CN107137837A - 地下核电厂防火分区设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地下核电厂防火分区设计方法，提出每个厂房洞室为一个大的防火分区，各个厂房洞室之间的联系洞廊或交通道采用平开式的防辐射甲级防火门分隔。在每个厂房洞室内部，根据其工作性质、火灾时放射性物质的释放程度以及方便人员逃生、消防队灭火等要求划分防火小区、限制机组不可用性防火区。每个防火小区均采用符合规定的耐火材料分隔，防火小区的疏散门采用平开式(或滑动式)的防辐射甲级防火门。本发明根据地下核岛各厂房的布置特点、工艺特点、火灾危险性大小等具体情况，在满足国家相关规程规范要求的前提下，提出设置安全可靠地下核电厂大型洞室群的消防系统。

Description

地下核电厂防火分区设计方法

技术领域

本发明涉及地下核电站工程技术领域，具体地指一种地下核电厂防火分区设计方法。

背景技术

消防系统是核电厂不可或缺的一个重要组成部分，核电厂的消防系统应在符合其他核安全要求的情况下，对核电厂各构筑物、系统和部件进行合理的设计、布置，尽可能降低由于外部或内部事件而引起火灾的可能性，将火灾的影响降至最低。

我国目前已建和在建的核电厂均为地面核电厂，已颁布有相关的核电厂消防设计规程规范进行防火设计管理。地下核电厂地面建筑物及设备的消防设施按上述有关核电厂消防设计规程规范进行设计，地下核岛各洞室群的消防可参照上述地面核电站规范的相关规定，但是需要考虑地下空间火灾的危害性。

地下核电厂的常规岛各厂房一般布置在地面，而将核岛部分的主要厂房置于地下，从消防的角度来看，地下核岛与地上核岛相比，具有如下特点：

(1)交通洞廊多，疏散及救援线路长，火灾发生时，地下洞室内部主要依靠应急灯光照明，人员疏散过程中的辨识度不及地上核电厂清洗，疏散较困难；

(2)地下洞室封闭性好，有利于隔绝灭火及限制火灾的蔓延扩大，但同时也增加了灭火救援工作的困难。由于设备至于地下，火灾情况难以直接观察。

(3)相比地下商场、地铁站台等地下空间，地下核电厂的核岛厂房布置有大量涉核设施，消防设计中需要考虑涉核设施的危险性并提出更严格的消防措施；相比地面核电厂，地下核电厂的核岛等设施置于地下，火灾发生时的救援和消防难度更大，需要针对性进行处理。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种地下核电厂防火分区设计方法，本发明的目有在于克服上述现有背景技术的不足之处，提出地下核电厂防火分区设计方法。

为达到上述目的，本发明提及的一种地下核电厂防火分区设计方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：

1)以核电厂地下洞室为单位设置防火分区，包括反应堆厂房防火分区、核辅助厂房防火分区、1号安全厂房防火分区、2号安全厂房防火分区、燃料厂房防火分区、电气厂房防火分区、泄压洞室防火分区；

2)将所述核辅助厂房防火分区、1号安全厂房防火分区、2号安全厂房防火分区、燃料厂房防火分区、电气厂房防火分区与人行通道之间通过防辐射甲级防火门分隔，所述反应堆厂房防火分区与泄压洞室防火分区之间不进行隔离；

3)在每个防火分区中设置火警探测系统、火灾自动报警系统和固定式自动灭火系统；

4)在每个防火分区中将安全疏散通道和消防通道分开设立；

5)在每个防火分区中设置防火小区，每个防火小区采用耐火材料分隔，疏散门采用平开式或者滑动式的防辐射甲级防火门；

6)将地下核电厂中主交通通道与外界通过防火防辐射门带空气幕分隔。

优选地，所述步骤3)中的固定式自动灭火系统包括水喷雾灭火系统和气体灭火系统，不适于通过水喷雾灭火的防火分区采用气体灭火系统。

优选地，所述步骤5)中将所述反应堆厂房防火分区中的单个电缆托架设置为一个防火小区，每台反应堆冷却剂泵设置为一个防火小区。

优选地，所述步骤5)中将所述核辅助厂房防火分区中的上充泵、安注泵、设备冷却泵、含有氢气的容积控制箱、硼回收暂存箱及脱气设备、含氢废气系统和气体衰变波动箱、废气系统压缩机、废气系统贮存箱、阀门部件、蓄电池、碘过滤器、电缆托盘分别设置为一个防火小区。

优选地，所述步骤5)中将所述1号安全厂房防火分区和2号安全厂房防火分区中的碘过滤装置、安全壳喷淋泵、低压安注泵电机分别设置为一个防火小区。

优选地，所述步骤5)中将所述电气厂房防火分区中的控制棒电源装置、辅助给水泵分别设置为一个防火小区，电缆托架、开关柜、继电器柜、仪控设备，均按序列布置，每个序列分别设置为一个防火小区。

优选地，所述步骤5)中对于电缆、管线、通风管道以及托架的布置贯穿防火分区时，将电缆、管线、通风管道划分为长度小于50m的防火小区。

优选地，所述水喷雾灭火系统通过常高压消防供水系统供水，所述常高压消防供水系统中最不利失火点处的消防水压不小于1.2Mpa，超压部分通过减压阀、节流管进行减压。

优选地，所述常高压消防供水系统的消防水池至少高出地下洞室顶部135m。

优选地，在地下洞室中具有放射性物质的防火小区内设置污水池。

本发明提出每个厂房洞室为一个大的防火分区，各个厂房洞室之间的联系洞廊或交通道采用平开式的防辐射甲级防火门分隔。在每个厂房洞室内部，根据其工作性质、火灾时放射性物质的释放程度以及方便人员逃生、消防队灭火等要求划分防火小区、限制机组不可用性防火区。每个防火小区均采用符合规定的耐火材料分隔，防火小区的疏散门采用平开式(或滑动式)的防辐射甲级防火门。在地下洞室中放射性物质可能泄漏的防火区或防火小区内，设置污水池，将水及泡沫等灭火剂回收并处理，以防污染物扩散。

本发明具有的优点如下：

1)本发明针对地下核岛火灾特点，按照“预防为主，防消结合”的方针和贯穿“纵深防御”的原则进行地下核岛防火分区设计。

2)本发明根据地下核岛各厂房的布置特点、工艺特点、火灾危险性大小等具体情况，在满足国家相关规程规范要求的前提下，提出设置安全可靠地下核电厂大型洞室群的消防系统。

附图说明

图1为地下核电厂防火分区设置图

1.核辅助厂房防火分区，2.2号安全厂房防火分区，3.燃料厂房防火分区，4.1号安全厂房防火分区，5.主交通通道，6.防火防辐射门带空气幕，7.轨道运输通道，8.防火防辐射门，9.人行通道，10.泄压洞防火分区，11.反应堆厂房防火分区，12.电气厂房防火分区，13.主蒸汽管道。

具体实施方式

为简洁明了地揭示本发明所阐述的内容，本实施例以一种简化的地下核电站密封隔离系统为例，结合附图详细描述了该发明所涉及方法的使用步骤，以便于本行业的技术人员理解本发明，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

如图1所示，地下核电厂主要由核岛、常规岛及其他辅助厂房等组成，核岛为涉核构筑物，与核安全直接相关，安全级别高，其主要厂房布置在地下；常规岛及其他辅助厂房为非涉核构筑物，布置在地面。地下核电厂消防范围主要包括反应堆厂房洞室、核辅助厂房洞室、核燃料厂房洞室、核废物厂房洞室、连接厂房洞室、安全厂房洞室、电气厂房(地下)洞室以及连接各洞室群的管线、交通廊道等设置于地下的核岛建筑物。

防火分区设计时，地下核岛建筑耐火极限设计中从严划分防火分区和防烟分区。贮存物的放射性或放射性毒性越强，以及火灾或爆炸引起的局部污染危险越大，划分防火、防污染区的面积应越小。地下核岛建筑耐火等级均为一级，提高其构件耐火极限时间，并进行更为严格的防火分区设计，以防止火灾造成结构的严重变形和坍塌，防止火势蔓延扩大，减少火灾损失，利于火灾扑救。

本发明地下核电厂防火分区设计方法，具体步骤如下：

1)以核电厂地下洞室为单位设置防火分区，包括反应堆厂房防火分区11、核辅助厂房防火分区1、1号安全厂房防火分区4、2号安全厂房防火分区2、燃料厂房防火分区3、电气厂房防火分区12、泄压洞室防火分区10。

2)将所述核辅助厂房防火分区1、1号安全厂房防火分区4、2号安全厂房防火分区2、燃料厂房防火分区3、电气厂房防火分区12与人行通道9之间通过防辐射甲级防火门分隔，所述反应堆厂房防火分区11与泄压洞室防火分区10之间不进行隔离。

3)在每个防火分区中设置火警探测系统、火灾自动报警系统和固定式自动灭火系统。

核电厂各地下洞室均设置火灾自动报警系统，且每个机组的火灾自动报警系统均为独立系统，各机组的火灾集中控制器设在地面主控制室内。报警分区和探测分区均根据防火分区进行划分，一个报警分区由一个或相邻几个防火分区组成；一个探测分区一般是一个防火分区或一个防火小区。

为提高灭火设施级别，更多采用灭火更迅速、高效的固定式自动灭火系统，如水喷雾灭火系统、气体灭火系统等，将火灾扑灭在初始阶段。采用常高压消防供水系统，即消防水池至少高出地下洞室顶部135m，保证地下洞室最不利失火点处消防水压不小于1.2MPa，局部超压部分通过减压阀、节流管等进行减压。

4)在每个防火分区中将安全疏散通道和消防通道分开设立。防火分区设计时，地下核岛的安全疏散通道和消防通道标准，将安全重要物项的防火区安全疏散通道和消防通道分设，使工作人员逃生和消防人员进入火场各行其道，更为快捷。

5)在每个厂房洞室防火分区内部，根据其工作性质、火灾时放射性物质的释放程度以及方便人员逃生、消防队灭火等要求划分防火小区，每个防火小区内设置固定式自动灭火系统，采用耐火材料分隔，疏散门采用平开式或者滑动式的防辐射甲级防火门。

51)反应堆厂房防火分区11中：多重设置的单个电缆托架和每台反应堆冷却剂泵均分别设置为一个独立的防火小区。

52)核辅助厂房防火分区1中：

a)上充泵、安注泵及设备冷却水泵等水泵每台均分别设置为一个防火小区；b)含有氢气的容积控制箱，硼回收暂存箱及脱气设备，含氢废气系统和气体衰变波动箱，废气系统压缩机，废气系统贮存箱等各种箱体和阀门部件、蓄电池等均分别设置为一个防火小区；c)通风系统的碘过滤器设置为一个独立的防火小区；d)电缆托盘均分别设置为一个独立的防火小区。

53)1号安全厂房防火分区4和2号安全厂房防火分区2中：碘过滤装置、安全壳喷淋泵和低压安注泵电机等均分别设置为一个防火小区。

54)电气厂房防火分区12中：a)控制棒电源装置、辅助给水泵均分别设置为一个防火小区；b)电缆层按电缆托架序列分别设置为一个防火小区；c)开关柜、继电器柜、仪控设备等安全设备按序列分别设置为一个防火小区。

55)对于电缆、管线、通风管道以及托架的布置贯穿防火区时，为防止火灾和烟气在防火区之间蔓延，将由电缆廊道和管沟等构成的防火区划分成长度小于50m的防火小区。

6)将火灾载荷密度大于400MJ/M²的房间设置为限制不可用性防火区。防火分区设计时，对火灾载荷密度大于400MJ/M²的房间，应划分为“限制不可用性防火区”，并设置一个可快速灭火的固定消防系统，以做到发生火灾的房间不得使火灾的烟雾充满人员疏散通道阻碍灭火，也不能使火灾向其他房间蔓延以增加机组不可用的时间。

7)将地下核电厂中主交通通道5与外界通过防火防辐射门带空气幕6分隔。

在地下洞室中放射性物质可能泄漏的防火区或防火小区内，设置污水池，将水及泡沫等灭火剂回收并处理，以防污染物扩散。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)以核电厂地下洞室为单位设置防火分区，包括反应堆厂房防火分区(11)、核辅助厂房防火分区(1)、1号安全厂房防火分区(4)、2号安全厂房防火分区(2)、燃料厂房防火分区(3)、电气厂房防火分区(12)、泄压洞室防火分区(10)；

2)将所述核辅助厂房防火分区(1)、1号安全厂房防火分区(4)、2号安全厂房防火分区(2)、燃料厂房防火分区(3)、电气厂房防火分区(12)与人行通道(9)之间通过防辐射甲级防火门分隔，所述反应堆厂房防火分区(11)与泄压洞室防火分区(10)之间不进行隔离；

3)在每个防火分区中设置火警探测系统、火灾自动报警系统和固定式自动灭火系统；

4)在每个防火分区中将安全疏散通道和消防通道分开设立；

5)在每个防火分区中设置防火小区，每个防火小区采用耐火材料分隔，疏散门采用平开式或者滑动式的防辐射甲级防火门；

6)将地下核电厂中主交通通道(5)与外界通过防火防辐射门带空气幕(6)分隔。

2.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述步骤3)中的固定式自动灭火系统包括水喷雾灭火系统和气体灭火系统，不适于通过水喷雾灭火的防火分区采用气体灭火系统。

3.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述步骤5)中将所述反应堆厂房防火分区(11)中的单个电缆托架设置为一个防火小区，每台反应堆冷却剂泵设置为一个防火小区。

4.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述步骤5)中将所述核辅助厂房防火分区(1)中的上充泵、安注泵、设备冷却泵、含有氢气的容积控制箱、硼回收暂存箱及脱气设备、含氢废气系统和气体衰变波动箱、废气系统压缩机、废气系统贮存箱、阀门部件、蓄电池、碘过滤器、电缆托盘分别设置为一个防火小区。

5.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述步骤5)中将所述1号安全厂房防火分区(4)和2号安全厂房防火分区(2)中的碘过滤装置、安全壳喷淋泵、低压安注泵电机分别设置为一个防火小区。

6.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述步骤5)中将所述电气厂房防火分区(12)中的控制棒电源装置、辅助给水泵分别设置为一个防火小区，电缆托架、开关柜、继电器柜、仪控设备，均按序列布置，每个序列分别设置为一个防火小区。

7.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述步骤5)中对于电缆、管线、通风管道以及托架的布置贯穿防火分区时，将电缆、管线、通风管道划分为长度小于50m的防火小区。

8.根据权利要求2所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述水喷雾灭火系统通过常高压消防供水系统供水，所述常高压消防供水系统中最不利失火点处的消防水压不小于1.2Mpa，超压部分通过减压阀、节流管进行减压。

9.根据权利要求8所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：所述常高压消防供水系统的消防水池至少高出地下洞室顶部135m。

10.根据权利要求1所述的地下核电厂防火分区设计方法，其特征在于：在地下洞室中具有放射性物质的防火小区内设置污水池。