CN204475432U - 一种核电机组的消防供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电机组的消防供水系统包括至少两个用于储存消防用水的消防水池、至少三台消防泵、一端与所述消防水池连接另一端连接在所述消防泵的吸水口上的进水管、至少两条用于连接每一个单元核电机组的消防管网的供水母管且每一条所述供水母管至少连接有一台所述消防泵以及一端与所述消防泵出水口连接另一端连接在所述供水母管的出水管；每一台所述消防泵同时与每一个单元核电机组的主控制系统相连接，当其中任意一个单元核电机组的主控制系统向其中任意一台所述消防泵发出启动信号，该消防泵启动，当每一个单元核电机组的主控制系统均向其中任意一台所述消防泵发出关闭信号，该消防泵停止工作。

Description

一种核电机组的消防供水系统

技术领域

本实用新型涉及一种核电站的安全系统，更具体地说，涉及一种用于多单元核电站的消防供水系统。

背景技术

当前核电厂一般按照单元制来建设，一个单元设置一套消防供水系统，各个单元的消防供水系统之间平时不相互联系，每套消防系统由该单元的控制中心进行控制，实现控制运行一体化。一般来说每个单元设置的控制系统保持冗余，即损坏一台消防泵不影响消防供水系统的正常运行。单元核电机组在施工期间也需要有消防供水系统对其进行消防供水，但由于每个单元核电机组的消防供水系统都是单独设置，为避免减少施工期管道故障或施工调试用水对现有机组的消防供水系统的影响，现有的机组的消防供水系统一般不用于为后建设的机组提供施工期的消防用水，因此，电厂施工期间的消防需要另外设置。

现有的核电机组一般采用每个单元设置一套消防供水系统的方案，见附图1中的两单元消防原理图。该技术原理为，每个单元设置一套消防泵、管道阀门、稳压设施为该单元及其附属厂房提供消防用水，共用厂房利用单元一供水，但是单元二一般需要看到共用厂房的消防状态，以便掌握生产相关厂房是否发生火灾以免对机组生产构成影响。机组建造期间采用其他临时消防供水设施提供临时消防供水，为了避免对单元一的正常生产构成影响，第二个单元及后续单元的建造期间消防用水不能使用单元一的正常泵房供给。

上述技术方案存在以下的不足：1、现有一个单元一个消防供水系统，导致消防供水系统的极大浪费，运行维护成本高；2、现有供水模式不能兼顾施工期消防问题；3、由于公共厂房的存在，为了机组管理方便，一般放到单元一，导致厂区管网建造复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述技术问题提出一种能够实现多单元共用一个消防供水系统且不损害核电厂控制运行一体化的要求，同时提升消防供水系统的可靠性的核电机组的消防供水系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种核电机组的消防供水系统，包括至少两个用于储存消防用水的消防水池、至少三台消防泵、一端与所述消防水池连接且另一端连接在所述消防泵的吸水口上的用于从所述消防水池内取水的进水管、至少两条用于连接每一个单元核电机组的消防管网的供水母管且每一条所述供水母管至少连接有一台所述消防泵以及一端与所述消防泵出水口连接且另一端连接在所述供水母管的出水管；

每一台所述消防泵同时与每一个单元核电机组的主控制系统相连接，当其中任意一个单元核电机组的主控制系统向其中一台所述消防泵发出启动信号，该消防泵启动，当每一个单元核电机组的主控制系统均向其中一台所述消防泵发出关闭信号，该消防泵停止工作。

在本实用新型中，所述消防水池与进水管之间设置有吸水母管，所述吸水母管同时与每一个消防水池及进水管相连接，形成环形管网，提高消防供水系统的安全性。

在本实用新型中，所述消防泵为两台100％容量的电动消防泵和一台100％容量的柴油消防泵，提高消防供水系统的可靠性。

在本实用新型中，每一个所述消防水池与供水母管之间设置有用于消防泵定期试验以及保护管网的综合管线，所述综合管线并行设置有水力控制阀和流量测试组件，当管网内压力过高或者出现水锤，所述水力控制阀自动打开泄压。

在本实用新型中，每一台所述消防泵分别设置有用于监测管网压力为压力连锁自动控制提供信号且与所述控制柜相连接的第一压力开关。

在本实用新型中，所述核电机组的消防供水系统还设置有稳压系统，所述稳压系统包括用于平衡管网内水量及压力的稳压罐和稳压泵。

在本实用新型中，所述稳压罐为隔膜式稳压罐。

在本实用新型中，所述稳压系统设置有用于控制所述稳压泵启闭的第二压力开关。

在本实用新型中，所述消防水池设置有用于消防车快速连接取水的消防车抽水接口。

在本实用新型中，每一台所述消防泵配设有同时与每一个单元核电机组的主控制系统相连接的控制柜，当其中任意一个单元核电机组的主控制系统向其中一台所述消防泵的控制柜发出启动信号，该消防泵启动，当每一个单元核电机组的主控制系统均向其中一台所述消防泵的控制柜发出关闭信号，该消防泵停止工作。

在本实用新型中，所述供水母管设置有至少一个消防水泵接合器，用于在所述核电机组的消防供水系统失效的极端情况下从外界向单元核电机组的消防管网进行消防供水。

附图说明

图1为背景技术中的两单元消防原理图；

图2为本实用新型一实施例中的消防泵状态反馈的控制逻辑示意图；

图3为本实用新型一实施例中的消防泵远程手动控制的控制逻辑示意图；

图4为本实用新型一实施例中的核电机组的消防供水系统原理图；

图5为本实用新型一实施例中的稳压系统原理图；

图6为本实用新型一实施例中的综合管线原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，在具体实施例中以三代机组AP1000为例进行具体阐述说明，以下结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

参照图4至图6，多单元核电机组的消防供水系统，各个单元核电机组共用一个消防泵房，包括两个用于储存消防用水的不小于1135立方米的消防水池101(如果经过计算容积大于该容积可以予以调整，例如扩大单个消防水池101的容量或者增加消防水池101的数量)。

两台100％容量(100％容量是指单台消防泵能够满足消防管网设计的最大消防用水量)的电动消防泵和一台100％容量的电柴油消防泵供水(也可为3台100％容量的利用1E级电源的电动消防泵)。启动时，优先启用电动消防泵，只有在电动消防泵启动不成功或者电动消防泵不能满足消防用水需要的时候才启用电柴油消防泵；两个消防水池101之间设置有同时与两个消防水池101相连接的吸水母管401，将两个消防水池101连接起来以便于消防泵201能从任意一个或两个水池取水。

当然，需要说明的是，消防泵201的数量以及消防泵201具体的类型可以根据多单元核电机组的消防供水的需求进行相应的调整，这里不作过多的限定。

两条用于连接每一个单元核电机组的消防管网的供水母管301且其中一条供水母管301连接有一台消防泵201另一条供水母管301连接有两台消防泵201，设置两条供水母管301可以保证其中一条供水母管301出现故障后整个多单元核电机组的消防供水系统仍然能够正常运行供水满足消防用水需要。

当然，每条供水母管301上连接的消防泵201的数量以及类型不做具体限定，只需要保证每条供水母管301上至少连接有一条消防泵201即可满足多单元核电机组的消防供水系统的设计需要。

消防泵201与吸水母管401之间通过进水管202相连接，进水管202的一端连接在吸水母管401上，进水管202的另一端连接在消防泵201的吸水口上，消防泵201与供水母管301之间通过出水管203相连接，出水管203的一端连接在消防泵201的出水口上，出水管203的另一端与供水母管301相连接。整个多单元核电机组的消防供水系统形成环状管网，即使其中某个消防泵201的管线出现故障也能够保证整个消防供水系统的运转，提高了整 个消防供水系统的供水安全性。

参照图2、图3，核电机组的消防供水系统的每台消防泵201使用独立的控制系统进行单独控制，每台消防泵201对应配置有一个控制柜(在实际管线布置设计时可以将控制柜集中放置在核电机组共用的厂房里面，例如消防泵房，控制柜放置在消防泵房时，必须保证将每台消防泵201的控制柜放在不同的房间进行实体隔离，能够进行独立控制)。每台消防泵201的自动控制过程和远程手动控制操作均在相对应的控制柜上完成，每个控制柜同时与每一个单元核电机组的主控制系统相连接，每台消防泵201可以接收到每一个连接进消防供水系统的单元核电机组的主控制系统发出的控制信号，每个单元核电机组的主控制室内仅设置监测和手动远程控制功能，作为监测和控制源。

对消防泵201进行远程手动控制操作时，参照图3，当连接在消防供水系统上的任意一个单元核电机组的主控制系统向其中一台消防泵201发出启动信号，该消防泵201启动；当连接在消防供水系统上的每一个单元核电机组的主控制系统均向其中一台消防泵201发出关闭信号，该消防泵201关闭停止工作(远程手动启动各主动制室发出的信号是或的关系，远程手动关闭是与的关系)。这就保证了只要有一个单元核电机组出现险情都能够启动其中一台或者多台消防泵201对单元核电机组的消防管网进行消防供水，保证消防供水系统的供水安全，解决了多单元核电机组共用一个消防供水系统的控制运行一体化问题。同时，参照图2，由于每台消防泵201的实时状态都能够分别传送到各个单元核电机组的主控制室，每个单元核电机组的主控制室都可以实时监测所有消防泵201的工作状态。还可利用消防泵201的控制柜作为中枢，实现多个单元核电机组之间的火灾相互通报。对于每个单元核电机组来说，控制、监测等操作与独立设置消防系统基本无差异，对原有运行规程稍加改动即可，改造成本低。

除了通过控制机构对消防泵201的启动与关闭进行控制以外，在需要的情况下也可通过就地配电盘柜直接启动和停止消防泵201，使得消防供水系统的可靠性更好。

核电机组的消防供水系统的自动控制过程采用压力连锁，与各个单元核电机组的主控制室无关；每一台消防泵201分别设置有用于压力连锁自动控制的第一压力开关205，第一压力开关205监测消防供水系统的管网压力通过控制柜来控制对应的消防泵201的启闭，是消防泵201的主要启动方式；当第一压力开关205监测到管网压力低于设定压力即通过控制柜想主控制系统发出反馈信号，主控制系统根据反馈信号判断是否发生火情决定消防泵201的启闭，实现消防供水系统的自动监控运行。

参照图5，核电机组的消防供水系统设置有稳压系统501，稳压系统501采用稳压泵504与稳压罐503相配合的稳压方式。在本实施例中，稳压系统501采用两台稳压泵504加一个稳压罐503的方案，消防泵201的启动时间在正常情况下根据相关规范要求在30秒内完成，稳压罐503的容积按照30秒消防水容量确定(如果考虑单个消防泵故障条件下的情况，可根据假设故障时消防泵的启动时间来确定稳压系统的容积)；两台稳压泵504并行设置，稳压泵504的吸水口连接在吸水母管401上，稳压泵504的出水口以及稳压罐503的出水口连接在供水母管301上；为管网施工维护方便，稳压泵504的出水口以及稳压罐503的出水口先分别连接在稳压管505上，再由稳压管505统一连接在每一根供水母管301上。稳压系统501设置有用于监测消防供水系统管网压力的第二压力开关502，稳压泵504的开启与关闭由消防供水系统的管网压力来控制。

稳压罐503一般采用隔膜式稳压罐；当然，稳压罐503也可以采用补气式结构，但需要在系统中增加两台配套的空气压缩机。

由于消防泵201的启动需要一定的时间，在这段时间内依靠稳压系统5的稳压罐的气压和储水来维持消防供水系统的压力和供水，当稳压罐503不足以维持管网压力时，第二压力开关502监测到管网压力下降至预设值(该预设值大于第一压力开关的设定值)时，第二压力开关502向主控制系统发出反馈信号，主控制系统根据反馈信号启动稳压泵向管网内供水维持管网压力直至消防泵201正常启动。

由于核电机组对消防供水系统的可靠性和安全性要求极高，每个月至少 要进行一次检查试验，以保证消防供水系统各组成部分的可靠工作。因此，为了满足消防供水系统的日常维护试验需要，每台消防泵201的进水管202和出水管203上都设置有压力试验接口204以及相配套的仪器仪表，由于相配套的仪器仪表均参照相关规范设定，就不一一详述。

在进行管网试验时，需要进行流量等系统参数的设置，测试用的消防水直接排到外界会造成浪费，同时，整个管网都是带压运行的，在运行过程中有可能会出现管网压力过高或者水力冲击现象，对管网的安全运行造成威胁。参照图6，为此，每一个消防水池101与供水母管301之间均设置有用于日常维护试验以及保护管网的综合管线601，综合管线601并行设置有水力控制阀602和流量测试组件603，当管网内压力过高或者出现水锤，水力控制阀602自动打开泄压，消防水回流消防水池101；在试验时可以通过流量测试组件603获取消防供水系统的管网流量。同时，消防泵201在小流量工况下的损耗很大，可以通过综合管线601泄流多余流量从而避免消防泵201在小流量工况下工作，延长消防泵201的使用寿命。

消防水池101作为核电厂区的消防水源，需要兼顾其他消防用水的需要，因此，每个消防水池101都设置有消防车抽水接口102，使得消防车可以直接通过该消防车抽水接口102快速连接抽水。

由于核电机组安全的极端重要性，为使得在出现消防供水系统整体失效的极端情况时，核电机组的消防管网仍能够进行消防作业，在每条供水母管301上至少设置一个消防水泵接合器302。在出现消防供水系统部分或者整体失效无法满足核电机组的消防需要时，可以通过消防水泵接合器302直接从外界对核电机组的消防管网进行消防供水，例如可以将消防车通过消防水泵接合器302连接上核电机组的消防管网，利用消防车自带的水泵进行消防供水。

消防水池101内设置有多个监测液位的液位传感器103，通过液位传感器103控制补水水源104的启闭来保证消防水池101内有充足的消防用水，同时消防水池101内还设有溢流装置105防止消防水池101内的消防用水过满造成消防水池101损坏。

本实用新型实现了多个核电机组共用一个核电机组的消防供水系统，相比较于每个单元核电机组独立配设消防供水系统的方案，简化了对单元核电机组的厂区消防管网，减少了消防泵201以及相关配套设备的购置、施工、后期维护费用以及消防泵房的建造费用；采用多台100％容量的消防泵201配置，使得消防泵201、动力系统、控制系统的冗余度提高，且采用环状管网，即使部分管网损坏，也不会造成消防供水中断，提升了核电机组的消防供水系统的可靠性；由于所有的单元核电机组都是并行连接在供水母管301上进行消防供水，相互之间不会相互影响，实现利用核电机组的消防供水系统为所有的单元核电机组提供施工期间的消防用水，并且由于设置了3×100容量的消防泵，在正常情况下2台即满足规范的要求，可以将一台独立出来用于施工和调试供水，该设置同时满足进行施工或调试的单元核电机组以及正常生产的单元核电机组的消防供水需要,且不对机组的正常运行构成任何影响，当该泵房建造较早时甚至不用为任何一台机组建立独立施工用水水源(当建造较晚时也只需考虑第一台机组的施工期消防用水问题)。在该设置条件下不需要单独申请消防调试用水，使得单元核电机组的消防调试不受到核电厂消防供水系统的影响，避免了申请消防调试用水对单元核电机组进行消防调试进度的影响，实现各个核电机组之间的正常生产与调试施工两不误，缩短了施工周期。

由于多台机组采用同一供水系统，厂区消防管网也能得到简化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：包括至少两个用于储存消防用水的消防水池(101)、至少三台消防泵(201)、一端与所述消防水池(101)连接且另一端连接在所述消防泵(201)的吸水口上的用于从所述消防水池(101)内取水的进水管(202)、至少两条用于连接每一个单元核电机组的消防管网的供水母管(301)且每一条所述供水母管(301)至少连接有一台所述消防泵(201)以及一端与所述消防泵(201)出水口连接且另一端连接在所述供水母管(301)的出水管(203)；

每一台所述消防泵(201)同时与每一个单元核电机组的主控制系统相连接，当其中任意一个单元核电机组的主控制系统向其中一台所述消防泵(201)发出启动信号，该消防泵(201)启动，当每一个单元核电机组的主控制系统均向其中一台所述消防泵(201)发出关闭信号，该消防泵(201)停止工作。

2.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：所述消防水池(101)与进水管(202)之间设置有吸水母管(401)，所述吸水母管(401)同时与每一个消防水池(101)及进水管(202)相连接。

3.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：每一个所述消防水池(101)与供水母管(301)之间设置有用于消防泵定期试验以及保护管网的综合管线(601)，所述综合管线(601)并行设置有水力控制阀(602)和流量测试组件(603)，当管网内压力过高或者出现水锤，所述水力控制阀(602)自动打开泄压。

4.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：每一台所述消防泵(201)分别设置有用于监测管网压力为压力连锁自动控制提供信号且与所述控制柜相连接的第一压力开关(205)。

5.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：所述核电机组的消防供水系统还设置有稳压系统(501)，所述稳压系统(501)包括用于保持管网内水量及压力的稳压罐(503)和稳压泵(504)。

6.如权利要求5所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：所 述稳压罐(503)为隔膜式稳压罐。

7.如权利要求5所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：所述稳压系统(501)设置有用于控制所述稳压泵(504)启闭的第二压力开关(502)。

8.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：所述消防水池(101)设置有用于消防车快速连接取水的消防车抽水接口(102)。

9.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：所述供水母管(301)设置有至少一个用于在所述核电机组的消防供水系统失效的极端情况下从外界向单元核电机组消防管网进行消防供水的消防水泵接合器(302)。

10.如权利要求1所述的一种核电机组的消防供水系统，其特征在于：每一台所述消防泵(201)配设有同时与每一个单元核电机组的主控制系统相连接的控制柜，当其中任意一个单元核电机组的主控制系统向其中一台所述消防泵(201)的控制柜发出启动信号，该消防泵(201)启动，当每一个单元核电机组的主控制系统均向其中一台所述消防泵(201)的控制柜发出关闭信号，该消防泵(201)停止工作。