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核电厂常规岛消防系统设计和应用探讨

周睿 朱天瑞

福建福清核电有限公司,福建福州,350300

摘要: 现今我国社会经济水平迅速发展,核电厂的数量以及规模都逐渐增加、扩大,常规岛是核电站经常发生火灾以及火灾发生危害最大的场所,核电厂常规岛的消防系统设计应该受到管理人员的重视,对此,笔者主要对核电厂常规岛消防系统设计进行分析,并对系统调试以及存在的问题和问题的解决方案进行探讨,为核电厂常规岛的安全使用奠定良好的基础保障,也能够在火灾发生的过程中最为高效的对其进行消防救援。
关键词: 核电厂常规岛;消防系统设计;应用探讨
DOI:10.12721/ccn.2023.157211
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引言:

核电厂在运行和应用的过程中要以安全第一为原则,在常规岛运行设计以及建设的过程中要对消防系统进行设计,确保提高核电厂常规岛运行的安全,也能够将火灾发生的安全隐患控制到最低。在消防系统设计的过程中设计人员以及管理人员应该明确要以预防为主、消防结合的原则,并以纵深防御的概念作为设计原则,但不同的常规岛的消防系统设计要求标准都不相同,笔者主要以AP10000消防设计为主对其开展探索。

1系统设计

1.1设计原则

AP10000核电厂常规岛的消防系统设计的原则和要全球标准主要以美国所提供的设计文件为要基础,在设计的过程中也要按照我国相关内容的核安全法规进行设计。常规岛消防系统在设计的过程中不属于核安全系统的范畴内,在设计的过程中也要按照以下几点为目标进行设计,并作为设计的主要理念。其一,要以防止火灾的发生作为设计原则。其二,当火灾发生能够迅速探测到并针对火灾的情况进行扑灭抢救,控制火灾所造成的财产损坏以及人员伤亡。其三,火灾发生的过程中要控制火灾蔓延,进而将火灾造成的影响和危害控制到最低。

在AP10000核电厂中常规岛是火灾发生危险性最大的区域,其环境的可燃物较多,油设备、管道以及电缆和易燃气体。常规岛在进行消防系统设计的过程中也应该根据设计原则和标准对汽机厂房进行合理的防火分区,并按照分区的原则和性质对其开展相关的调查与计算,根据各个分区的实际情况以及灭火所需要的要求制定合理的灭火方法以及火灾探测形式,能够有效保障设计的合理性以及应用的有效性。

1.2消防水供给分配系统

核电厂消防水供给系统在设计的过程中可以利用AP10000机组,消防水主要以室外的独立消防水箱进行水源供给,每台机组要确保安装两台以上的消防泵,其中一台为电动的消防泵作为主要使用的消防泵,另外一台要以柴油消防泵为主,主要以备用、辅助使用的作用。每台消防泵的吸水管可以直接与消防水箱进行连接,可以从水箱中或者两台水箱中同时进行取水,消防水可以利用消防水箱、地下消防环网等进行管道安装,并向室外的核岛、用户等进行系统供水,从而保证机组消防灭火所要求的水量、水压。

常规岛汽机厂房可以从其内墙进行水平环装消防给水分配环网设计与安装,之后从消防环网、核岛厂房等接入两路消防进水,能够满足常规岛不同区域的自动灭火系统的使用要求,也能够为室内消防栓使用提供充分的消防水,在管道设计以及选择的过程中要以碳钢管道为主,并按照要求的焊接方式对其焊接,以保障其使用的稳定性以及焊接安装的整体质量。

1.3自动灭火系统

1.3.1自动水喷雾灭火系统

自动水喷雾灭火系统主要是利用高压水并以离心式技术形成水雾由喷头进行雾状喷出,能够对火灾现场进行冷却、稀释等灭火作用,其灭火系统的形式在使用中灭火水源分布较为均匀,水雾的绝缘性也较高,灭火期间也会产生较多的水蒸气。其方式主要使用在油设备、管道、电气设备等可燃物的火灾区域中。常规岛中主要可以在变压器、水泵、油站、抗燃油、电缆夹层等区域场所使用自动水喷雾灭火系统。

自动水喷雾系统的入口 控制阀主要以雨淋阀、隔离阀等相关的控制配管构成,通常情况下雨淋阀处于阀瓣关闭的状况,阀瓣的控制系统与火灾探测器进行连接。如若火灾发生,火灾探测器探测到火灾之后就会利用监控对电磁法进行控制打开,雨淋阀接受到指令之后会迅速开启,配水管网的喷头就会喷射出水雾进行灭火处理。配套的水警铃也会响起,火灾报警的信号也会传输到消防泵中并对其启动,能够进行持续性灭火,直到工作人员手动对阀门进行关闭。

1.3.2湿式自动水喷淋灭火系统

汽机厂房在运转的过程中油管出现断裂,油会不定向到达各个区域,针对其区域设计灭火系统应该以实施自动水喷淋灭火系统,其系统能够同时开启八组喷淋灭火系统。通常情况下湿式报警阀的管路会被压力水充满,阀瓣也会处于关闭的状况,如若某个区域发生火灾并达到规定的温度数值,闭式喷头的管路压力就会降低,湿式报警阀就会自动开启并进行消防水喷洒开展灭火,警铃也会响起并将火灾信息反馈到报警监控盘,系统会持续性开展灭火,直到工作人员手动对阀门进行关闭。

1.3.3手动灭火系统

手动灭火系统主要以室内的消火栓和灭火器为主,汽车机房内在一定间隔的范围内要设置消防立管,并在各层均匀的配置消火栓。工作人员可以对火灾的危害程度进行计算和分析,可以对楼梯间的消火栓的等级进行设置,室内消火栓在设计的过程中也要配备可调式喷枪,并根据实际火灾的情况可以自动选择水珠状、雾状等两种形式。另外,要根据不同区域的灭火要求设置不同规格以及性能的灭火器,便于在发现火源的初期进行灭火。

2系统调试及问题解决

2.1系统调试

AP10000核电厂在消防设计的过程中主要以分包移交管理模式,其模式在应用的过程中应该对分包的组织进行优化,从而提高其移交效率的同时也能够保障系统的稳定使用。消防系统应该按照施工的标段、责任单位等对其进行核岛以及常规岛的划分,常规岛主要以循环水泵房以及室外消火栓为主,常规岛水消防以包含了管道、阀门等,其调试的工作内容较多,也要对其试运行和火灾警报系统的灵敏性、联动性进行试验。

2.2调试期间正式水源不可用

消防系统在没有调试之前都不能够进行正常使用,在调试工作开展之前也要对不同的区域进行头晕,在调试阶段也需要施工作业提前开展,正式水源不能够使用的情况下可以采取相关措施使用临时水源,并保障调试工作正常开展。

辅助变倒送电也是核电厂的里程碑的重要节点,更是各个设备调试工作的重要环节,辅助变倒送电在正式使用之前也要确保其辅助的作用和效率,能够对水喷雾消防系统起到充分的辅助作用。但在实际施工现场无法满足倒送电的相关要求,对此,技术人员可以根据实际情况临时引入水源,并将消防栓泵当做上游的维压设备,辅助变倒送电也要对管道、阀门施工等进行完成,并对其开展雨淋阀喷水实验,并通过质量验收。

2.3湿式系统投运后多次出现卡箍断裂事件

汽机厂房的消防系统为各个区域进行供水,其管线上应该在阀后设计滤网,滤网的管道应该使用卡箍连接的方法,湿式自动水喷淋系统正式使用的过程中也产生过多次卡箍沟槽进而出现断裂泡水等问题。通过技术人员对其问题产生的原因分析,管道断裂的原因主要有以下几种。其一,卡箍沟槽的工艺还有待提高,在尺寸测量的过程中也出现不准确、轧制时间没达到等材料硬化问题。其二,支吊架在安装的过程中要严格按照施工方案以及相关的要求标准进行开展,避免存在安装质量出现问题。其三,常规岛在设计压力的过程中应该确保其与上游系统的压力相匹配,并按照规定的数值对压力进行控制。通过设计人员进行分析,压力过大所造成的断裂情况可以排除。但水源供给恢复以后,其压力数值也应该进行详细观察和分析。

结束语:

核电厂常规岛是经常发生火灾的主要区域,对其开展消防设计是极为重要的工作内容。我国核电厂在发展的过程中消防系统能够有效提高核电安全,当火灾发生以后也能够高效开展火灾救援工作,进而控制人员伤亡以及火灾造成的经济损失。对此,消防设计的过程中要重点根据实际要求为主,以保障核电厂常规岛运行的安全。

参考文献:

[1] 武超.核电厂主蒸汽安全阀内漏原因分析及处理方法研究[J].产业与科技论坛.2022,21(17):18.