某核电厂核岛消防系统设计

翟连付 邢苍梅 李英虎

核工业工程研究设计有限公司 北京 101300

消防水系统是核电站重要的安全系统之一，具有为核电站各厂房进行消防水的分配，为固定灭火系统（水喷淋，水喷雾系统）及消火栓系统提供消防水的功能，对核电站的火灾防护提供安全保障。消防水系统对核电站内部的重要通道、电缆桥架、含有油类的场所和设备进行防火保护，以及对核电站重要的设备（如主泵）进行有效地防护冷却和防火保护。消防水系统同时也对相关联系统换料水系统提供补水功能和为碘吸附器系统进行供水[1]。

1 系统功能设计

1.1 系统安全功能

核岛消防水系统不能直接完成安全功能，但是对于完成安全功能是必不可少的保障。核岛消防水系统应保证在电厂正常运行时、停机过程阶段和停机时、出现相关事故后，长期阶段能够保持正常的运行状态。

1.2 系统的组成

核岛消防系统由消火栓系统、湿式自动喷水灭火系统、雨淋系统和泡沫-水灭火系统等组成。①消火栓系统。核岛厂房的每层都配有消火栓，分别从三个环网上接支管为消火栓立管分配供水。每一个立管都安装一个隔离阀以便在维修的时候使用。②闭式水喷淋系统。闭式水喷淋系统通常用在电缆区域、电气廊道和仓库区域等。③泡沫-水联用系统。泡沫-水喷淋系统采用1%的水成膜泡沫灭火剂（AFFF）。④水喷雾系统。水喷雾灭火通常对电气设备的保护较为有效。

1.3 系统设计要求

（1）系统设计要求。消防水系统的消防水源由偏碱性除盐水贮存和分配系统供给，PH=9。消防水系统分别从安全厂房两路进入对核岛的消防系统进行供水。在流量设计计算时，只考虑一处发生火灾，根据所有防护区中面积最大防护区的面积进行计算（最大保护面积为260m2），则安全厂房每个进口处的流量取核岛最大保护区自动喷水系统的水量叠加2个室内消火栓的流量[2]。

（2）消火栓系统设计要求。室内消火栓正常工况下的压力为0.4MPa～0.7MPa。最小流量为128L/min（0.4Mpa压力条件下），最大流量为169L/min（0.7Mpa压力条件下）。

每个建筑物的计算水量考虑2个最不利的消火栓同时动作，最不利消火栓的压力约为0.45Mpa。设计同时考虑2个消火栓的保护，在反应堆厂房的计算时需要同时考虑4个消火栓的保护。

（3）喷淋系统设计要求。喷淋系统单个喷头最大的保护面积为9m2，各厂房喷淋系统的喷头水力参数要求如下：

当最小压力为0.05MPa时，流量为58.5L/min，喷水强度为6.5L/min/m2，K=40（保护安全厂房的电缆）。

当最小压力为0.13MPa时，流量为91.3L/min，喷水强度为10L/min/m2，K=80（保护安全壳环廊的电缆线槽；泡沫-水消防系统）。

当最小压力为0.29MPa时，流量为137L/min，喷水强度为15L/min/m2，K=80（保护泵和油类物质）。

当最小压力为0.29MPa时，流量为106L/min，喷水强度为15l/min/m2，有效保护面积为7m2，K=57（保护四台主冷却泵）。

喷头的最小喷洒时间：环廊电缆区域15分钟，含油区3分钟。

喷头正常喷洒时间：闭式水喷淋系统是60分钟，水喷雾灭火系统是30分钟，泡沫-水喷淋系统喷射水成泡沫灭火剂（AFFF）的时间为10分钟。

1.4 系统操作的要求

核岛消防系统必须满足对一个喷头或者一个消水栓实施定期试验和检修时不影响其它喷头和消火栓的功能。每个自喷保护区的水流指示信息必须传至主控制室以便于消防员在调度室实施干预（尤其是水喷雾系统）；就地手动开启和关闭手动隔离阀后，开启和关闭消火栓得以实现，消火栓使用后被减压。

2 系统的布置

为了保证了系统其它部分发生故障时仍能够正常供水，设置了4条供水管道给核岛厂房的消防系统供水，这4个供水管道的连接分别在4个安全厂房中，水源来自消防水生产系统。

核岛消防水系统管网的环网结构主要有三个大环，分别为外环、中环和内环。

2.1 外环

外环穿过所有的安全厂房和燃料厂房，进出厂房通过两路与安全厂房连接，核辅助厂房通过一路管道连接至安全厂房，废物处理厂房通过路管网连接到核辅助厂房和废物附属厂房，廊道和核废物厂房通过管路管网连接到核辅助厂房和废物附属厂房。

2.2 中环

中环设置在安全壳环廊厂房内，中环通过两路管网和外环相连接于安全厂房和燃料厂房[3]。

2.3 内环

内环设置在反应堆厂房内，通过两路管网和外环相连接于安全厂房和燃料厂房，每路管网设置两个电动安全壳隔离阀，以确保完全的隔离。

3 结语

核电站消防水系统的合理设计是核电站安全稳定运行的重要保障。本文详细的介绍了某核电厂消防系统的设计、布置情况，希望能够为同行提供宝贵经验。