CN101732811B - 核岛厂房安全防火分区方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核岛厂房安全防火分区方法。该方法包括如下步骤：(1)划分安全防火分区；(2)确定各个安全防火分区的类型；(3)确定各个安全防火分区的耐火极限；(4)在各安全防火分区边界处设置防火边界设备。本发明方法能够对核岛厂房安全系统进行全面的安全防火分区，能够有效地隔离执行同一安全功能的不同安全系列的设备和部件，避免同一场火灾造成执行某个安全功能的不同系列设备产生共模失效。

Description

核岛厂房安全防火分区方法
技术领域
本发明涉及一种适用于核电厂核岛厂房的安全防火分区方法。
背景技术
目前，多数核电厂核岛厂房所采用的防火分区方法主要是针对火灾危害大的可燃物，其更倾向于针对火灾荷载进行防火分区。现有方法根据核电厂核岛厂房内设置的设备计算出火灾荷载值，将火灾荷载值较大的部分进行防火分区处理，着眼于将火灾消灭在源头。但是，这种处理方法不能对核岛厂房安全系统进行全面的防火分区，而且具有火灾情况下安全功能失效的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核岛厂房安全防火分区方法，其能够对核岛厂房安全系统进行全面的安全防火分区，能够有效地隔离执行同一安全功能的不同安全系列的设备和部件，避免同一场火灾造成执行某个安全功能的不同系列设备产生共模失效。
实现本发明目的的技术方案：一种核岛厂房安全防火分区方法，其包括如下步骤：
(1)划分安全防火分区：
首先了解核岛厂房的土建结构、房间布局、安全系统设置，再依据隔离不同安全系列的原则，尽可能将核岛厂房内执行同一安全功能的不同系列的设备划分到不同的安全防火分区；
(2)确定各个安全防火分区的类型：
如果该安全防火分区内的可燃物含量满足扩散性火灾的要求，同时执行安全功能的设备又位于其中，并且该安全防火分区边界的结构全部是实体隔墙，则认为该安全防火分区的性质是安全防火区(SFS)；
如果该安全防火分区内的可燃物含量满足扩散性火灾或者局部性火灾的要求，同时执行安全功能的设备又位于其中，但是该安全防火分区边界的结构存在假想墙体或开口墙体，无法进行实体隔离，则认为该安全防火分区的性质是安全防火小区(ZFS)；
如果该安全防火分区的主要功能是为保证疏散人员、消防人员及应急人员的通行安全，在尽可能不设置可燃物并在有条件时保证良好通风或在无条件时隔断通风的情况下，则认为该安全防火分区的性质是人员疏散通道防火小区(ZFA)；
如果该安全防火分区内的可燃物含量不满足扩散性火灾和局部性火灾的要求，同时该安全防火分区内未设执行安全功能的设备，又与保障人员人身安全无关，则认为该安全防火分区的性质是非安全防火小区(ZNS)；
上述扩散性火灾为：在一个安全防火分区内，如果火灾发生在最不利点，在不采取灭火措施的前提下，火灾将蔓延至整个安全防火分区，此安全防火分区的火灾类型为扩散性火灾；
上述局部性火灾为：在一个安全防火分区内，即使火灾发生在最不利点，火灾也不会蔓延至整个安全防火分区，而且会自动熄灭，此安全防火分区的火灾类型为局部性火灾；
(3)确定各个安全防火分区的耐火极限：
根据每个安全防火分区内的可燃物含量及分区面积，计算得出火灾荷载密度，然后依据标准燃烧曲线得出每个安全防火分区的实际火灾持续时间；
每个安全防火分区的耐火极限值应大于该安全防火分区的实际火灾持续时间；同时满足安全防火区(SFS)的耐火极限值大于或等于1.5小时，安全防火小区(ZFS)的耐火极限值大于或等于1.0小时，人员疏散通道防火小区(ZFA)的耐火极限值大于或等于1.0小时，非安全防火小区(ZNS)的耐火极限值与同它相邻的安全防火分区的耐火极限值一致；
(4)在各安全防火分区边界处设置防火边界设备：
根据各安全防火分区的耐火极限值，在各安全防火分区边界结构处设置满足耐火极限值要求的防火边界设备。
如上所述的一种核岛厂房安全防火分区方法，其步骤(4)所述的防火边界设备包括防火封堵、防火门、防火阀、排烟阀；对于存在贯穿件的安全防火分区边界结构，采用防火封堵；对于存在门的安全防火分区边界结构，采用防火门；对于存在通风管道的安全防火分区边界结构，采用防火阀和排烟阀，并且防火阀与火灾探测报警系统进行联动。
如上所述的一种核岛厂房安全防火分区方法，在步骤(4)设置防火边界设备后，再进行火灾影响多个安全防火分区的蔓延风险分析：假定安全防火分区内产生火灾，判断该火灾能否蔓延到相邻的安全防火分区内，如果火灾能够通过安全防火分区边界处的直接开口或通风管道蔓延到相邻的安全防火分区，则需要根据具体情况设置天花板横梁、防火阀或防火包覆等措施。
如上所述的一种核岛厂房安全防火分区方法，对于满足扩散性火灾要求的安全防火小区(ZFS)，如果实际火灾持续时间大于10分钟，则需要设置固定喷淋灭火系统等。
本发明的效果在于：本发明所述的核岛厂房安全防火分区方法，能够对核岛厂房的安全系统进行全面安全防火分区，能够有效地隔离执行同一安全功能的不同安全系列的设备和部件，避免同一场火灾造成某个安全功能的共模失效。本发明方法在实施安全防火分区时不仅关注火灾危险性大的设备，还特别关注其他安全重要物项，旨在消灭火源的同时，着眼于核电厂安全系统功能的执行，一方面防止发生火灾，另一方面即使发生火灾，也能够保证核电厂的核安全。本发明方法还增设了人员疏散通道防火小区，提高操作人员的受保护条件，有利于其在事故条件下对核电厂的非正常运行状态进行适时的人工干预，确保核电厂的安全功能。
附图说明
图1为本发明的核岛厂房安全防火分区方法流程图；
图2为实施例中包容辅助给水电动泵的安全防火分区示意图；
图3为实施例中包容辅助给水汽动泵的安全防火分区示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的核岛厂房安全防火分区方法进一步描述。
如图1所示，本发明的核岛厂房安全防火分区方法，其按如下步骤依次进行：
(1)划分安全防火分区：
首先了解核岛厂房的土建结构、房间布局、安全系统设置，再依据隔离不同安全系列的原则，尽可能将核岛厂房内执行同一安全功能的不同系列的设备划分到不同的安全防火分区；
(2)确定各个安全防火分区的类型：
如果该安全防火分区内的可燃物含量满足扩散性火灾的要求，同时执行安全功能的设备又位于其中，并且该安全防火分区边界的结构全部是实体隔墙，则认为该安全防火分区的性质是安全防火区(SFS)；
如果该安全防火分区内的可燃物含量满足扩散性火灾或者局部性火灾的要求，同时执行安全功能的设备又位于其中，但是该安全防火分区边界的结构存在假想墙体或开口墙体，无法进行实体隔离，则认为该安全防火分区的性质是安全防火小区(ZFS)；
如果该安全防火分区的主要功能是为保证疏散人员、消防人员及应急人员的通行安全，在尽可能不设置可燃物并在有条件时保证良好通风或在无条件时隔断通风的情况下，则认为该安全防火分区的性质是人员疏散通道防火小区(ZFA)；
如果该安全防火分区内的可燃物含量不满足扩散性火灾和局部性火灾的要求，同时该安全防火分区内未设执行安全功能的设备，又与保障人员人身安全无关，则认为该安全防火分区的性质是非安全防火小区(ZNS)；
上述扩散性火灾为：在一个安全防火分区内，如果火灾发生在最不利点，在不采取灭火措施的前提下，火灾将蔓延至整个安全防火分区，此安全防火分区的火灾类型为扩散性火灾；
上述局部性火灾为：在一个安全防火分区内，即使火灾发生在最不利点，火灾也不会蔓延至整个安全防火分区，而且会自动熄灭，此安全防火分区的火灾类型为局部性火灾；
(3)确定各个安全防火分区的耐火极限：
采用现有技术，根据每个安全防火分区内的可燃物含量及分区面积，计算得出火灾荷载密度，然后依据标准燃烧曲线得出每个安全防火分区的实际火灾持续时间；
每个安全防火分区的耐火极限值应大于该安全防火分区的实际火灾持续时间；同时满足安全防火区(SFS)的耐火极限值大于或等于1.5小时，安全防火小区(ZFS)的耐火极限值大于或等于1.0小时，人员疏散通道防火小区(ZFA)的耐火极限值大于或等于1.0小时，非安全防火小区(ZNS)的耐火极限值与同它相邻的安全防火分区的耐火极限值一致；
(4)在各安全防火分区边界处设置防火边界设备：
根据各安全防火分区的耐火极限值，在各安全防火分区边界结构处设置满足耐火极限值要求的防火边界设备。
所述的防火边界设备包括防火封堵、防火门、防火阀、排烟阀；
对于存在贯穿件的安全防火分区边界结构，采用防火封堵；
对于存在门的安全防火分区边界结构，采用防火门；
对于存在通风管道的安全防火分区边界结构，采用防火阀和排烟阀，并且防火阀与火灾探测报警系统进行联动；
对于满足扩散性火灾要求的安全防火小区(ZFS)，如果实际火灾持续时间大于10分钟，则需要设置固定喷淋灭火系统等。
(5)火灾影响多个安全防火分区的蔓延风险分析：
假定安全防火分区内产生火灾，判断该火灾能否蔓延到相邻的安全防火分区内，如果火灾能够通过安全防火分区边界处的直接开口或通风管道蔓延到相邻的安全防火分区，则需要根据具体情况设置天花板横梁、防火阀或防火包覆等措施，以避免某个安全功能的共模失效。
将本发明的核岛厂房安全系统分区防火方法应用于某核岛厂房的辅助给水系统。该辅助给水系统的功能在正常工况和长期的事故工况中都必须保证，在蒸汽发生器的二次侧失去主给水系统和启动给水系统供应的条件下，需要辅助给水系统的备用补水能力。辅助给水系统冗余设置，两台电动泵和两台汽动泵互为冗余。
采用本发明方法对上述辅助给水系统进行安全防火分区，其按如下步骤依次进行：
(1)划分安全防火分区：
从建筑结构、房间布局上看，两台电动泵位于-3.40m层的W128房间，两台汽动泵位于0.00m层的W237、W229房间，可以实现分区隔离。
将两台汽动泵划分在一个安全防火分区，如图2所示；而两台电动泵在另一个安全防火分区内，如图3所示，可满足最不利条件下的安全功能要求。
(2)确定各个安全防火分区类型：
包容辅助给水电动泵的安全防火分区边界处具有直接开口，因此将其划分为安全防火小区(ZFS)；
包容辅助给水汽动泵的安全防火分区边界结构全部是实体隔墙，因此将其划分为安全防火区(SFS)；
(3)确定各安全防火分区的耐火极限：
采用现有技术，根据每个安全防火分区内的可燃物含量及分区面积，计算得出火灾荷载密度，然后依据标准燃烧曲线得出每个安全防火分区的实际火灾持续时间；最后确定上述包容辅助给水电动泵的安全防火分区的耐火极限为1.0小时，包容辅助给水汽动泵的安全防火分区的耐火极限为1.5小时；
(4)设置防火边界设备：
在包容辅助给水电动泵的安全防火小区边界处：
a.边界门处设置耐火极限为1.0小时的防火门；
b.边界上的通风管道上设置耐火极限为1.0小时的防火阀，并且防火阀与火灾探测报警系统相连。
在包容辅助给水汽动泵的安全防火区边界处：
a.边界门处设置耐火极限为1.5小时的防火门；
b.边界上的通风管道上设置耐火极限为1.5小时的防火阀，并且防火阀与火灾探测报警系统相连。
(5)火灾影响多个安全防火分区的蔓延风险分析：
经过分析，包容辅助给水汽动泵的安全防火区边界全部为实体隔离，不存在火灾蔓延风险；包容辅助给水电动泵的安全防火小区增设具有一定耐火极限的边界设备，也不存在火灾蔓延至其它安全防火分区的风险。
本发明方法在保证安全功能的前提下可整合安全防火分区，例如上述安全防火分区的划分，将ASG汽动泵、ASG汽动泵调节阀和ASG水箱合并在一个安全防火分区，一方面可以减少水箱间与汽动泵之间通风管道上的防火阀，另一方面可以减少汽动泵间与相邻房间边界上的防火门以及通风管道上的防火阀，大大节约了成本，同时也减少了操作员执行防火规程的数量。

Claims (3)

1.一种核岛厂房安全防火分区方法，其包括如下步骤：
(1)划分安全防火分区：
首先了解核岛厂房的土建结构、房间布局、安全系统设置，再依据隔离不同安全系列的原则，尽可能将核岛厂房内执行同一安全功能的不同系列的设备划分到不同的安全防火分区；
(2)确定各个安全防火分区的类型：
如果该安全防火分区内的可燃物含量满足扩散性火灾的要求，同时执行安全功能的设备又位于其中，并且该安全防火分区边界的结构全部是实体隔墙，则认为该安全防火分区的性质是安全防火区(SFS)；
如果该安全防火分区内的可燃物含量满足扩散性火灾或者局部性火灾的要求，同时执行安全功能的设备又位于其中，但是该安全防火分区边界的结构存在假想墙体或开口墙体，无法进行实体隔离，则认为该安全防火分区的性质是安全防火小区(ZFS)；
如果该安全防火分区的主要功能是为保证疏散人员、消防人员及应急人员的通行安全，在尽可能不设置可燃物并在有条件时保证良好通风或在无条件时隔断通风的情况下，则认为该安全防火分区的性质是人员疏散通道防火小区(ZFA)；
如果该安全防火分区内的可燃物含量不满足扩散性火灾和局部性火灾的要求，同时该安全防火分区内未设执行安全功能的设备，又与保障人员人身安全无关，则认为该安全防火分区的性质是非安全防火小区(ZNS)；
上述扩散性火灾为：在一个安全防火分区内，如果火灾发生在最不利点，在不采取灭火措施的前提下，火灾将蔓延至整个安全防火分区，此安全防火分区的火灾类型为扩散性火灾；
上述局部性火灾为：在一个安全防火分区内，即使火灾发生在最不利点，火灾也不会蔓延至整个安全防火分区，而且会自动熄灭，此安全防火分区的火灾类型为局部性火灾；
(3)确定各个安全防火分区的耐火极限：
根据每个安全防火分区内的可燃物含量及分区面积，计算得出火灾荷载密度，然后依据标准燃烧曲线得出每个安全防火分区的实际火灾持续时间；
每个安全防火分区的耐火极限值应大于该安全防火分区的实际火灾持续时间；同时满足安全防火区(SFS)的耐火极限值大于或等于1.5小时，安全防火小区(ZFS)的耐火极限值大于或等于1.0小时，人员疏散通道防火小区(ZFA)的耐火极限值大于或等于1.0小时，非安全防火小区(ZNS)的耐火极限值与同它相邻的安全防火分区的耐火极限值一致；
(4)在各安全防火分区边界处设置防火边界设备：
根据各安全防火分区的耐火极限值，在各安全防火分区边界结构处设置满足耐火极限值要求的防火边界设备；
所述的防火边界设备包括防火封堵、防火门、防火阀、排烟阀；对于存在贯穿件的安全防火分区边界结构，采用防火封堵；对于存在门的安全防火分区边界结构，采用防火门；对于存在通风管道的安全防火分区边界结构，采用防火阀和排烟阀，并且防火阀与火灾探测报警系统进行联动。
2.根据权利要求1所述的一种核岛厂房安全防火分区方法，其特征在于：在步骤(4)设置防火边界设备后，再进行火灾影响多个安全防火分区的蔓延风险分析：假定安全防火分区内产生火灾，判断该火灾能否蔓延到相邻的安全防火分区内，如果火灾能够通过安全防火分区边界处的直接开口或通风管道蔓延到相邻的安全防火分区，则需要根据具体情况设置天花板横梁、防火阀或防火包覆等措施。
3.根据权利要求1所述的一种核岛厂房安全防火分区方法，其特征在于：对于满足扩散性火灾要求的安全防火小区(ZFS)，如果实际火灾持续时间大于10分钟，则需要设置固定喷淋灭火系统等。
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