核电火灾荷载分析及研究

核电火灾荷载分析及研究

刘宇鹏

中核国电漳州能源有限公司福建省漳州市363000

摘要：随着科学技术的快速发展，近年来我国核电事业实现了较为长足的进步，核电火灾的受关注程度也因此不断增长，基于此，本文简单介绍了核电火灾荷载，并详细论述了基于核电火灾荷载的防火设计思路，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键字：核电站；火灾荷载；防火设计

前言：火灾具备全覆盖、大范围等特点，这使得火灾的发生不仅会导致大面积设备和系统的瘫痪，核电站安全也会因此受到严重威胁，而为了尽可能降低核电站火灾发生几率，正是本文围绕核电火灾荷载开展具体研究的原因所在。

1.核电火灾荷载分析概述

1.1火灾荷载概念

火灾荷载指的是“空间内所有可燃物料全部燃烧可能释放的热能总和”，墙壁、隔墙、地板和天花板的面层均属于可燃烧物范畴，深入分析不难发现，火灾荷载可细分为规定火灾荷载、移动火灾荷载、临时火灾荷载。随着学界围绕火灾荷载研究的不断深入，火灾荷载密度概念开始出现，其指的是空间内按地面单位面积计算出的火灾荷载。

1.2核电防火设计中的火灾荷载分析

在《核电厂防火设计规范》中，该规范在很多方面对火灾荷载做出了要求，例如该规范明确提出了“限制机组不可用性防火区”要求，即火灾荷载密度大于400MJ/m2的空间应建立防火区，该防火区的建立是为了限制火灾蔓延、满足消防队灭火需要，因此需要为其配备快速灭火的固定灭火系统；而如果核电站某区域火灾荷载可能产生影响执行同一安全功能冗余设备的火灾时，则需要在该区域设置固定或移动式灭火装置，具体灭火装置的选择应结合具体设备、特性；如核电站疏散通道、房间采用转送风或回风形式，应关注一定火灾荷载房间带来的影响，通过设置探测设备可有效降低热气、烟气侵入带来的危害；为避免因火灾引发辐射事故，应结合火灾荷载为碘吸附器设置防火屏障；尽可能降低可燃物火灾荷载可保证电缆功能的更好发挥[1]。

2.基于核电火灾荷载的防火设计思路

2.1数据采集

数据采集应主要围绕火灾荷载数据、土建情况展开，具体数据采集如下所示：（1）火灾荷载数据。火灾荷载数据的采集应围绕核电厂所有潜在可燃物展开，设计阶段、运行阶段均应成为数据采集关注的重点，其中设计阶段的数据采集应将重点集中在电气/机电设备、设备润滑油、油漆、碘吸附器中活性炭、电缆绝缘材料等方面，而运行阶段的火灾荷载数据采集则应建立火灾荷载清单方面，该清单需收录操作人员贮存物、家具等信息，由此围绕电脑硬件、办公家具、木质格架、溶剂、PVC物质、塑料地板、塑料制品、棉纺品、纸张开展数据采集。（2）土建情况。应首先围绕核电站组成房间信息、面积、房间装修情况、边界条件开展数据采集，其中房间总面积采集应围绕投影面积展开，这一过程需同时关注地面各类开口面积；防火空间总面积采集需围绕核电厂所有了楼层、房间开展；油漆情况数据采集应采用“油漆总量=地面面积×2kg油漆/m2”的估算方法；建筑装潢数据采集应关注房间是否设有吊顶等装修材料，相关数据必须纳入房间火灾荷载量[2]。

2.2火灾荷载计算

2.3消防系统设置

结合上述分析、计算，即可较好开展核电站消防系统设计，具体设计应围绕火灾类型确定、固定灭火系统设置、可燃物控制、建立火灾荷载数据库展开，具体内容如下所示：（1）火灾类型确定。结合可燃物火灾荷载计算，可明确核电站不同防火空间内占火灾荷载主导地位的可燃物，而结合《建筑灭火器配置设计规范》、《火灾分类》，即可由此确定火灾类型并开展针对性较强的消防系统设置。（2）固定灭火系统设置。结合上文围绕《核电厂防火设计规范》开展的分析不难发现，400MJ/m2火灾荷载密度的核电站防火控制需要设置固定灭火器，考虑到自动喷水灭火系统属于我国核电领域应用最为广泛的固定灭火系统，因此本文仅围绕该固定灭火系统开展研究。自动喷水灭火系统具备安全可靠、适应范围广、可同时发出火警信号等特点，而结合国内外统计数据不难发现，自动喷水灭火系统的控火成功率高达95%，因此本文推荐设置自动喷水灭火系统限制核电站火灾蔓延。（3）可燃物控制。核电站消防工作的开展必须遵循“纵深防御”方针，这一方针下核电站必须设计一套完整、可续的消防运行管理程序，该程序需包含定期试验、消防系统应急响应、消防行动卡等管理程序，而结合火灾荷载计算、火灾荷载密度计算、火灾持续时间计算、火灾最高温度计算求得核电站假想火灾分布图，即可为运行管理人员提供充足支持，其中核电站假想火灾分布图应单独标出200MJ/m2以上的防火空间，以此实现高质量可燃物控制。（4）建立火灾荷载数据库。为更好保证核电站的安全稳定运行、降低火灾事故发生几率，核电站必须整理收集、计算的火灾荷载数据建立火灾荷载数据库，由此即可为核电站的火灾统计、火灾保险、防火与灭火等需求提供充足支持，消防方案合计工作盲目性问题也将由此较好避免。

结论：综上所述，核电火灾荷载分析及研究具备较高现实意义。而在此基础上，本文涉及的数据采集、火灾荷载计算、消防系统设置等内容，则证明了研究的实践价值。因此，在核电火灾荷载相关的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定程度的参考作用。

参考文献：

[1]陈琳,刘政,王乐.核岛火灾定量分析方法研究及应用[J].给水排水,2016,52(S2):48-51.

[2]张进,刘文芳,李娜娜.某核电厂应急柴油发电机厂房消防设计[J].给水排水,2016,52(S2):130-131.