《核电厂防火设计规范》GB/T 22158-2021

规范目录

9消防供水及灭火系统

9.1 一般要求

9.1.1 消防供水系统设计要求
9.1.1.1 综合考虑核安全性和经济性,可设置一套消防供水系统向整个生产区[包括核安全重要和非核安全重要建(构)筑物]提供室内外消防用水,也可以采用核安全重要建(构)筑物单独设置一套独立的消防供水系统的方式。厂前区消防供水系统宜独立设置。
9.1.1.2 为常规岛、配套设施厂房和厂前区提供消防保护的消防供水系统,在遵照本文件中适用于全厂的总体原则要求基础上,其系统设置应满足国家现行的普通工业和民用建筑设计防火规范,其中常规岛厂房还应满足GB50745的相关要求。
9.1.1.3 为核安全重要建(构)筑物提供消防保护的消防供水系统如因厂址布置或其他原因,确需与其他系统合用一座建筑物时,应确保其满足消防供水系统的抗震、布置等设置要求。当采用柴油机消防水泵时宜设置在独立的消防泵房内。
9.1.2 灭火系统设计要求
9.1.2.1 灭火剂
    灭火剂的化学、物理性能(如活化性或临界反应条件等)应不致加速火情和危害核电厂及人员安全。
当灭火系统设置在放射性区域内时,应采取有效措施避免放射性污染的扩散,在灭火剂排放前对其进行收集和处理,经监测达标后才允许排放。
    通常在可能发生深位火灾或需要冷却的区域,应首先选择水基型灭火系统(如消火栓、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、水幕系统、泡沫灭火系统、泡沫喷淋灭火系统等)。当不能使用水作灭火剂时,可使用其他灭火剂,如:IG-541混合气体、七氟丙烷、二氧化碳、热气溶胶、干粉灭火剂等。
    禁止使用哈龙灭火剂。
9.1.2.2 系统设置
    灭火系统由固定式灭火系统(消火栓、自动灭火系统)和移动式灭火器组成。
    在不影响核安全前提下,应对如下设备和区域设置自动灭火系统。
    ——含有100L及以上的燃油、润滑油等液体可燃物的储罐。
    ——含有100L及以上的燃油、润滑油等液体可燃物的泵、电动机等运转机械。
    ——含有45kg及以上的活性炭等快速燃烧固体的碘吸附器。
    ——火灾危害性分析确定火灾持续时间超过边界耐火极限要求的防火区/防火小区。
    ——火灾危害性分析确定应设置固定灭火系统的其他设备和区域,即:火灾荷载密度大于400MJ/m²的防火小区内的火灾风险集中区域,火灾荷载密度大于900MJ/m²的防火区内的火灾风险集中区域。

    对固定灭火系统进行选型和布置时,应考虑保护对象类型、火灾风险大小和类型、分布情况、区域可达性以及环境条件等,确保及时有效地扑灭火灾。

9.1.2.3 控制方式
    核安全重要建(构)筑物内设置的自动灭火系统,其启动方式在特殊情况下可选择手动启动。
    对于机组安全和运行特别重要的设备,如反应堆冷却剂泵、仪控机柜等,自动灭火系统的启动需经操纵员确认,采用手动启动方式。其他火灾风险较大、且无人值班的区域,其自动灭火系统宜采用自动启动方式。
    需要火灾自动报警系统联动控制的自动灭火系统,其控制方式应符合8.2.2相关规定。
9.1.2.4 其他要求
    核安全重要建(构)筑物内设置有水基型灭火系统的场所,应考虑其水淹风险。

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9.2 消防用水量及水压

9.2.1 核安全重要建(构)筑物的最大消防用水量应按需要同时作用的室内外消防用水量之和计算,包括但不仅限于自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统、室内外消火栓用水量。室内消火栓设计流量为10L/s,室外消火栓设计流量为20L/s。当核安全重要建(构)筑物单独设置消防供水系统时,室外消防用水量应根据室外消防设计计入其供水来源相关系统。
9.2.2 非核安全重要建(构)筑物的室内消防用水量、水压、火灾延续时间,以及生产区室外消防用水量、水压、火灾延续时间,应根据GB50974、GB50745确定。

9.3 消防水源

9.3.1 为核安全重要建(构)筑物提供消防保护的消防供水系统应设置至少两个100%容量的独立的消防水池作为核安全相关区域的消防水源,消防水池按抗极限安全停堆地震震动(SL2)荷载设计。
9.3.2 为核安全重要建(构)筑物提供消防保护的消防供水系统的每个消防水池的有效容积应满足所保护范围火灾延续时间(2h)内室内最大消防用水总量的要求。若室内外消防给水由同一系统供水,其有效容积需考虑室外消防用水量。每个消防水池的有效容积不应小于1200m3。必要情况下,消防水源可作为核安全事故缓解系统的备用或应急补水水源。
9.3.3 为核安全重要建(构)筑物提供消防保护的消防供水系统的消防水池宜设置两路补水水源,补水水源应具备8h内将任一消防水池充满的补水能力。
9.3.4 每个消防水池应设置独立的出水管,并应设置连通管,以便消防水泵能从任一水池或同时从两个水池吸水。出水管管径应满足消防给水设计流量的要求。也可将所有消防水泵的吸水管道由装有隔离阀的连接管相互连通,以满足消防水池连通的功能。
9.3.5 消防水池应设置就地水位显示装置,并应在主控制室等地点显示水池水位,同时应有最高和最低水位报警。
9.3.6 消防水池应设溢流水管和通气管,并采取防止虫鼠等进人消防水池的技术措施。溢流水管应采用间接排水。
9.3.7 消防水池应考虑检修时排水。
9.3.8 消防水源的水质应满足水灭火设施的功能要求。
9.3.9 冬季结冰地区的消防水池应采取防冻措施。
9.3.10 消防水池应设置用于消防车取水的接口或设施,以保证在消防水泵失去动力源或故障时,由消防车从消防水池取水。吸水高度不应大于6m。
9.3.11 当消防供水系统和最终热阱共用同一高位水源时,应确保消防水源不作他用,且消防供水不应影响最终热阱的用水需求。消防水源的容积、标高、抗震要求等参数应满足被保护安全重要物项的灭火需求。
9.3.12 仅服务于常规岛和配套设施厂房的消防供水系统,消防水池的有效容积应满足所保护范围火灾延续时间内最大消防用水量的要求。

9.4 消防水泵及稳压装置

9.4.1 固定消防水泵应设置备用泵。备用泵的流量和扬程应不小于最大一台消防水泵的流量和扬程。
9.4.2 消防水泵的性能应满足所保护区域内所需流量和压力要求,在SL-2荷载时应仍能保持运行。
9.4.3 设计扩展工况情况下,如果消防水泵可用,可为核安全事故缓解系统提供备用或应急水源。
9.4.4 消防泵驱动机构可采用电动机或柴油机等直接驱动,不应采用双电动机或基于柴油机等组成的双动力驱动。并应符合下列要求。
    ——采用多台电动机驱动的消防水泵组合时,除了正常供电电源之外,应分别由不同系列的满足相应消防供水设备分级要求的柴油发电机组提供备用电源。

    ——采用电动机和柴油机驱动的消防水泵组合时,若备用泵为柴油机驱动消防水泵且其性能无法满足被保护核安全重要建(构)筑物的消防用水流量和压力要求时,电动消防水泵除了正常供电电源之外,应分别由不同系列满足相应消防供水设备分级要求的柴油发电机组提供备用电源。

9.4.5 当发生火灾时,消防水泵应能根据消防水系统的管网压力值自动启动。消防水泵也应能由就地手动或由主控制室远程控制手动启动。由主控制室远程控制手动停止。
9.4.6 当控制线路等控制系统发生故障时,电动消防水泵应能通过配电柜或者控制柜应急启动。应急启动时,应由有权限的操作人员根据规程要求进行手动操作。
9.4.7 消防水泵不应自动停泵,应由有权限的操作人员确认火灾扑灭后人工停泵。
9.4.8 所有消防水泵的出水管道由装有隔离阀的连接管相互连通,以保证一根消防供水管道检修时可由其余供水管道提供全部消防设计流量。
9.4.9 一组消防水泵的吸水管和出水管分别不应少于两根。当其中一条损坏或检修时,其余管道应仍能提供全部消防用水量。每台工作水泵均应有独立的吸水管。吸水管布置应避免形成气囊。
9.4.10 消防水泵应采取自灌式吸水,以保证安全启动。
9.4.11 当厂址地形条件允许时可建造高位消防水池,此时可不配置消防泵,但应符合下列全部规定:
    ——高位消防水池的最低有效水位应满足其所服务的水灭火系统所需流量和压力要求;
——应设置至少两个100%容量的高位消防水池,每个高位消防水池的有效容积应满足9.3.2消防水池容积要求;
——高位消防水池在SL-2地震时仍能保持其完整性。
9.4.12 为了保持整个消防管网的稳高压状态,并在发生管网泄漏时提供补水,系统应设置稳压装置。稳压装置可仅设置稳压泵,也可采用气压水罐和高位消防水箱等。
9.4.13 当采用稳压泵时,应符合下列要求。
    ——应设置备用泵。
    ——稳压泵的设计流量不应小于管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。当没有管网泄漏量数据时,宜按5L/s计。
    ——稳压泵的设计压力应确保系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置的自动启泵压力值,且增加值不宜小于0.04MPa。

9.4.14 准工作状态时,由稳压装置维持管网压力,发生火灾时,随着消防管网压力下降,位于消防泵房内的消防水泵自动启动,供给消防系统用水。

9.4.15 仅服务于常规岛和配套设施厂房的稳压装置,当不设置高位消防水箱时,可设置气压供水设备。设置气压供水设备时,气压供水设备的有效容积按照消防供水系统1min最大流量确定。
9.4.16 当核岛、常规岛和配套设施厂房共用稳压装置时,稳压装置可按非抗震设计,设计参数按9.4.15进行设计,且稳压装置参数应包络核安全重要建(构)筑物水灭火系统所需的流量、压力等要求。

9.5 消防供水管网

9.5.1 当核安全重要建(构)筑物消防供水管网与其他区域消防供水管网相互连通时,应在管网上设置抗震阀门等隔离措施,以确保核安全重要建(构)筑物的消防用水。
9.5.2 管网设计应保证在消防泵投运后向管网上最不利点提供其需要的压力和流量。此外,管网应能承受消防水泵零流量时泵的压力与水泵吸水口最大静水压力之和。当水锤压力值超过管道试验压力值时,应采取相应的防水锤措施。
9.5.3 核岛厂房外的消防供水管网应采用环状管网,环状管网进水管不应少于两条,当其中一条故障时,其余进水管应能满足全部设计流量;环状管网上应采用阀门分成若干独立管段,每段室外消火栓的数量不宜超过5个。管网直径应根据流量、压力和流速要求经计算确定,但不应小于DN100。
9.5.4 管道流速及管网水力计算可按GB50974中有关规定确定。
9.5.5 核岛厂房内消防水分配主管网应至少设置两条进水管,并形成闭合环路,采用阀门将环路分成若干独立段,该阀门的布置应能满足维修要求且不会中断任一区域的消防供水。
9.5.6 核安全相关厂房内消防竖管与室内闭合环路连接处应设阀门。
9.5.7 室内消火栓竖管与自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等其他水灭火系统合用一套供水管网时,供水管路应沿水流方向在报警阀等控制阀前分开设置。室内消火栓竖管管径应根据最低流量经计算确定,但不应小于DN100。
9.5.8 消防管网设置一定数量的消防水泵接合器或其他消防供水接口,以保证在消防水泵失去动力源或故障时,由消防车或移动设备,通过消防水泵接合器或其他消防供水接口向管网供水。消防水泵接合器或其他消防供水接口的设置数量应按系统设计流量经计算确定,当数量超过3个时,可根据消防车的现场停放等情况适当减少。

9.6 水基自动灭火系统

9.6.1 设计要求
    不同系列设置的自动喷水及水喷雾灭火系统应完全分开设置,即一套自动喷水灭火系统或水喷雾灭火系统不应服务于不同系列设备或房间。
    自动启动系统的控制装置下游管道应设置水流报警装置,将系统启动信号传至主控室。
9.6.2 自动喷水灭火系统
    自动喷水灭火系统主要包括湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统及水幕系统。喷头布置和水力计算可按GB50084进行设计。
    a)湿式系统
    系统主要由控制阀、水流报警装置(如水流指示器)、闭式喷头、管道、系统隔离阀组成。
    一旦喷头的热敏元件受热,达到预定温度,喷头爆破,系统即投入运行。通过手动关闭相应系统隔离阀停止喷淋。系统隔离阀在正常运行情况下,处于开启位置。
    系统控制阀可采用湿式报警阀组或人工操作的手动阀门。
    系统控制阀、水流报警装置及系统隔离阀等控制设备应设置在被保护的防火区/防火小区以外。
当采用常开手动阀门作为控制阀时,应在水流报警装置后设置试验喷头,用于水流报警装置定期试验及排水,在系统隔离阀与控制阀之间设置定期试验接口,检测系统压力。为保证试验时防护区内的操作安全,试验喷头可不位于末端,可与水流报警装置放置于被保护的防火区/或防火小区外。
    对于机组安全和运行特别重要的设备,如仪控机柜间,可采用控制阀和系统隔离阀双重常闭的手动启动方式,系统隔离阀后配水管道内不充水,此时可不设置水流报警装置和试验喷头。

    水流指示器等水流报警装置可以定位使用中的喷水管路。

    b)干式系统
    系统主要由控制阀、充气装置、水流报警装置、闭式喷头、管道、阀门等组成。
    该系统需配备保持配水管道内气压的充气装置。
    控制阀及手动隔离阀应设置在被保护的防火区/防火小区以外。
    c)预作用系统
    系统主要由控制阀、充气装置(可不设)、水流报警装置、闭式喷头、管道、阀门等组成。
    该系统分两个阶段操作,第一阶段使管道注入消防水,由两种不同类型火灾探测信号联动控制。第二阶段与湿式系统的运行方式相同。
    系统控制阀可采用预作用报警阀组或电动阀门(气动或电动)。
控制阀及手动隔离阀应设置在被保护的防火区/防火小区以外。

    当采用电动阀门作为控制阀时,阀门常闭,其试验喷头及试验接口设置方式与湿式相同。
    d)雨淋系统
    系统主要由开式喷头、感温雨淋报警阀(如熔断阀)或雨淋报警阀组、水流报警装置、管道、阀门等组成。
    为防止误喷,感温雨淋报警阀(如熔断阀)或雨淋报警阀组可由两种不同类型火灾探测信号联动控制或手动控制。
    准工作状态时,感温雨淋报警阀(如熔断阀)或雨淋报警阀组处于关闭位置。
    感温雨淋报警阀(如熔断阀)应设置在被保护的防火区/防火小区内。雨淋报警阀组设置在被保护的防火区/防火小区以外。
    e)水幕系统
    水幕系统用于挡烟阻火和冷却分隔物,为开式系统。系统采用开式洒水喷头或水幕喷头。
    系统控制阀可采用雨淋报警阀组、感温雨淋报警阀、电动阀或人工操作的手动阀门。
    准工作状态时,雨淋报警阀组、感温雨淋报警阀、电动阀或人工操作的手动阀门处于关闭位置。
    水幕系统喷水强度按GB50084进行设计。

    当核岛厂房因特殊原因洞口无法封堵,且相邻常规岛厂房可能影响核岛厂房时,宜在开洞/口处增设水幕系统进行防烟分隔。可在洞口内部、上方或周边设置两排水幕喷头或开式洒水喷头,以加强其有效性。喷头的布置应保证喷头洒水宽度不小于孔洞宽度。若孔洞内有穿越物,喷头布置应保证不留有洒水空白区。

9.6.3 水喷雾灭火系统
    水喷雾系统以水雾喷头取代开式喷头,其他系统组成和控制要求与9.6.2d)雨淋系统相同。
系统供水压力应满足其选用喷头的正常使用压力要求。喷头布置和保护面积应按GB50219进行设计。
9.6.4 泡沫灭火系统
9.6.4.1 泡沫灭火系统主要由泡沫液比例混合装置、泡沫产生装置(如泡沫产生器、泡沫水喷头等)、泡沫液、控制阀门及管道等组成。
9.6.4.2 甲、乙、丙类液体储罐(区)宜选用低倍数泡沫灭火系统。其设计应满足GB50151的相关要求。
9.6.4.3 禁止使用泡沫灭火系统扑救PVC火灾(如电缆火灾)。
9.6.4.4 具有非水溶性液体泄漏火灾危险的室内场所可采用泡沫-水喷淋系统;存放量不超过25L/m³或超过25L/m³但有缓冲物的水溶性液体室内场所也可采用泡沫水喷淋系统。
9.6.4.5 泡沫水喷淋系统泡沫混合液与水的连续供给时间,应符合下列规定:泡沫混合液连续供给时间不应小于10min;泡沫混合液与水的连续供给时间之和不应小于60min。
9.6.4.6 泡沫水喷淋系统的报警阀组、水流报警装置的设置,应符合自动喷水灭火系统的有关规定。
并应设置系统试验接口。
9.6.4.7 闭式泡沫水喷淋系统和泡沫水雨淋系统的作用面积及喷头的选用和布置应按GB50151进行设计。
9.6.4.8 泡沫水雨淋系统与泡沫-水预作用系统的控制,应符合下列规定:系统应同时具备自动、手动和应急机械手动启动功能;应设置故障监视与报警装置,且在消防报警控制盘上显示。
9.6.5 典型区域水基自动灭火系统的喷淋强度及作用面积
核安全重要建(构)筑物设有水基自动灭火系统的典型区域内的灭火喷淋强度及作用面积不应低于表1的规定。
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9.7 消火栓

9.7.1 室内消火栓
9.7.1.1 除地下廊道(如电缆廊道、综合廊道等)、不可通行或进入的区域外,厂房内各层均需要设置室内消火栓。
9.7.1.2 室内消火栓的布置应确保至少2支水枪的有效射程能到达室内任何部位。对于只有一条疏散路线且火灾风险较低的区域,应确保至少1支水枪的有效射程能到达室内任何部位。
9.7.1.3 室内消火栓应设在楼梯间、前室、走道等明显易于取用以及便于火灾扑救的位置。
9.7.1.4 室内消火栓栓口的安装高度应便于消防水带(软管)的连接,其距地面高度宜为0.7m~1.5m。
采用RIA型或者类似消火栓时,卷盘中心距地面高度宜为1.2m~1.8m。
9.7.1.5 室内消火栓栓口压力应满足灭火人员使用要求,且每个消火栓最小流量在0.45MPa时至少为120L/min。
9.7.2 室外消火栓
9.7.2.1 核岛厂房室外消火栓的间距不应大于75m。
9.7.2.2 核岛厂房室外消火栓数量应根据室外消火栓设计流量、间距和保护半径经计算确定,保护半径不应大于150m,每个室外消火栓出水流量宜按10L/s~15L/s计。
9.7.2.3 室外消火栓宜沿核岛厂房周围均匀布置,且不宜集中布置在厂房一侧,距厂房外墙不宜小于5m。

9.7.2.4 室外消火栓宜沿厂区道路设置,距路边不应大于2m,不宜小于0.5m。

9.7.2.5 室外消火栓宜采用地上式消火栓,地上式消火栓应有一个直径DN150或DN100和两个直径DN65的栓口;寒冷、严寒地区宜采用干式地上式消火栓。
9.7.2.6 当采用地下式室外消火栓时,应有直径为DN100和DN65的栓口各一个,且应有明显的永久性标志。
9.7.2.7 室外消火栓应避免设置在机械易撞击的地方,确有困难时,应采取防护措施。

9.8 灭火器

9.8.1 建(构)筑物内,应设置足够数量和适当规格的灭火器,保证有效地扑灭初期火灾。灭火器的类型应适用于配置场所的火灾种类。
9.8.2 灭火器一般布置在明显并且便于取用的地点,如电梯旁边、走道、出入口和设备附近的通道。在满足相应场所灭火器最大保护距离的前提下,可将灭火器布置在计算单元的房间门口外或房间外的疏散走道。灭火器的放置不能影响火灾及事故时的安全疏散。
9.8.3 对于某些高辐射区域有悖于工作人员辐射防护或影响核安全的场所,可考虑将该灭火器放置于高辐射区域之外。
9.8.4 当楼梯间为独立的防火区/防火小区时,可不单独作为一个计算单元进行设计。
9.8.5 当疏散走道为独立的防火区/防火小区时,可不单独作为一个计算单元进行设计。单面布房时,可分段将疏散走道计入相邻的防火区/防火小区内;双面布房时,可分段将其计入相邻危险等级较高的防火区/防火小区内。
9.8.6 当同一水平防火区/防火小区内的各个房间或场所的火灾种类相同,危险等级不同时,可将其作为同一计算单元,但系统设计应按照危险等级高的考虑。
9.8.7 应对核安全重要建(构)筑物内的灭火器采取有效的固定措施,防止灭火器倾倒或者移位。影响核安全相关物项处的灭火器的固定措施(如灭火器的固定支架、灭火器箱的固定措施)经抗震分析确定,以保证安全停堆地震工况下其不会影响安全物项。
9.8.8 核岛厂房内主要设备房间宜按表2确定其火灾种类及危险等级。

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9.8.9 灭火器的配置设计计算按照GB50140执行。

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