《核岛和常规岛消防系统》教材.doc

1、0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 1目 录前 言 .2第一章 基本概念 .3第二章 概述 42.1 燃烧的必要条件和充分条件 .42.2 火灾分类 .42.3 燃烧的特点 42.4 燃烧产物 .4第三章 灭火机理 .53.1 灭火的基本机理 .53.2 水灭火的机理 53.3 消火栓的灭火机理 .53.4 自动喷水灭火机理 .53.5 水喷雾灭火机理 .63.6 消防炮灭火机理 .63.7 泡沫系统灭火机理 .63.8 洁净气体灭火机理 .63.9 干粉灭火机理 6第四章 核电站的防火设计要求 .74.1 核电站防火目的 .74.2 预防火灾 .74.3 火灾

2、探测和报警系统 84.4 灭火系统 .8第五章 田湾核电站消防设计简介 .125.1 遵循的主要规范和标准 .125.2 建筑设计 .125.3 工艺防火 .145.4 火灾探测 .145.5 灭火系统 .145.6 通风及防排烟系统概述 185.7 消防供电 .19第六章 二期改进建议（附件） .20主要参考文献 240-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 2前 言本教材是按照操纵人员基础理论培训教材编写大纲之核岛和常规岛消防系统 （编号 TP052708）的要求编写完成。教材使用对象主要是参加田湾核电站操纵人员取照考试的人员，同时也可供电站其他工程技术人员消防知

3、识培训。通过本课程的学习，学员能够获得核电厂操纵人员执照考核 （中华人民共和国核行业标准 EJ/T 1043-2004）所要求的有关核电站核岛和常规岛消防基本知识和消防系统组成与运行方面的知识。课程结束后，学员能够回答出有关燃烧、火灾和爆炸的基本问题；能够解释灭火机理，能够说出消防设计的一些基本要求并且在工作中严格遵照并执行相关规程和规定，确保核电站安全、经济、稳定运行。培训中心基础培训科负责本教材相关事宜的协调与组织，包括教材的解释、更正和升版等。0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 3第一章 基本概念（1）燃烧：物质与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴随产生火焰

4、和（或）发光和（或）生烟。（2）可燃物：能与氧或其他氧化剂起化学反应的物质。通常是有碳和氢等元素组成的化合物，也有部分单质物质（硫、活泼金属等） 。 （3）火灾：在时间和空间上失去控制的燃烧。（4）爆炸：由于物质急剧的氧化或分解反应产生的温度增加、压力增加或二者同时增加的现象。（5）闪燃和闪点：在液（固）体表面产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪即灭的燃烧现象称为闪燃。在规定的试验条件下，在液（固）体表面能产生闪燃的最低温度称为闪点。（6）燃点：一种物质燃烧时所放出的燃烧热使该物质能蒸发出足够的蒸气来维持燃烧所需的最低温度称为燃点。燃点一般高于闪点，对于易燃液体，闪点越低，二者相差越小。（7）自

5、燃和自燃点：可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧称为自燃。在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度称为自燃点。（8）火荷载：空间内所有可燃物质（包括墙壁、地板、天花板、隔墙的面层）全部燃烧所能释放出来的热能总和。单位以 MJ 表示。（9）火荷载密度：设定房间内单位地面面积上的平均火荷载。以 MJ/m2 表示。（10）设计基准火灾：指在装有可燃物的任何一个房间内可能发生的火灾。（11）火灾共模失效：当一场火灾可能阻碍完成某个安全功能时，被称为火灾共模失效。（12）防火屏障：用于限制火灾后果的屏障，包括墙壁、地板、天花板和封堵门窗、洞口、管道等通道的

6、装置。用额定耐火极限来表征。（13）耐火极限：建筑结构构件、部件或建筑物按时间温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔热能力为止的这段时间，用 h 表示。（14）防火区：为防止火灾在规定的时间内在厂房之间蔓延所构筑的厂房或部分厂房。防火区可以由一个或多个房间构成的，其周围全部用防火屏障围护。（15）非可燃物：在使用状态和预计条件下，当经火烧或受热时不会点燃、助燃、燃烧或释放易燃蒸气的物质。（16）空间分隔：对于火灾，空间分隔准则是指把两个设备分别布置在不同的房间内或布置在距所有可燃物有足够远距离的位置，以避免由于火灾导致两个设备在一次火灾中同时丧失其功能

7、。（17）实体隔离：对于火灾，实体隔离准则是指把两个设备布置在两个不同的房间内，其中一间构成一个防火区，或者通过耐火涂料对两个房间之一进行保护，从而形成一个防火套，避免两个设备在一场火灾中同时导致丧失其功能。（18）阻燃：物体对某种物料的燃烧起熄灭、减少或显著阻滞作用的物质。0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 4（19）防火阀：为防止火灾通过风管蔓延所设计的自动操作装置。第二章 概述2.1 燃烧的必要条件和充分条件燃烧的发生和发展必须具备三个必要条件：可燃物、氧化剂和温度（引火源） ，通常称为燃烧三角形。燃烧分为有焰燃烧和无焰燃烧，有焰燃烧还需要具备的一个必要条

8、件是自由基的存在。引火源（温度）是供给可燃物与氧化剂发生燃烧反应的初始能量来源。大多数燃烧都存在着链式反应，在热量或高温的作用下，可燃物分解，其中一些分子的共价链断裂，形成自由基，这些自由基一般为氧自由基（O）或羟基（OH） ，自由基是高度活泼的化学形态，能与其他自由基或分子发生反应，使燃烧继续进行下去。燃烧的充分条件是一定的可燃物浓度、一定的氧气含量、一定的点火能量、不受抑制的链式反应。无焰燃烧必须具备前三个充分条件，当其中之一不能满足时即无法燃烧。有焰燃烧必须具备四个条件，当其中之一不能满足即无法燃烧。2.2 火灾分类根据可燃物的燃烧性能将火灾划分为 A、B、C、D 四类和电气火灾：- A

9、 类：可燃含碳固体火灾，如木、棉、毛、麻、纸张等；- B 类：可燃液体火灾，如汽油、煤油、柴油等；- C 类：可燃气体火灾，如甲烷、天然气、煤气等；- D 类：活泼金属火灾，如钠、钾、镁等。2.3 燃烧的特点气体燃烧是直接燃烧，燃烧容易，加热到燃点就燃烧，所需的能量仅用于氧化或分解，根据与氧混合的状态不同气体燃烧分为扩散燃烧和预混合燃烧。扩散燃烧是边燃烧边混合，预混合燃烧是在燃烧前与氧气混合，易于爆炸。可燃液体的燃烧是液体蒸汽进行燃烧，因此燃烧与否、燃烧速度等与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率有关，液体燃烧是面燃烧。在敞口储罐的火灾中有可能发生沸溢、溅出和冒泡现象，造成大面积火灾，这种现象称

10、为突沸。固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解过程，使固体上方可燃气体浓度达到燃烧极限，才能继续不断地发生燃烧。固体燃烧根据其分子特性可以分为蒸发燃烧（即受热后熔融，与液体一样蒸发燃烧） 、分解燃烧、表面燃烧和阴燃（没有火焰的缓慢燃烧） 。2.4 燃烧产物由燃烧或热分解作用而产生的全部物质称为燃烧产物，通常为气体、热量和烟雾。燃烧生成的气体主要有一氧化碳 CO、氰化氢 HCN、二氧化碳 CO2、氯化氢 HCl、二氧化硫 SO2 等，热量形成热气流和热辐射，烟雾是含碳物质不充分燃烧所产生的固体或液体颗粒。0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 5第三章 灭火机理3.1

11、灭火的基本机理灭火是破坏燃烧条件，使燃烧终止反应的过程。灭火机理可以分为冷却、窒息、隔离和化学抑制四种。其三种是物理过程，第四种为化学过程。对一般可燃物而言，它们能够持续燃烧是因为在火焰或热作用下，达到了各自的燃点。因此将可燃物冷却到燃点以下，将可燃液体冷却到闪点以下，燃烧反应就会终止冷却灭火。这是冷却灭火的基本机理。氧的浓度是燃烧的必要充分条件，用二氧化碳、氮气、水蒸气等稀释氧的浓度，燃烧不能持续，达到灭火的目的。这是窒息灭火的基本机理，多用于密闭或半密闭空间。可燃物是燃烧条件中的主要因素，如果将可燃物与火焰以及氧隔离开，燃烧反应会自动终止。这是隔离灭火的基本机理，如切断流向火灾场所的可燃气

12、体或液体、喷洒灭火剂将可燃物与氧和热隔离开。物质的有焰燃烧中的氧化反应都是通过链式反应进行的，灭火剂能够抑制自由基的发生，自由基浓度降低，链式反应终止火灾扑灭。这是化学抑制灭火的基本机理。3.2 水灭火的机理水灭火剂的主要灭火机理是冷却，窒息和预润湿。水的冷却是利用自身的吸热和汽化潜热来冷却的。水的比热为 4.186J/(g.),比其他所有液体和固体都大，汽化潜热为 2260J/g。1Kg 水自常温加热至沸点并完全汽化将吸收 2595KJ 的热量。水的窒息是指水汽化后变成水蒸汽，其体积膨胀 1725 倍，排除空气，在燃烧物周围形成一道屏障阻挡新鲜空气的吸入。当可燃物周围氧气浓度降低到一定值时，

13、火焰将被窒息、熄灭。预润湿是给着火点以外的可燃物上预先淋水湿润，当预润湿可燃物燃烧时将首先蒸发可燃物上的水份，然后在分解燃烧，使燃烧所需的能力增大，而燃烧释放出来的能量逐渐降低，从而使火势逐渐减弱，最终熄灭。3.3 消火栓的灭火机理消火栓的灭火机理主要是冷却。可以扑灭 A 类火灾，以及其他火灾的暴露防护和冷却。消火栓是依靠水枪的充实水柱的冲击力使水进入着火区，进行冷却灭火。消火栓是从着火区外进行灭火的，水的浪费教大。同时由于消火栓充实水柱的冲击力大，会将火场周围的物品冲坏。着火面积大时，消火栓只能控制建筑物内物品的燃烧速度，而不能抑制热量生成和扑灭火灾。3.4 自动喷水灭火机理自动喷水灭火机理

14、主要是冷却，也伴有预润湿等灭火功能，可以扑灭 A 类火灾以及其他火灾的暴露防护和隔断。一般自动喷水系统一个喷头的保护面积是 920m2 ，灭火时是从火灾内部喷水灭火，而且水的冲击力小，对火场周围的物品损坏小。自动喷水泡沫联用系统的灭火机理是冷却、隔离和窒息三种机理同时存在，水幕系统阻隔辐射热量，雨淋系统具有冷却和预润湿作用。0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 63.5 水喷雾灭火机理水喷雾具有冷却、窒息、乳化某些液体和稀释作用，可以扑灭 A、B 类和电气火灾，以及其他火灾的暴露防护和冷却。细水雾的灭火机理以冷却为主，同时有窒息作用，可以扑灭 A、B 类和电气火灾

15、，以及其他火灾的暴露防护和冷却。细水雾因其水滴粒径极小，遇到热量迅速蒸发，比自动喷水和喷头水喷雾用水量少。3.6 消防炮灭火机理消防水炮灭火机理主要是冷却，可以扑灭 A 类火灾和暴露防护。消防泡沫炮灭火机理主要是隔离，可以扑灭 A、B 类火灾。消防干粉炮灭火机理是隔离、化学抑制，可以扑灭A、B 、 C 类火灾。3.7 泡沫系统灭火机理泡沫灭火系统分为高、中、低倍数三种，灭火机理主要是隔离作用，同时伴有窒息作可以扑灭 A、B 类火灾。低倍数泡沫的发泡倍数是 20 倍以下，中倍数泡沫的发泡倍数是 21200 倍，高倍数泡沫的发泡倍数是 2011000 倍。3.8 洁净气体灭火机理洁净气体系统灭火机

16、理因灭火剂不同而异，一般是由冷却、窒息、隔离和化学抑制等机理组成。可以扑灭 A、B、C 类和电气火灾。洁净气体具有化学稳定性好，耐储存，腐蚀性小，不导电，毒性低，蒸发后不留痕迹等特点，适用于扑灭多种类型的火灾。七氟丙烷具有冷却和化学抑制的灭火机理。IG451（ N252%4%，Ar40%4%，CO28.5%+1%）灭火机理是窒息。三氟甲烷具有冷却和化学抑制的灭火机理。二氧化碳灭火机理是窒息，二氧化碳比重大，排挤着火部位的空气，使燃烧物周围的氧浓度降低到维持持续燃烧的最低浓度 12.5%以下，达到灭火目的；低压二氧化碳还有冷却的作用。卤代烷的灭火机理主要是溴和氯等卤族元素的烃化物的化学催化剂作用

17、和化学净化作用大量捕捉、消耗火焰中的自由基，抑制燃烧的链式反应，迅速将火灾扑灭，因此卤代烷对扑灭有焰火灾非常有效。3.9 干粉灭火机理干粉灭火剂灭火通常分为物理灭火和化学灭火。物理灭火指的是干粉灭火剂吸收燃烧产生的热量，燃烧反应温度骤降，不能维持持续反应所需的热量，燃烧反应中止。化学灭火机理是与自由基发生反应，中断链式反应，火焰熄灭。钾原子俘获自由基的半径大，所以碳酸氢钾的灭火效果比碳酸氢钠好。磷酸氢盐适合于扑灭 A 类火灾，碳酸氢盐适合于扑灭 B、C 类火灾。第四章 核电站的防火设计要求4.1 核电站防火目的防火和防止由火灾引起的爆炸在核电厂整个设计中占有重要地位，是设计必须考虑的一个0-J

18、C-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 7关键问题，即如何保护安全系统和其他安全重要物项免受火灾的危害。为保证足够安全，必须满足 HAF102 提出的总的安全设计要求：- 必须提供安全停堆手段，使在运行状态中和事故工况期间及事故工况后的反应堆能安全停堆，并使之维持在安全停堆状态；- 须提供余热排出的手段，用于停堆后（包括事故工况停堆后）从堆芯排出余热；- 须提供各种手段以减少放射性物质释放的可能性，并保证在运行状态期间的任何释放低于规定值，在事故工况期间的任何释放低于可接受值。为满足上述要求，通常在核电厂的设计中设置多重安全系统，以使火灾之类的假设始发事件不会影响安全系统

19、执行其安全功能。核电厂在所有情况下都必须具备足够的防火能力，应通过设计上运用纵深防御概念实现三大目标：目标一：防止火灾发生；目标二：快速探测和扑灭确已发生的火灾，从而限制火灾的损害；目标三：防止尚未扑灭的火灾蔓延，将火灾对核电厂安全重要功能的影响降至最低。目标一要求电厂将发生火灾的概率降至最低，目标二的实现取决于能动防火技术，目标三则强调使用非能动的防火屏障和实体隔离。在核电厂只有采取以下列原则为基础的组合灭火方案才能提供适当的灭火能力：（1）对于喷水装置，从火灾探测、灭火装置启动到启动信号显示的全部灭火系统的各个环节，应尽可能是自动的；（2）自动启动的固定式灭火装置可用作主要的防护，同时由于

20、具有启动机构的灭火装置在启动时还给出火灾探测信号，所以这些装置也构成火灾探测系统的基本部分；（3）为尽早探测火灾，在有可能存在缓慢发展火灾的地方，除了与固定式灭火装置一起设置的火灾探测系统外，应该用附加的独立的燃烧产物探测器如感烟探测器作补充；（4）为完善综合防火方案，应该用各种可能的人工消防手段来补充固定式灭火装置的自保护。4.2 预防火灾在核电厂应尽最大可能防止火灾发生。为了对核电厂包容的火荷载进行评价，有必要列出可燃物清单，包括可燃物的数量、所在地、形态和使用目的。应使可燃材料的数量和火灾荷载保持在合理可行的最小值，为此要尽量使用非可燃材料。如果没有合适的非可燃材料，就必须采用阻燃材料。

21、对于处在控制区且内含核电厂安全运行重要设备的房间或安装了大量贵重设备的房间，减少可燃物的储存量特别重要。设计和建造核电厂每一个系统时应尽可能使它的运行或故障不致引发火灾。一些引发火灾的作业，如使用明火、钎焊、焊接和火焰切割，要特别慎重，必须得到书面批准（动火许可证） ，且必须有一定的防火措施方可进行。0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 84.3 火灾探测和报警系统为保护安全重要物项，核电厂必须持续具有早期探测火灾和适当的灭火能力。核电厂的火灾探测系统和报警系统必须能够承受 SSE 地震荷载设计并满足国家法规和标准要求。核电厂火灾报警系统需要设置的连续有人值班的控

22、制室内。探测系统必须通过音响或灯光信号在控制室内报警。火警信号必须是醒目的，不能与其他任何信号混淆。火灾探测器的电源不得中断，且在失去正常电源时必须由不间断电源供电。要根据可燃物所释放的产物选择合适的火灾探测器。应并选择合适的安装位置布置，要避免因通风气流将探测器附近的热量或烟气带走造成延迟报警，同时还应尽量避免通风气流造成的误报警。应提供手动火灾报警系统。4.4 灭火系统电站防火主要由两大手段：非能动（火灾封锁法）和能动（火灾扑灭法） 。在核电厂中，能动灭火系统主要有喷水灭火、消火栓、气体灭火、干粉和灭火器。不同可燃物需要采用不同的灭火系统。当配备自动灭火系统时，尽量配备手动启动装置。消防供

23、水系统和固定灭火系统应按能够承受 SSE 地震荷载设计。灭火系统的设计和按照应尽可能符合国家或国际规定和标准。灭火系统的部件应是由相应部门批准的产品。在核电厂要配备相当数量的消火栓和灭火器。（1）自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统按照国家规范自动喷水灭火系统设计规范GB500842001 执行，对于扑灭初期火灾十分有效。自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要的或火灾危险性较大的场所中设置。存在较多遇水发生爆炸或加速燃烧的产品、遇水发生剧烈化学反应或产生有毒有害物质的物品、洒水将导致喷溅或沸溢的液体等场所不易设置自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统的设计喷水强度和

24、保护面积根据保护对象的分类等级有所不同，见表5.4-1。表 5.4-1 自动喷水灭火系统的等级0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 9建筑物类别 火灾危险等级 喷水强度（ L/min*m2）作用面积（m2）轻危险级 4I 级 6中危险级II 级 8160I 级 12民用和工业建筑严重危险级II 级 16260I 级 12 200II 级 16 300仓库 仓库危险级III 级 20 260系统由水源、供水设施、报警阀组、水流报警装置、管道、洒水喷头组成。要根据场所的实际情况确定系统选型，例如环境温度不低于 4且不高于 70的场所应采用湿式系统；环境温度低于 4或高

25、于 70的场所应采用干式系统； 自动喷水灭火系统的主要设计原则有：- 闭式喷头或启动系统的火灾探测器应能有效探测初期火灾；- 湿式系统、干式系统应在开放一只喷头后自动启动，预作用系统、雨淋系统应在火灾自动报警系统报警后自动启动；- 作用面积内开放的喷头应在规定的时间内按设计选定的强度持续喷水；- 喷头洒水时应均匀分布，不应受阻挡。自动喷水灭火系统的主要设计要求：- 供水管网为环状，管网工作压力不应大于 1.2MPa。- 消防泵（常高压除外）至少一用一备且自灌吸水。- 设置水泵接合器和水流指示器。- 对管网要进行计算。- 管道采用镀锌钢管。- 喷头布置要合理等等。（2）水喷雾灭火系统水喷雾灭火系

26、统按照国家规范水喷雾灭火系统设计规范GB5021995 执行。可用于扑救固体火灾，闪点高于 60的液体火灾和电气火灾。也可以用于可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸装置的防护冷却。水喷雾系统根据不同保护对象和目的，设计喷雾强度和持续时间有所不同。保护目的保护对象设计喷雾强度（L/min*m2）持续时间(h)0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 10固体火灾 15 1闪点 60120 的液体 20液体火灾闪点大于 120 的液体 130.5油浸式电力变压器、油开关 20油浸式电力变压器的集油坑 6灭火电气火灾电缆 130.4甲乙丙类液体生产、储存、装卸设

27、施 6 4直径 20 米以下 6 4甲乙丙类液体储罐 直径 20 米及以上 6 6防护冷却可燃气体生产、输送、装卸、储存和灌瓶间、瓶库 9 8系统由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头组成。水雾喷头的选型要符合下列要求：- 扑救电气火灾应选用离心雾化型。- 腐蚀环境要选用防腐型。- 粉尘场所所设置的喷头应有防护罩。水喷雾灭火系统主要设计要求：- 水雾喷头与保护对象之间的距离不得大于水雾喷头的有效射程。- 当保护对象为电缆时，喷雾应完全包围电缆。- 雨淋阀组应设置在环境温度不低于 4、有排水措施、便于操作的室内场所。- 控制阀前要设置过滤器。阀后也要设置过滤器（喷头带滤网除外）- 消

28、防泵（常高压除外）至少一用一备且自灌吸水。- 设置水泵接合器和水流指示器。- 对管网要进行计算。- 管道采用镀锌钢管。- 喷头布置要合理等等。（3）气体灭火系统气体灭火剂种类比较多，主要有 CO2、七氟丙烷灭火系统、烟烙烬、其他卤代烷等。各种气体灭火剂的灭火原理和设计浓度各不相同，均有相应的设计规范：- CO2 灭火系统的设计规范 GB50193- 卤代烷 1211 灭火系统的设计规范 GBJ110- 卤代烷 1301 灭火系统的设计规范 GB50163- 七氟丙烷尚未形成正式国家规范，只有深圳市消防局和天津消防科学研究所编写的建0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.

29、1 11议草案稿。气体灭火系统一般均为接到火警信号后自动启动，因此消防探测系统需要及时准确。管路和喷头设计要进行详细计算。（4）消火栓系统消火栓灭火系统是人工灭火的主要手段。消火栓充实水柱高度根据设置场所有所不同，有 7m，10m，13m 三种要求。设有消防给水系统的建筑物，其各层（无可燃物的设备层除外）均应设置消火栓。室内消火栓的布置，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。建筑高度小于等于 24m 且建筑体积不超过 5000m3 的库房，IV 类汽车库及 III、IV 类修车库，可以采用一支水枪充实水柱到达室内如何部位（汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067） 。消火栓

30、管网一般应布置成环状。环状管网的进水管不应小于两条，当其中一条发生故障时，其他进水管应仍能保证全部用水量。（5）泡沫灭火系统泡沫灭火系统根据发泡倍数不同分为 3 中类型，发泡倍数在 20 倍以下称为低倍数泡沫灭火系统，发泡倍数在 21200 倍称为中倍数泡沫灭火系统，发泡倍数大于 2012000 倍称为高倍数泡沫灭火系统。低倍数泡沫灭火系统设计规范见 GB50151，高、中倍数泡沫灭火系统设计规范见GB50196。低倍数泡沫系统适用于扑灭加工、储存、装卸、使用甲（液化烃除外） 、乙、丙类液体场所的火灾。不适用于扑灭船舶、海上石油平台等的火灾。高倍数、中倍数泡沫系统可用于扑救下列火灾：汽油、煤油

31、、柴油、工业苯等 B 类火灾；木材、纸张、橡胶、纺织品等 A 类火灾；封闭的带电设备场所的火灾；控制液化石油气、液化天然气的流淌火灾。第五章 田湾核电站消防设计简介田湾核电站双围墙内的消防设计是由俄方完成的。0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 125.1 遵循的主要规范和标准防火安全 12.1.004-91；建筑物和构筑物的防火安全21-01-97；防火标准2.01.02-85；建筑内部给排水2.04.01-85；给水。室外管网2.04.02-84；给排水系统外部管网和构造 3.05.04-85；核电站安全总则 （-88/97 ）-01-011-97；核电站防火

32、设计标准 01-87 ；电力设施设计规程；房间及建筑物火灾爆炸危险性分类 105-95；按火灾爆炸和火灾危险性以及耐火等级分类的 NPP（含 WWER-1000，WWER-440，FN反应堆）房间和建筑物的清单；设置自动灭火和火灾探测装置的建筑物。构筑物、房间和设备清单110-96；电缆设备的自动灭火装置设计标准4785；自动灭火装置的操作性能和验收规程25.09-67-85；建筑物和构筑物火灾报警系统设计 104-95；放射性同位素火灾报警总技术条件火焰报警器通用技术要求试验方法 72-98；光电火灾报警器 65-97；火灾接收监控仪、火警控制仪 75-98；热源火灾警报器防火安全技术要求测

33、试方法 85-2000 ；放射性同们素火灾报警控制器-22522-91；NPP 电缆设施防火安全保障技术建议（推荐稿） 核电站运行消防规程-AC-95；设计方案基本上符合安全导则核电站防火IAEA 50-SG-D2(Rev1,1990)和中国现行的安全导则 FAH0202核电站防火 的要求。5.2 建筑设计（1）防火分区把厂房分隔成若干防火分区，且需按规定耐火极限的墙和楼板来加以隔开。防火区的耐火极限分为 1h 和 2h。核岛和常规岛各子项防火分区见表 6.2-1。表 6.2-1 核岛和常规岛各子项防火分区序 KKS 编码 建筑物名称 防火分区 备注0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规

34、岛消防系统 Rev.1 13号 编号 数量1 11UJA、21UJA 反应堆厂房 10011011 112 11UJE、21UJE 蒸汽间 200120325012 343 11UKD、21UKD 安全厂房 40014026 264 11UCB、21UCB 控制厂房 50015187 182 其中 5 个号为空号5 11UBS、 21UBS 应急柴油发电机房 60016100 1006 11UKA、21UKA 核辅助厂房 30013031 317 11UKT 贮存厂房 80018008 88 11UKC 核服务厂房 90019032 329 11UQB、21UQB 安全厂用水泵房 700170

35、10 1010 11UMA、21UMA 汽轮机厂房 1200112049 4911 11UQA、21UQA 冷却水泵房及水处理厂房 1100111031 3112 11UBN、21UBN 备用柴油发电机房 1000110038 3813 11USG、 21USG 生活消防水和生产用水联合泵房及储存水池 1300113006 614 11UJG、21UJG 龙门吊 2000120002 215 11USP、21USP 工作人员公共用房 1800118005 5（2）疏散通道按照 105-95的要求，所有建筑物均设有用于火灾期间 TNPP 人员安全疏散的火灾报警系统。按照 21.01-97， 2.

36、01.02-85， 2.09.02-85， .09.04-87， 2.11.01-85，的要求，所有建筑物和构筑物内均设有足够数量的安全出口。各房间主要的疏散路线是走道和楼梯间。在用于疏散路线的走道和楼梯间均设防烟保护。原则上，走道和楼梯间的疏散出口均直通室外。在某些情况下采用了倾斜度不大于 1:1 的室外疏散梯作为楼层的第二疏散出口。按照 23-05-95自然和人工照明的要求，疏散通道内安装照明装置。（3）防火门作为防火分区围护结构上一部分的门均为防火门，其耐火极限不低于所在围护结构的耐火极限，分别为 1 小时和 2 小时，防火门均为密闭门，带闫闭装置，其关闭状态在一定情况受到控制。例如：高

37、火灾荷载电缆竖井和安全系统通道上向公共走道上的门。（4）防火封堵当管道、电缆穿过一个防火分区时，要求保持房间单元的完整性，并有效进行防火。为了确保这一要求，所有管道、电缆贯穿孔都应进行封堵，且达到与贯穿围护结构耐火极限一致的0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 14耐火极限要求。其他没有特别要求防火分隔的房间，但是有管道、电缆穿孔的，也应进行合适的封堵，以保持墙体的完整性和外观。管道和电缆穿孔的封堵耐火极限与孔洞所在围护结构的耐火极限相同，分别不低于 1 小时和 2 小时。5.3 工艺防火工艺必须按照相关规范规定的防火要求进行设计。工艺防火设计是不容忽视的。设计和

38、建造核电厂每一个系统时应尽可能使它的运行或故障不致引发火灾。5.4 火灾探测（1）火灾报警系统包括：- 火灾探测；- 装有灭火装置房间的火灾报警（光和声信号） ；- 厂房里的火灾报警：包括灯光信号（在疏散通道上的疏散方向和出口的灯光指示）和广播告警。（2）火灾报警系统覆盖除淋浴室、卫生间、门厅、楼梯间、没有火灾荷载房间以外的核电厂的所有房间，在每个房间设置不少于两个火灾探测器。（3）根据房间的不同，以及火灾初始阶段的可燃物释放出的不同物质，选择感烟、感温或火焰探测器。5.5 灭火系统（1）概述每台核电机组均设置独立的消防水系统。该系统分为三个系统：室外消火栓消防给水系统、室内消火栓消防给水系统

39、和水喷雾消防系统。消防水系统由以下部分组成：- 两个消防水池（每个容积 2000m3，其中消防水量为 1400 m3） ；- 三组消防水泵：消火栓泵、水喷雾泵和海水水喷雾泵；- 稳压泵；- 系统的管网和阀门。室外消火栓消防给水系统保证室外消防管网供水。室内消防给水系统保证所有建筑物的室内消火栓供水。水喷雾消防系统保证所有建筑物内的电缆间、汽轮机厂房充油设备间、柴油发电机房的燃油、充油设备间和室外变压器的水喷雾消防系统的供水。海水水喷雾泵为水喷雾消防系统备用水泵，当核电站发生设计基准地震时，一旦水喷雾泵受到地震破坏，具有抗震能力的海水水喷雾保证水喷雾消防系统的供水。（2）消防水量根据核电机组引进

40、国的规范，核电厂厂区面积小于 150 公倾，可按同时发生一处火灾考虑，0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 15计算火灾延续时间按 3 小时考虑。为保证最大火灾情况下的消防供水，消防水池的储水容积为 1400m3。最大用水量计算如下：- 室外变压器消防用水：自动水喷雾消防用水量为 120l/s（432m 3/h） ，延续 30 分钟（分 3 次，每次 10 分钟） ；两个消火栓用水量为 38l/s（ 136.8m3/h） ，延续 3 小时；总水量为：Qmax4320.5136.83626.4m 3。- 电缆间消防用水：控制厂房的电缆间自动水喷雾系统用水量为 96l

41、/s（345.8m 3/h） ，延续 30 分钟（分 3 次，每次 10 分钟） ；室内消火栓用水量为 10l/s（ 36m3/h） ，延续 3 小时；室外消防用水量为 100l/s（360m 3/h） ，延续 3 小时；总水量为：Qmax345.80.536336031360.8m 3。- 汽轮机厂房油设施房间充油设备的消防用水：汽轮机厂房油设施房间充油设备的自动水喷雾系统用水量为 40l/s（144m 3/h） ，延续 30 分钟（分 3 次，每次 10 分钟） ；室内消火栓用水量为 10l/s（ 36m3/h） ，延续 3 小时；室外消防用水量为 100l/s（360m 3/h） ，延续

42、 3 小时；总水量为：Qmax1440.536336031260m 3。- 汽轮机厂房的消防用水：汽轮机厂房屋架喷淋用水，每跨设有 2 个水雾水枪，每个水雾水枪用水量为6l/s（21.6m 3/h） ，考虑 4 跨，延续 3 小时；室内消火栓用水量为 10l/s（ 36m3/h） ，延续 3 小时；室外消防用水量 40l/s（144m 3/h） ，延续 3 小时；总水量为：Qmax21.642336314431058.4m 3。考虑以上 4 个消防用水工况，取消防水储量为 1400m3。（3）消防水压室外消防栓消防系统的供水压力为 Hmax1.0MPa；室内消防栓消防系统的供水压力为 Hmax

43、0.85MPa；水喷雾消防系统的供水压力为 Hmax1.0MPa。（4）消防水泵消防水泵包括有消火栓泵和水喷雾泵。对于消防水泵得布置应满足泵自灌吸水同时要采取措施防止运行泵和备用泵同时失效。消火栓泵用于提供室外消防系统和室内消防系统的消防用水。泵的流量为 400m3/h，扬程为 1.0MPa，可以保证反应堆厂房 37.6m 标高处消火栓的充实水柱不小于 10m。正常情况下系0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 16统压力由稳压泵提供，保证水压不小于 1.0MPa。消防水池由厂区给水管网的两条管道自动补水。在由失电引起的预期运行事件发生时，消防水可通过消防车从消防水

44、池吸水供给。消火栓泵是自动控制的，也可以远程控制和就地控制。正常运行时核电站可靠电源供应系统保证系统电动设备的供电。水喷雾泵的流量为 400m3/h，扬程为 1.0MPa。水喷雾泵和电动阀门通过火灾探测信号自动控制，也可通过主控制盘，机组共用建筑物控制盘控制和就地控制。系统状态可自动监测，也可依据传到主控制盘、机组共用建筑物控制盘的信息通过机组消防仪表和控制系统遥控。在核电站出现超过 OBE（运行基准地震）地震但小于 SSE（安全停堆地震）地震的情况下，四台海水水喷雾泵(流量为 300m3/h)向 SGC 系统提供海水作为消防水。（5）室外消防给水系统布置要求- 室外消防系统管网应成环，且应用

45、阀门分隔成独立的部分以使关闭阀门后停止使用的消火栓数量不大于 5 个；- 室外消防系统的环状管网埋地敷设；- 消火栓间距小于 75m；- 两台机组的室外消防系统的环网用连通管相接，连通管上安装隔离阀。（6）室内消防给水系统室内消防系统布置在有抗震要求的设备、电缆和管道房间的管段，其抗震类别与所在房间设备等的抗震类别相同。在厂区建筑物发生火灾时，室内消防系统确保厂区内所有建筑物和构筑物内部消防所需的水量和水压。当汽轮机厂房的充油设备发生火灾时，室内消防系统保证室内消火栓和厂房屋架冷却水的消防用水。对于室内消防系统的布置有如下要求：- 室内消防系统管网应成环，且应用阀门分隔成独立的部分，并在一个建

46、筑物的两个相邻进水管之间安装阀门以确保一个进水管出现故障时对该建筑物的供水；- 具有 12 个或更多消火栓的室内消防系统应为环状的，且有两个进水管与系统的环网不同部分相连接；在环网上，以确保维修某一管网部分的隔离、不致使同层关闭的消火栓数多于 5 个；- 室内消火栓布置应作到在室内有 2 股水柱同时作用于 1 个着火点，消防水龙带按 20m考虑；- 在两台机组的室内消防系统的环网（室外部分）设置连通管，在连通管上安装隔离阀门；- 在汽轮机厂房的充油设备间发生火灾时，水从室内消防系统输送至用于喷淋汽轮机厂房钢屋架的水雾水枪；- 室内消防系统配置水泵接合器，以便移动式消防设备向室内消防系统供水。（

47、7）水喷雾灭火系统水喷雾灭火系统用于每个建筑物的电缆间、室外变压器、汽轮机厂房充油设备间和柴油发电机房燃油、充油设备间的自动灭火。自动水喷雾灭火系统是与核电站安全相关的灭火系统，有抗震要求；对于水喷雾灭火系统的布置有如下要求：- 管线要布置在管沟内和建筑物的管廊内，以保证维护和检修的可能；- 系统要布置成环路，并用阀门分段，以使故障检修时关闭的供水干管不超过三条；- 在两台机组的水喷雾消防系统的室外环网设置连通管，连通管上装有隔离阀；0-JC-261 操纵员培训教材 核岛和常规岛消防系统 Rev.1 17- 进入建筑物和保护区域的供水管线上的阀门为电动阀；- 被保护房间的入口的电动阀和旁通管上的手动阀，安装在建筑物的管廊里，火灾时保证安全且便于维护。系统在未发生火灾时处于等待状态。在进入被保护房间的管线上的阀门平时处于关闭状态，阀前充满压力水，阀后为干式系统。水喷雾泵的吸入口阀门常开，出口阀门常闭。一旦发生火灾，根据在厂区任一建筑物的被保护房间发生火灾时的火灾信号，水喷雾泵自动启动，稳压泵自动停运。同时，自动打开发出火灾信号房间的消防水管上的阀门，启动水喷雾灭火系统自动灭火。当进入发生火灾房间消防水管内的水压达到 0.4MPa 时开始计时， 10 分钟后，供水管上的阀门自动关闭。然后由操作员根据火灾现场的具体情况判断是否需要继续