核电厂防火设计规范

灭火4.5.1 灭火措拖

采取的灭火措施为：

a)保证人员疏散和消防队灭火；

b)为消防队提供有效的灭火手段；

c)在一定情况下使灭火设施自动启动。

4.5.2一般原则

人员疏散与消防队灭火应采用下述设计原则：

a)为人员撤出和消防队员进入设置疏散通道。有火灾危险的单个房间或成组的工艺房间应设置两个独立的出口，两个出口应尽量分开布置。

b)应通过通风及排烟系统保持主疏散通道无烟。

c)把烟雾控制在着火的区域内。

d)发出声、光报警信号。

e)灭火设施由移动式灭火器和固定式灭火装置组成。应根据火灾危害性分析选择最合适的灭火方式。

f)寒冷地区，灭火系统应考虑防冻措施。

4.5.3 灭火设施

4.5.3.1 灭火剂

灭火剂的化学、物理性能应不致加速火情和危害核电厂及人员安全。

在放射性物质可能泄漏的防火区或防火小区内，灭火剂应可以回收及过滤，以防止污染物扩散，并便于随后所需的各种去污工作。

水是最常用的灭火剂。当不能使用水作灭火剂时，可使用其他灭火剂，如：二氧化碳、七氟丙烷、IG-541(惰性气体)、热气溶胶及泡沫灭火剂等。

禁止使用卤代烷灭火剂。

4.5.3.2 固定灭火设施

4.5.3.2.1 设置场所

固定灭火设施适用于火灾危险性大的设备或火灾荷载密度大于400MJ/m2的房间，这些房间由于区域内部通道布置或存在放射性使消防队员难以进入。

4.5.3.2.2 固定二氧化碳灭火装置

二氧化碳灭火装置适用于密封或近乎密封的房间。由于二氧化碳的冷却作用使房间温度下降，所以应采取措施保护某些对低温敏感的设备。同时，应有足够长的时间保持二氧化碳气体浓度，以中止内部燃烧过程并使设备冷却。

禁止用二氧化碳扑救金属火灾。二氧化碳对于A类深位火灾(木材、卷宗纸张)需采用较高的设计浓度。

应对各种情况进行研究，以便根据可燃物的类型、房间的体积、灭火所需时间内气体的泄漏量来确定气体的储备量。

固定二氧化碳灭火装置包括：

a)贮存二氧化碳的钢瓶或贮罐；

b)内、外防腐蚀的管道；

c)喷嘴；

d设有能使人员撤离房间的延时缓动装置的手动或自动控制系统；

e)采取称重或其他各种配有标志手段进行气体贮量监测的系统。

进行二氧化碳气体灭火的隔间上部应有一个泄压口，且泄压口上应配有一个活门。在供气导致超压时，活门自动开启。采用自控设备时，应备有：

a)适当的探测逻辑线路，避免误启动；

b)为避免缺氧，在气体喷射以前，用声、光报警，让现场工作人员撤离；

c)必要时用钥匙将自动操作系统锁住，以免发生人员停留在该房间时喷射气体。

应对保护安全有关设备房间的气体储罐进行抗震验算，以便在极限安全地震(SL-2)的应力作用下，确保其完整性。

为防止温度升高引起的爆炸危险，气体储罐应各有限压装置，并放在防火区域以外。

固定二氧化碳灭火系统的设计应遵循GB 50193的规定。

4.5.3.2.3 其他气体灭火系统

除固定二氧化碳灭火装置外，还可采用七氟丙烷或IG-541、热气溶胶等固定气体灭火系统。

4.5.3.2.4 固定泡沫灭火装置

在发生液态碳氢化合物的火灾时，宜使用泡沫灭火剂，在首次使用合适的新产品之前，要进行试验，这种试验应尽可能接近安装场所的条件。

禁止使用泡沫灭火装置扑救PVC(聚氯乙烯)火灾(尤其是电缆火灾)。

使用泡沫灭火系统的房间内应设置一个排气口，以便在泡沫注入期间进行排气；在任何情况下应在发生器(或喷嘴)上设置足够大的空气接入口以确保泡沫的形成。

泡沫的膨胀力说明泡沫特性，根据用发泡倍数所表示的泡沫体积与产生泡沫的泡沫混合液体积之比，泡沫可分为以下三种：

a)低倍数泡沫(＜20)；

b)中倍数泡沫(21～200)；

c)高倍数泡沫(201～1000)。

对于这种具有乳化特征的消防手段，宜使用配有AFFF添加剂(水成膜泡沫灭火剂)的水喷雾灭火系统。

4.5.3.2.5 喷水及水喷雾灭火装置

4.5.3.2.5.1 水剂灭火系统类型

水剂灭火系统有两种类型可供使用：

a)洒水型；

b)水雾型。

4.5.3.2.5.2 固定喷水灭火系统

固定喷水灭火系统考虑的类型有：

a)湿式灭火系统

 湿式灭火系统就是指消防水系统的管道内始终充满压力水的系统。该系统包括：

 1)湿式报警阀(也可根据情况不设)；

 2)手动隔离阀(正常情况下处于开启位置)；

 3)水流指示器；

 4)末端试水装置；

 5)管网及闭式喷头。

 一旦喷头的热敏元件受热，脱离喷头，固定灭火系统即投入运行。通过手动关闭相应回路的隔离阀停止喷淋。隔离阀在正常运行情况下，处于开启位置。

 湿式报警阀及手动隔离阀应安装在防火区或防火小区以外。

 装在湿式报警阀及隔离阀下游的水流指示器可以喷水管网的位置。

b)预作用喷水灭火系统

 预作用喷水灭火系统是指其管道平时充以压缩空气的系统，该系统正常情况下使管网气体略微保持超压，以避免管道腐蚀及探测喷头误开。该系统分两个阶段操作，第一阶段使管道注入消防系统水，注水由双重探测信号控制。第二阶段与湿式灭火系统的运行方式相同。

 该系统包括：

 1)预作用报警阀组(或采用气动、电动阀门)；

 2)手动隔离阀(正常情况下处于开启位置)；

 3)水流指示器；

 4)末端试水装置；

 5)管网及闭式喷头；

 6)供压缩空气的接管；

 7)用于检测压缩空气系统的测压孔。

c)雨淋喷水灭火系统

 雨淋喷水灭火系统由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。为防止误喷，可由双重探测系统控制或手动控制。

 正常运行时，雨淋阀处于关闭位置。

4.5.3.2.5.3 固定式水喷雾灭火系统

该种系统以水雾喷头取代开式喷头，水雾喷头使水雾直接喷到可燃物体上，其他要求与雨淋喷水灭火系统相同。

4.5.3.2.5.4 特殊消防

特殊消防是基于上述固定灭火装置的其中一种形式，另外也考虑到其在充水控制方面的某些特殊要求。

在消防水采用除盐水时，除盐水罐水位上部空间注压缩气体以获得所要求的压力。为了保证在除盐水系统出故障时能延长扑灭火灾时系统的可作用的时间，应使它与消防水系统连接作备用。

系统可按如下方式启动：

a)自动；

b)遥控；

c）手动，控制阀设在人员可接近处。

如果是自动或遥控启动，应加设一个手动控制阀。

为了避免由于温度升高引起的损坏，除盐水气压罐应按规定设有超压保护装置。

4.5.3.3 喷水及喷雾灭火设备设计要求及布置原则

4.5.3.3.1 设计要求

根据火灾危害性分析，对电缆火灾、碳氢化合物火灾和变压器火灾，在设计固定喷水及喷雾灭火系统时应遵循现行的国家标准GB 50219、GB 50084和GB 50151所规定的关于喷水强度、喷淋时间及保护面积的要求。

4.5.3.3.2 布置原则

喷水及喷雾灭火设备的一般布置原则如下：

A和B通道的喷淋、回收及排空系统应全部按实体隔离准则布置。为此，一个固定喷水或喷雾灭火系统不应服务于两个不同通道。

隔离阀下游管道的设计流量：

a)对于湿式或预作用灭火系统，应考虑喷水强度和使用面积；

b)对于雨淋或水喷雾灭火系统，应考虑喷水强度及设备或房间的面积。

控制阀上游管道的设计应考虑上述流量，并依据GB 50084及GB 50219进行计算，如果喷洒区不是同一个防火区，则应再增加相当于2个消火栓的流量。如果是水喷雾灭火系统，管道计算应取喷雾区的全部流量。

喷头布置应做到：

a)喷头不应相互影响；

b)喷头不应喷射到通风防火阀和排烟阀；

c)障碍物(风道、管道、照明等)不应妨碍雾化；

d)应采取各种措施(设备接地、托架及喷淋管等)确保喷淋后的清理工作。

4.5.3.4 消防水系统

4.5.3.4.1 高压供水

多堆机组的核电厂都可由两个泵站供高压消防水(参见图1)。

两个泵站之间又相互连接。每个泵站设有两台电动消防水泵，消防水泵的设计应能满足4×100％核岛消防水量的要求，同时其电机是1E级，并由相关机组的应急电源(柴油发电机)A通道和B通道供电。见图2和图3。

为了安全，对于两个相同的机组，至少设置两个独立的可靠淡水水源。如果使用水池，应设置两个100％系统容量的水池，抗SL-2地震，应根据火灾最小延续时间(2h)和在所需压力下的最大预计流量来设计消防供水系统。该流量由火灾危害性分析得出，它以防火区喷水系统运行时的最大需水量再加上人工消防的适当水量为基础，每个消防水池的有效容积不小于1200m3。消防水池的连接方式应使水泵能从任一个水池或两个同时吸水。补水能力应保证任一水池在8h内再充满。

消防水池后的消防管网上设置消防水泵接合器。最终消防应急水由移动式消防水泵供给，并用软管接至总配水管网上。接口位置在靠近水源的消防泵的出口总管上(泵站或蓄水池)，也可以使用室外水泵接合器。

在正常运行情况下，总的消防配水管网应始终保持高压状态，以便扑灭随时可能发生的火灾，而不需等待消防泵启动。为此，在1号机组(或现场)最高厂房的顶部，设有两个相互连接、水量各为50m3的淡水箱。

两个淡水箱的总存水量为1003，在管网有压状态下可各自隔离检查，另外也可用其冲洗管网及向管网充水。

根据电厂布置情况，上述高位水箱的功能也可采用其他稳压方式实现，但至少应与上述措施具有同样的优点。

高位水箱与1号机组的高压消防水分配的环路连接。

4.5.3.4.2 高压消防水分配总管网

高压水分配系统应设计成闭合环路。见图1。

每一个机组通过可隔离的支管至少在两个点上与环路相接。

系统应设计成可以对机组进行维修而不中断运行。

4.5.3.4.3 机组高压消防水分配管网

高压水分配系统应设计成闭合环路，见图4，它由两个环路构成：

a)第一环路供核岛厂房的消防水；

b)第二环路供其他厂房消防水。可利用正常情况下开启的电动阀门与环路隔离，为必要时能快速关闭，确保优先为第一环路供水，电动隔离阀应始终是可以接近的。

主要楼层上的消火栓由立管供水，立管或直接与主环路相接或通过由支管形成的环路供水，该环路是通过装有阀门的两个支管与主环路在两点上相连接。当系统设计成闭合环路时，隔离阀、放气阀和疏水阀门的布置应能分段隔离维修而不会中断具有最大火灾危险区域内的消防供水。

4.5.3.4.4 管网设计

管网应设计成在消防泵投运后可以保证向管网上最不利点提供其需要的压力和流量。此外，管网应能承受零流量时泵的压力。

室外消火栓的间距不应超过120m。

总消防水分配管网以及向各机组供水的管路从泵站开始到管廊内应使用钢管。为厂房外面BOP设施供水用的埋在地下的支管可用球墨铸铁管材，但支管与主环路应用钢制阀门隔离。阀门最好安装在汽轮机厂房内，以便维修和防腐蚀及防冻。组成环路的材料应能耐内、外腐蚀。消火栓用球墨铸铁制造。

在管网设计时需考虑采取相应的防水锤措施。

吸水管线以及输送消防水至核岛的配水管线，包括环路隔离阀都应设计成在极限安全地震(SL-2)时能维持其运行能力。当一个厂址的两个泵站间的连接管很长时，在其两端应各设一个阀门使其隔离，在SL-2地震情况下，若隔离阀仍能保持其可运行性，连接管可不遵守上述抗震设计要求，当连接管不长时，可以只安装一个隔离阀，但需保证整个管段按抗SL-2地震设计。

4.5.3.4.5 泵

泵站内消防设施是专为消防所用。若作其他用途时，应进行专门的分析。

泵的扬程应满足最不利点喷水时所需的最小压力，泵容量按照最大消防水量确定，最大消防水量为防火区固定灭火系统运行时的最大需水量再加上室内、室外人工消防的用水量。在实际工程设计中，泵的容量根据下列4项消防用水量中的1项计算：

a)主变的单相变压器的消防用水；

b)保护面积为260m2的消防用水；

c)汽轮发电机油箱区的消防用水；

d)汽机大厅屋顶的消防用水。

消防水泵的设置台数应考虑上述用水量的计算并建立在假设有一路电源或一台泵失效的基础上。

在不同系统阻力损失的情况下，离心泵都应能单台或并联运行。泵的启动可以由主控制室配电盘或就地控制。所有消防泵的吸水管线按淹没式布置，以保证安全启动，其管径的确定要考虑在低压运行时流量增大的情况。

消防泵可与安全厂用水系统共用一个进水室。

当安装在原水系统的滤网网眼尺寸大于1mm时，消防泵出水管上应设置自清过滤器。

消防泵在SL-2荷载时应仍能保持运行。

4.5.3.4.6 特殊情况

对于特殊情况，应进行如下处理：

a)当厂址地形条件允许可建造高位消防水池，按重力流方式向消防水管网供水，因而可不需配置消防泵。在这种情况下，管网压力需与固定灭火系统运行所需的最低压力相一致。消防水池设置至少2个，可单个也可并联运行。在SL-2地震时仍能保持其完整性。

b)对滨海厂址而言，消防泵取水自淡水池，一旦淡水用完，必要时也可考虑用海水。

c)对设有安全厂用水冷却塔的厂址而言，每台消防泵可从与其为同一列的冷却塔集水池取水。

集水池容量应能足以供给火灾延续2h的消防用水量，并有适当裕量。

4.5.4 主疏散通道和疏散楼梯(楼梯、水平通道、门等)

4.5.4.1 主疏散通道和疏散楼梯

为便于人员疏散及消防队使用，应设置主疏散通道和疏散楼梯。有明显火灾危险的厂房应设置若干主疏散通道，并根据厂房布置进行合理安排。疏散楼梯间应为防烟楼梯间。

主疏散通道和疏散楼梯用它们各自的墙体分隔成为一个独立的防火小区(见4.3.2.1.3)，其功能如下：

a)保证工作人员安全撤离；

b)保证消防队员和消防设备进入并完成灭火任务；

c)保证操纵员从主控制室撤向应急停堆盘控制室。

主疏散通道和疏散楼梯间的排烟方式：

a)通过通风系统设计使疏散通道保持正压，确保门的密封性；

b)排烟系统启动，着火房间形成负压(电气厂房)。

出现烟雾时，事故照明装置启动，使所有人员从主疏散通道撤离。

门应向疏散方向开启，并且确保门由于通风排烟系统运行而形成最大压差时仍能打开。

此外，应考虑门两侧由于通风系统或者排烟系统运行而形成最大压差时仍能保证打开。

主疏散通道的尺寸是根据通行人数及可能使用的救援设备(灭火器材，担架等)进行确定的。该尺寸是扣除门扇开启时占据的面积后得出的。

设定0.6m为一个“通道宽度单元”。当通道只有一个疏散宽度单元时，其总宽度可从0.6m加大到0.9m，当通道为两个疏散宽度单元时，其总宽度可从l.2m加大到1.4m。

有关厂房中所需的主疏散通道总宽度不应低于表2所列数值。表2 主疏散通道总宽度

使用人数按高峰期的工作人数确定，当各层人数不相等时，其楼梯总宽度应分层计算，下层楼梯总宽度按其上层人数最多的一层人数计算，但楼梯最小宽度不宜小于1.1m。

底层外门的总宽度，应按该层或该层以上人数最多的一层人数计算，但疏散门的最小净宽度不宜小于0.9m；疏散走道的净宽度不宜小于1.4m。

疏散通道(如平台、楼梯下的通道、管道和电缆桥架下面的通道)的通行高度不小于2.2m。

在无法满足特殊用途(设备运输、工具通行等)所需的尺寸时，应按需要增加尺寸。

4.5.4.2 电梯与工作梯

电梯与工作梯不应设在防火区内，火灾发生时不作为疏散安全出口使用。

消防电梯可与电梯或工作梯兼用，但应符合消防电梯的要求，并应保证在任何情况下都能运行。

4.5.4.3 供救援设备和消防器械用通道

厂区道路和厂房各入口应设置消防车道，使来自厂外的救援设备和消防器械能进入到离厂房最近的地点。

4.5.5 消防排烟系统

4.5.5.1 一般要求

4.5.5.1.1 自然排烟

采用自然排烟的厂房，排烟口的总面积应大于该防烟分区面积的2％。自然排烟口底部距室内地面不应小于2m，应常开或发生火灾时自动打开。

4.5.5.1.2 机械排烟

应按照以下要求考虑并设置机械排烟：

a)排烟系统可以是专设排烟系统、屋顶排烟口或者移动式排烟设备等形式；

b)移动式排烟设备应采用标准接口，需要时通过标准接口与专设的消防通风系统相接，进行排烟；

c)在无放射性危险且未设固定自动灭火设施的房间，正常通风不能满足排烟要求时，应设机械排烟设施；

d)对火灾风险较大的房间，如汽轮机房、仓库等，在厂房顶部应设机械排烟装置；

e)在放置大、中型转动机械用的冷却与润滑油回路和油箱的房间，或火灾时极难进入的房间应设置机械排烟系统。

4.5.5.1.3 排烟系统分区布置原则

不同防火分区内的排烟区应设置独立排烟系统。排烟风机的配电系统可以不受此限制。

4.5.5.2 固定机械排烟设计

固定机械排烟设计的基本原则：

a)对未设自动灭火设施房间，其排烟容积宜为350m3，最大容积不应超过500m3。如果组成防火分区的房间容积超过该限值时应进行防烟分隔，以确保排烟系统的效能。

b)对防火分区进行防烟分隔的门、挡烟垂壁、隔墙、突出底板不小于500mm的梁等应具有耐火稳定性和阻烟作用。

c)每个排烟区内均应设置排烟风口，排烟风口应安装在房间的顶部或墙的上部1/3高度处。

d)排烟风口布置宜远离疏散出口，与疏散出口水平距离应大于2m。排烟风口有效作用水平距离不应大于30m。

e)排烟风口的风速不宜大于10m/s。

f)排烟风口与排风口合并设置时，风口所在通风支管接入排风(烟)系统时应设排烟阀。该排烟阀在排风(烟)系统转入排烟运行时，除着火防烟分区内的排烟阀处于开启状态外，其他排烟阀应处于关闭状态。每个排烟阀应设不受火灾影响的电动闭合位置开关。需要时，排烟阀的位置控制器应能给出该阀门处于开启终了位置时的位置指示信号。位置切换装置由耐火极限高的系统组成，以确保在火灾的初始阶段即投入工作。

g)专设排烟系统中的排烟风口(或排烟阀)在正常情况下处于关闭状态，

h)排烟风口(或排烟阀)的控制装置应位于防火区之外，以免操作装置受热气的影响。排烟风口(或排烟阀)应与火灾报警系统联动。其状态信号应统一送至主控制室，并进行显示。同时要求与通风系统控制盘、火灾信号显示盘、喷淋系统控制盘集中布置。

i)排烟系统的排烟量计算，除本规范特别规定外，应符合以下要求：

1)担负一个防烟分区或净空高度大于6.00m的不划分防烟分区的房间排烟时，应按该部分总面积的每平方米不小于60m3/h计算，但排烟风机最小风量不应小于7200m3/h；

2)担负二个或二个以上防烟分区排烟时，应按其中最大防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算。

j)在排烟系统正常运行时，排烟区负压应不大于80Pa，应设置负压限制系统。在自然补风不能满足要求时，应设置机械补风系统，补风量不应小于排烟风量的50％。

k)管道支撑件及风管的耐火等级应具有与所贯穿的房间相一致的耐火性能。钢制排烟风管的钢板厚度不应小于1.0mm。

l)排烟管道不宜穿越不同防火分区。当布置上要求排烟管道必须穿越不同防火分区时，排烟风管的耐火极限应不小于1.5h。

m)排烟风机根据设计要求确定为核级或非核级风机，可以选用离心式风机或轴流风机；排烟风机应在烟气温度280℃时能连续工作30min；排烟风机应采用不燃材料制作。

n)排烟风机应与排烟风口或排烟阀联动，当任一排烟风口或排烟阀开启时，系统应转为排烟工作状态，排烟风机自动切换至排烟工况；当烟气温度大于280℃时，排烟风机应随设置在风机入口处的280℃排烟防火阀的关闭而自动关闭。

4.5.5.3 电气厂房排烟

电气厂房排烟的基本要求：

a)在装有电气设备及含有PVC绝缘材料电缆的房间发生火灾时，火灾探测信号能够自动切断房间的正常通风系统，并将该房间接入排烟系统；

b)未设自动灭火装置房间的排烟系统正常运行时，该房间相对于邻近房间应维持的最小负压为20Pa；

c)设置自动灭火装置房间的排烟换气次数应按不小于10次/h进行设计。在发生火灾时能在3min～5min内排除室内烟气。

4.5.5.4 金属结构空间排烟

为了保护厂房(例如汽轮机厂房)的金属结构，在发生火灾时，采用自然排烟或机械排烟等措施，确保热气及烟雾排出，并应满足4.3.2.3.7金属结构屋面章节的相关规定。

4.5.5.5 主疏散通道和疏散楼梯间的防烟

为确保火灾时烟雾不进入疏散通道及疏散楼梯间，应采用正压送风系统或在有火灾荷载房间内设置通风排烟系统以保证疏散通道及楼梯间与相对邻近的房间处于微弱正压。采用正压送风系统时，应满足GB 50045的相关要求。

4.5.6 火灾警报系统

4.5.6.1 声警报系统

EJ/T 637-1992中3.2有关警报编码的规定适用于核电厂实施撤离行动。

对于听不见警报的经常有人员停留的房间应设置光警报装置。

4.5.6.2 信标系统

人员按照信标系统指示撤离。该信标系统由闪烁发光板构成，在一些特殊的地方增设闪光加音响信号。在事件或事故情况下，围灯亮时禁止靠近主厂房。

鉴于随时可能发生能见度差的现象，因此所使用的信标板应用反光材料制成，并符合“安全颜色和信号”相关标准。在这些板上可外加反光漆带。

反应堆厂房的信标系统应把人员导向气闸门以便缩短撤离行动所需要的时间。

4.5.6.3 火灾应急广播系统

火灾应急广播系统应为厂区广播系统功能的一部分，可通过控制台发布火灾情况下的指挥、调度和人员疏散的指令。

4.5.6.4 消防通信系统

4.5.6.4.1消防专用电话

设置消防专用电话的原则是：

a)消防专用电话网络应为独立的消防通信系统；

b)主控制室应设置消防专用电话总机，且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备；

c)应按下列部位设置电话分机或电话塞孔：

 ——消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房；

 ——灭火系统操作装置处或主控制室；

 —一消防站、消防值班室。

消防电话系统的通信电缆宜采用耐火电缆，线路配件为难燃材料。

4.5.6.4.2 与厂内消防队员的联系方式

夜班运行人员只需一次操作就可通过电话通知在家的电厂义务消防队员。

通过厂区的无线寻呼、运行电话、无线集群电话等通信系统能够保证在最快的时间内与一名不在岗位上的预先指定的或灭火时所需的人通话。

4.5.6.4.3 与厂外消防队的联系方式

与厂外消防队的联系应有三种方法：

a)从电厂每个机组的主控制室用直通电话直接联系；

b)从与公共电话通讯网联系的每个机组的各个岗位上的话机通过两条不同线路至电厂的自动交换台对外联系；

c)电厂保安楼、消防站与消防车之间用无线电联系。图1 高压消防水分配原理图

图2 河边厂址每台机组的消防供水系统原理图

图3 滨海厂址每台机组的消防供水系统原理图

图4 机组高压水分配管网