某核電廠核島消防系統設計

翟連付 邢蒼梅 李英虎

核工業工程研究設計有限公司 北京 101300

消防水系統是核電站重要的安全系統之一，具有為核電站各廠房進行消防水的分配，為固定滅火系統（水噴淋，水噴霧系統）及消火栓系統提供消防水的功能，對核電站的火災防護提供安全保障。消防水系統對核電站內部的重要通道、電纜橋架、含有油類的場所和設備進行防火保護，以及對核電站重要的設備（如主泵）進行有效地防護冷卻和防火保護。消防水系統同時也對相關聯系統換料水系統提供補水功能和為碘吸附器系統進行供水[1]。

1 系統功能設計

1.1 系統安全功能

核島消防水系統不能直接完成安全功能，但是對于完成安全功能是必不可少的保障。核島消防水系統應保證在電廠正常運行時、停機過程階段和停機時、出現相關事故后，長期階段能夠保持正常的運行狀態。

1.2 系統的組成

核島消防系統由消火栓系統、濕式自動噴水滅火系統、雨淋系統和泡沫-水滅火系統等組成。①消火栓系統。核島廠房的每層都配有消火栓，分別從三個環網上接支管為消火栓立管分配供水。每一個立管都安裝一個隔離閥以便在維修的時候使用。②閉式水噴淋系統。閉式水噴淋系統通常用在電纜區域、電氣廊道和倉庫區域等。③泡沫-水聯用系統。泡沫-水噴淋系統采用1%的水成膜泡沫滅火劑（AFFF）。④水噴霧系統。水噴霧滅火通常對電氣設備的保護較為有效。

1.3 系統設計要求

（1）系統設計要求。消防水系統的消防水源由偏堿性除鹽水貯存和分配系統供給，PH=9。消防水系統分別從安全廠房兩路進入對核島的消防系統進行供水。在流量設計計算時，只考慮一處發生火災，根據所有防護區中面積最大防護區的面積進行計算（最大保護面積為260m2），則安全廠房每個進口處的流量取核島最大保護區自動噴水系統的水量疊加2個室內消火栓的流量[2]。

（2）消火栓系統設計要求。室內消火栓正常工況下的壓力為0.4MPa～0.7MPa。最小流量為128L/min（0.4Mpa壓力條件下），最大流量為169L/min（0.7Mpa壓力條件下）。

每個建筑物的計算水量考慮2個最不利的消火栓同時動作，最不利消火栓的壓力約為0.45Mpa。設計同時考慮2個消火栓的保護，在反應堆廠房的計算時需要同時考慮4個消火栓的保護。

（3）噴淋系統設計要求。噴淋系統單個噴頭最大的保護面積為9m2，各廠房噴淋系統的噴頭水力參數要求如下：

當最小壓力為0.05MPa時，流量為58.5L/min，噴水強度為6.5L/min/m2，K=40（保護安全廠房的電纜）。

當最小壓力為0.13MPa時，流量為91.3L/min，噴水強度為10L/min/m2，K=80（保護安全殼環廊的電纜線槽；泡沫-水消防系統）。

當最小壓力為0.29MPa時，流量為137L/min，噴水強度為15L/min/m2，K=80（保護泵和油類物質）。

當最小壓力為0.29MPa時，流量為106L/min，噴水強度為15l/min/m2，有效保護面積為7m2，K=57（保護四臺主冷卻泵）。

噴頭的最小噴灑時間：環廊電纜區域15分鐘，含油區3分鐘。

噴頭正常噴灑時間：閉式水噴淋系統是60分鐘，水噴霧滅火系統是30分鐘，泡沫-水噴淋系統噴射水成泡沫滅火劑（AFFF）的時間為10分鐘。

1.4 系統操作的要求

核島消防系統必須滿足對一個噴頭或者一個消水栓實施定期試驗和檢修時不影響其它噴頭和消火栓的功能。每個自噴保護區的水流指示信息必須傳至主控制室以便于消防員在調度室實施干預（尤其是水噴霧系統）；就地手動開啟和關閉手動隔離閥后，開啟和關閉消火栓得以實現，消火栓使用后被減壓。

2 系統的布置

為了保證了系統其它部分發生故障時仍能夠正常供水，設置了4條供水管道給核島廠房的消防系統供水，這4個供水管道的連接分別在4個安全廠房中，水源來自消防水生產系統。

核島消防水系統管網的環網結構主要有三個大環，分別為外環、中環和內環。

2.1 外環

外環穿過所有的安全廠房和燃料廠房，進出廠房通過兩路與安全廠房連接，核輔助廠房通過一路管道連接至安全廠房，廢物處理廠房通過路管網連接到核輔助廠房和廢物附屬廠房，廊道和核廢物廠房通過管路管網連接到核輔助廠房和廢物附屬廠房。

2.2 中環

中環設置在安全殼環廊廠房內，中環通過兩路管網和外環相連接于安全廠房和燃料廠房[3]。

2.3 內環

內環設置在反應堆廠房內，通過兩路管網和外環相連接于安全廠房和燃料廠房，每路管網設置兩個電動安全殼隔離閥，以確保完全的隔離。

3 結語

核電站消防水系統的合理設計是核電站安全穩定運行的重要保障。本文詳細的介紹了某核電廠消防系統的設計、布置情況，希望能夠為同行提供寶貴經驗。