CPR1000 核電站調(diào)試期間永臨結(jié)合消防設(shè)施建設(shè)探討

劉祥兵

（福建寧德核電有限公司，福建 福鼎 355200）

當(dāng)核電站進(jìn)入調(diào)試階段，大量的大型設(shè)備安裝到位，如果此時在某些大型設(shè)備上發(fā)生火災(zāi)可能對核電站建設(shè)產(chǎn)生顛覆性的影響。大型設(shè)備發(fā)生火災(zāi)既會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，同時大型設(shè)備的制造周期較長，直接影響核電站的按期投產(chǎn)。因此，核電站建設(shè)單位在調(diào)試階段需采取針對性的措施預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生、減小火災(zāi)造成的損失和影響。

1 CPR1000 核電站工程調(diào)試期間的火災(zāi)風(fēng)險介紹

1.1 國內(nèi)某CPR1000 核電站調(diào)試期間的消防事件

從國內(nèi)外核電站建設(shè)的經(jīng)驗反饋，進(jìn)入調(diào)試期間更容易發(fā)生對核電站建設(shè)影響較大的火災(zāi)事故。國內(nèi)某核電站工程調(diào)試期間共發(fā)生了2 起消防事件，分別為主變和中壓配電盤起火，起火后由永久消防系統(tǒng)和消防隊配合將火災(zāi)撲滅。通過國內(nèi)某核電站調(diào)試期間發(fā)生的消防事件可以看出，核電站在調(diào)試期間發(fā)生火災(zāi)的可能性較大。

1.2 核電站調(diào)試期間的火災(zāi)危險源

燃燒的發(fā)生必須具備可燃物、助燃物、點火源。空氣中的氧氣作為最常見的助燃物遍布整個施工現(xiàn)場。電站調(diào)試期間引入大量的可燃固體、可燃液體以及可燃?xì)怏w，各種點火源也隨處可見。

（1）可燃物。凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)稱為可燃物，可燃物按其物理狀態(tài)分為固體可燃物、液體可燃物和氣體可燃物。核電站調(diào)試期間常見的可燃物包括大型設(shè)備包木質(zhì)裝箱、包裝紙箱、汽油、柴油、潤滑油、油漆、氫氣、乙炔等。

（2）助燃物。所謂助燃物，通俗地說，是指幫助可燃物燃燒的物質(zhì)，確切地說是指能與可燃物質(zhì)發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)。化學(xué)危險物品分類中的氧化劑類物質(zhì)均為助燃物。

（3）點火源。點火源是指具有一定能量，能夠引起可燃物燃燒的能源。核電站常見的點火源包括焊接、切割、打磨產(chǎn)生的明火焰、焊渣，電氣設(shè)備產(chǎn)生的電火花，工具產(chǎn)生的撞擊與摩擦熱等。

1.3 火災(zāi)對核電站調(diào)試的影響

（1）人員傷亡。火災(zāi)能對人體造成各種傷害，嚴(yán)重時可立即致人死亡。在火場中，導(dǎo)致人員傷亡的因素主要包括中毒、窒息、高溫?zé)煔鉄齻⒆苽；馂?zāi)產(chǎn)生的煙霧中有大量的一氧化碳和其他有害氣體，吸入后造成中毒窒息。火災(zāi)燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)彷椛鋾?dǎo)致人員燒傷，高溫?zé)煔鈺谷藛T呼吸道灼傷。核電站工程建設(shè)期間現(xiàn)場施工人員眾多，環(huán)境錯綜復(fù)雜，如果發(fā)生火災(zāi)極易造成重大的人員傷亡。

（2）設(shè)備、財產(chǎn)損失。核電站調(diào)試期間，大量大型、貴重、精密設(shè)備已安裝到位，部分設(shè)備價值過億，如果上述區(qū)域發(fā)生火災(zāi)可能造成以下后果：

①設(shè)備損壞。由不燃材料組成的設(shè)備不會在火災(zāi)中燃燒，但火災(zāi)時燃燒產(chǎn)生的輻射熱會導(dǎo)致設(shè)備損壞，像主泵、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等高精度的設(shè)備，細(xì)微的變形都將導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。火災(zāi)時釋放的強(qiáng)輻射熱將導(dǎo)致設(shè)備的熱應(yīng)力變形，如泵、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等。

②設(shè)備燒毀。自身含有可燃物質(zhì)的設(shè)備可能在火災(zāi)中燒毀。變壓器含大量絕緣油，RCP 主泵、CRF 泵等泵均含有大量的潤滑油、柴油發(fā)電機(jī)含有大量的柴油極易引發(fā)火勢的蔓延和擴(kuò)大，從而導(dǎo)致整個設(shè)備甚至廠房的燒毀。

③工期延后。大型貴重設(shè)備制造周期長，尤其是大型貴重設(shè)備。

（3）工期損失。CPR1000 核電站從澆灌第一桶混凝土到商業(yè)運行的標(biāo)準(zhǔn)時間為58 個月。58 個月包含了從土建施工、設(shè)備安裝、調(diào)試、試運行的所有施工過程組織，過程中的任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生火災(zāi)導(dǎo)致設(shè)備、建筑物受損都將影響下一步驟的實施，造成整個工期的延遲。工期的損失最終影響是電站商運時間的推遲，進(jìn)而影響業(yè)主公司的經(jīng)濟(jì)收益，增加投資成本。

2 永臨結(jié)合消防設(shè)施建設(shè)

隨著工程建設(shè)推進(jìn)，各主廠房逐步建成，廠房內(nèi)部設(shè)備、管道安裝工作逐漸增加，可燃物料的引入、動火作業(yè)活動均相應(yīng)增多。廠房內(nèi)部消防系統(tǒng)隨著施工的進(jìn)展逐步安裝，此時可利用廠房內(nèi)部的永久消防系統(tǒng)接臨時消防水源以滿足現(xiàn)場的滅火需求。

2.1 永臨結(jié)合消防設(shè)施簡介

主廠房內(nèi)均設(shè)置有室內(nèi)消火栓管網(wǎng)，推動安裝單位優(yōu)先安裝室內(nèi)消火栓管網(wǎng)。通過室外臨時消火栓管網(wǎng)給室內(nèi)消火栓管網(wǎng)提供臨時消防水源，即為室內(nèi)永臨結(jié)合消防設(shè)施。永臨結(jié)合消防設(shè)施既能滿足在火災(zāi)情況下提供可靠的消防水源，又不會影響廠房內(nèi)其他設(shè)備的安裝。將各廠房室內(nèi)消火栓管網(wǎng)安裝完畢后同室外臨時消火栓管網(wǎng)連接，在臨時供水管網(wǎng)與永久消火栓管網(wǎng)連接處設(shè)置隔離閥，便于在跑水等緊急情況時及時有效地實施隔離。在隔離閥下游設(shè)置壓力表，便于日常檢查時通過壓力表讀數(shù)獲知廠房內(nèi)消防水龍帶及管網(wǎng)是否存在泄漏情況。現(xiàn)以反應(yīng)堆廠房為例進(jìn)行說明，其他廠房參照執(zhí)行，具體設(shè)置見圖1。

圖1 反應(yīng)堆廠房永臨結(jié)合消防設(shè)施示意圖

2.2 移交方式與臨時介質(zhì)的控制

由于永臨結(jié)合消防設(shè)施涉及永久消火栓管網(wǎng)，因此安裝后將實施移交。為了減小永臨結(jié)合消防設(shè)施對消防系統(tǒng)后續(xù)正式移交的影響，永久消火栓管網(wǎng)的移交方式如下：廠房的消防系統(tǒng)將作為整體移交，永久消火栓管網(wǎng)的安裝、打壓試驗完成后，組織檢查，實施EESR 和TOB 流程。TOM 和TOTO流程待廠房所有消防系統(tǒng)安裝、調(diào)試完畢后一同實施。永臨結(jié)合消防設(shè)施內(nèi)所充臨時介質(zhì)，由業(yè)主公司隔離辦公室按照TOB 流程實施永久消火栓管網(wǎng)臨時介質(zhì)的控制。火災(zāi)等特殊情況需緊急使用永臨結(jié)合消防設(shè)施時，消防隊破拆對應(yīng)鎖鏈后使用。

2.3 臨時水源的接入方式

反應(yīng)堆廠房的永久消火栓管網(wǎng)的3 根立管臨時水源的接入方式如下：從反應(yīng)堆廠房0m 外臨時消火栓供水管網(wǎng)引出1條管線，通過0m 氣閘門或管穿件孔洞引入反應(yīng)堆廠房連接到3 根立管之一的0m 接口處。

核燃料廠房的永久消火栓管網(wǎng)的立管臨時水源的接入方式如下：從核燃料廠房0m 廠房外的臨時消火栓供水管網(wǎng)引出1 條管線，與核燃料廠房的消火栓供水立管連接。

核輔助廠房的永久消火栓管網(wǎng)臨時水源的接入方式如下：從核輔助廠房0m 主通道北側(cè)的臨時消火栓供水管網(wǎng)引出一條管線與核輔助廠房的消火栓供水立管連接。

電氣廠房的永久消火栓管網(wǎng)臨時水源的接入方式如下：從電氣助廠房0m 主通道東、西側(cè)的臨時消火栓供水管網(wǎng)分別引出一條管線與電氣廠房的消火栓供水立管連接。

臨時水源接入示意圖見圖2。

圖2 臨時水源接入示意

3 結(jié)語

本文通過結(jié)合某CPR1000 核電站，對調(diào)試期間的永臨結(jié)合消防設(shè)施建設(shè)進(jìn)行了初步探討與總結(jié)，得出了如下結(jié)論和建議：

（1）二代改進(jìn)型核電站工程調(diào)試周期長，引入的可燃物多、動火作業(yè)等引入點火源的作業(yè)頻繁，發(fā)生火災(zāi)的概率和火災(zāi)造成的損失均大，需重視調(diào)試期間配套消防設(shè)施的建設(shè)；

（2）在CPR1000 核電站實際安裝過程中，按照常規(guī)的做法，優(yōu)先安裝與關(guān)鍵節(jié)點實現(xiàn)直接相關(guān)的主系統(tǒng)，消防系統(tǒng)不在此列，安裝時間普遍靠后，實施永臨結(jié)合消防實施的意義不大；為最大限度地發(fā)揮永臨結(jié)合消防設(shè)施的作用，應(yīng)優(yōu)化安裝計劃，盡早完成消防設(shè)施的安裝為主系統(tǒng)的安裝調(diào)試保駕護(hù)航；

（3）從根本上解決調(diào)試期間消防供水問題的最佳方法，是盡早實施室內(nèi)永久消火栓系統(tǒng)的建設(shè)。如果在廠房土建施工完成后，設(shè)備安裝前室內(nèi)消火栓系統(tǒng)即安裝完畢并投入使用，既能在火災(zāi)情況下提供可靠的消防水源，同時可最大限度地減小對系統(tǒng)安裝的影響并節(jié)約成本。