源車駛出車庫在露天狀態(tài)啟動發(fā)動機(jī)帶負(fù)載試驗，車庫內(nèi)高≥5.5 m。

4.4 車庫內(nèi)平面布置

圖4為兩臺電源車在車庫中的平面布置示意圖。其在車庫內(nèi)平面布置的設(shè)計布局及要求如下：

a.車庫總長度≥24 m，寬度≥13 m。

b.為提高A電源車右側(cè)視角，將其停靠于B電源車的左側(cè)，負(fù)載柜位于B電源車的后方。

c.人員通道按電源車門最人展開時的尺寸設(shè)計，確保通道寬度≥0.75 m。

d.A電源車駕駛室前端距離墻體Im，左側(cè)距離墻體2m，B電源車駕駛室前端距離墻體1.5 m，右側(cè)距離墻體2m。

e.負(fù)載柜兩側(cè)進(jìn)風(fēng)，與墻體距離≥3m，鄰近墻體上部安裝有強(qiáng)排風(fēng)裝置：負(fù)載柜后端距離墻體≥l m。

5 車庫內(nèi)用電及照明及通風(fēng)要求

庫房用電主要含照明用電、維修時電動器具用電、強(qiáng)排通風(fēng)用電和設(shè)備用電。主要從以下兩個方面考量和布局。

5.1配電箱設(shè)置

a.總負(fù)荷在不低于50 kW工況下，考慮總負(fù)荷與接線使用方便合理，對車庫內(nèi)A電源車、B電源車兩側(cè)墻上各配置一個380 V三相五線≥50 kW的配電箱。在進(jìn)門內(nèi)側(cè)設(shè)置一個照明插座分線箱。

b配電箱內(nèi)配置一個3PIOOA的塑殼總開關(guān)，3P63AI-2路，3P20A3-6路，2P32A漏電保護(hù)開關(guān)1-2路。設(shè)置零線排和地線排，可依據(jù)GB 7251《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

5.2 用電負(fù)荷

總負(fù)荷按不低于50 kW設(shè)計。車庫內(nèi)照明依據(jù)JGJ100-2015《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》7.4中電氣的相關(guān)規(guī)定要求設(shè)計。主要配置有以下幾個方面：

a.照明含正常照明和檢修局部照明各lkW。

b.維修使用電動工具和氣動工具（空壓機(jī)等），在6-8 kW。

c.強(qiáng)排主要含負(fù)載柜熱氣排出和發(fā)電機(jī)組煙氣排出，選用4-6臺4 kW的排風(fēng)機(jī)。

d.設(shè)備用電含負(fù)載柜20 kW和充電機(jī)1 kW。

e.啟動試驗或發(fā)電機(jī)組負(fù)載試驗，必須在車庫門全開的狀態(tài)下開啟強(qiáng)排風(fēng)，強(qiáng)排風(fēng)裝置排風(fēng)量>80 000 m3/h。

f車庫內(nèi)四周接地點(diǎn)，接地電阻小于4Q。6車庫地面及道路承載

依據(jù)GB 1589-2016.A電源車、B電源車軸荷最人值11.5 t，A電源車總質(zhì)量49 t，可參照工業(yè)廠房設(shè)計主十道的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語

核電廠工程建設(shè)體量人，規(guī)劃設(shè)計周期長。福島核事故發(fā)生后，為了進(jìn)一步提升我國核電廠及其他民用核設(shè)施的安全水平，中國核安全局出臺《福島核事故后核電廠改進(jìn)行動通用技術(shù)要求》文件，要求“核電廠一般設(shè)置1臺中壓10 kV移動電源車和1臺低壓400 V移動電源車”，并對電源車的日常維護(hù)、應(yīng)急使用響應(yīng)時間提出嚴(yán)格要求。核電廠建設(shè)總體規(guī)劃時所提出的電源車車庫、場地彎道設(shè)計要求，有利于核電業(yè)主單位、工程設(shè)計單位、電源車制造廠三方節(jié)約設(shè)計接口對接時間，提高工程建設(shè)進(jìn)度。本設(shè)計要求已應(yīng)用于福建省某核電廠。

作者簡介：

方金順，男，1974年生，工程師，研究方向為專用車設(shè)計和生產(chǎn)。FDB12A2B-77C8-4C0C-8E5C-661A959BDDB8