《核电厂防火设计规范》GB/T 22158-2021

规范目录

11火灾安全分析

11.1 总体要求

为了验证防火措施和火灾情况下核安全功能的有效性，应开展专门的火灾安全分析。确定论的火灾安全分析包括火灾危害性分析以及火灾薄弱环节分析或火灾安全停堆分析。《核电厂防火设计规范》GB/T 22158-2021

11.2 火灾危害性分析

11.2.1 应在初步设计阶段针对核安全重要建（构）筑物开展初步的火灾危害性分析，并在反应堆首次装料前完成详细的火灾危害性分析。验证设计所采取的非能动和能动防火措施能满足核电厂总体防火安全目标。

11.2.2 火灾危害性分析应包括如下内容：

a）确定安全重要物项；
b）分析预计的火灾发展过程和火灾对安全重要物项造成的后果；
c）确定防火屏障所需耐火极限；
d）确定要设置的火灾探测的类型和采用的防火手段；
e）就各种因素特别是共模故障确定需设置附加火灾分隔或防火设施的场所，以确保安全重要物项在可信火灾期间及以后仍能保持其功能；
f）验证已满足所采取的措施能够防止火灾对停堆、排出余热和包容放射性物质所需的安全系统的影响，以便在火灾情况下，这些系统仍能执行其安全功能。

11.2.3 火灾危害性分析的具体方法遵照GB/T40620。

11.3 火灾薄弱环节分析

11.3.1 应在施工设计后期开展火灾薄弱环节分析，证明火灾共模风险不存在或是可接受，确保火灾情况下核安全功能的有效性。

11.3.2 应针对核安全重要建（构）筑物每个防火区/防火小区开展火灾薄弱环节分析。

11.3.3 对于存在火灾蔓延风险的区域，还需开展相邻防火小区之间的火灾薄弱环节分析。

11.3.4 火灾薄弱环节分析包括四个步骤：潜在火灾共模点的识别、功能分析、火灾风险分析、已确认火灾共模点的处理。

——潜在火灾共模点的识别。保守假设防火区/防火小区内所有电缆、仪控设备、电气设备均丧失情况下，该防火区/防火小区满足下面任一准则，则认为存在潜在火灾共模点。

• 准则a）：属于确保安全功能的同一系统的两个冗余列（通道）的安全级机械设备或电气连接。

• 准则b）：一方面属于确保安全功能的安全级机械设备或电气连接系统的一个通道，另一方面属于确保上述系统冗余列（通道）运行所必需的系统。

• 准则c）：电气连接不属于上述准则a）或b）但：它们是由冗余配电盘进行供电，并且电气连接数量之多会导致配电盘总保护选择出现故障。

• 准则d）：当发生火灾时，出现执行安全功能设备的受损可能会导致事故或附加运行工况的现象，同时存在此工况下为了确保安全功能所必需的其他设备受到损坏的情况。

——功能分析。当该防火区/防火小区内所有的潜在火灾共模点均被识别后，则应从核安全角度进行功能分析，并给出初步确认的火灾共模点清单。

——火灾风险分析。对于从功能分析角度上不可接受的火灾共模点，应对其进行火灾风险分析，判断该防火区/防火小区内的火灾是否能够对构成火灾共模点的设备和电缆造成影响，并给出最终确认的火灾共模点清单。分析过程中要考虑如下因素：火灾风险大小（详见附录D）、共模设备的类型及其位置关系。

——已确认火灾共模点的处理。对功能分析和火灾风险分析均无法接受的火灾共模点，通过设计优化或补充防火保护措施，防止共模设备或电缆同时失效，确保火灾情况下核安全功能的有效性。

11.4 火灾安全停堆分析

11.4.1 分析准则

火灾安全停堆分析应满足如下准则。

a）火灾安全停堆分析应对达到和维持火灾后安全停堆状态所需的安全停堆部件进行分析，识别火灾对这些部件的破坏效应，确保核电厂在火灾后能够达到和维持安全停堆状态。

b）火灾安全停堆分析应假设核电厂只发生一起火灾。火灾会发生在任何一个防火小区内。

c）受火灾破坏的安全停堆部件在火灾发生后立即失去正常功能。

d）不考虑与火灾无关的随机失效或其他灾害与火灾同时发生。

11.4.2 分析步骤

根据11.4.1的准则，应对包含火灾安全停堆部件的防火区/防火小区按照以下步骤开展分析。

a）识别所有的火灾安全停堆部件及其位置。

b）确定火灾对火灾安全停堆部件的影响后果。

c）确认是否有冗余的火灾安全停堆部件能够执行被火灾破坏的安全停堆功能。如果相互冗余的火灾安全停堆部件会被同一起火灾破坏，则需要修改防火设计或提供替代的停堆措施以实现相应的安全停堆功能。

d）论证火灾不会妨碍安全停堆功能的实现。

e）评估必需的人员操作有效性，确保相应的人员操作能够执行。人员操作应配备充足的合格人员。人员操作需要有明确的规程指导。应评估人员操作行进路线的通达性、场所应急照明的有效性、应急通信设施的有效性、防护装备的可用性、特定设备的可用性。

f）给出火灾安全停堆分析结论及建议，如电厂无法在火灾情况下实现基本安全功能，则需要设计优化或补充防火保护措施以实现相应的安全停堆功能。

11.5 火灾模拟分析

11.5.1 一般规定

11.5.1.1 必要情况下，可在火灾安全分析中采用火灾模拟分析技术。

11.5.1.2 火灾模拟分析应采用经工程经验验证的成熟方法，或经过充分论证并获得专家认可。

11.5.2 火灾模拟分析的应用

11.5.2.1 防火区/防火小区边界验证

通过火灾数值模拟计算法能够模拟某一个房间或区域发生火灾时，火灾的持续时间、房间或区域最高温度、房间上层烟气层温度随时间变化的曲线。而核电厂防火屏障的耐火部件应在规定的时间期限内满足性能要求，该要求由边界耐火性能曲线体现。根据模拟得出的房间火灾温升曲线，与边界耐火性能曲线进行比对，如果火灾温升曲线能够被边界耐火性能曲线所包络，则认为防火屏障边界有效，不存在蔓延的风险。反之，则认为防火屏障边界失效，需要采取相应的措施，如消除一定的可燃物（对电缆进行防火包裹），然后进行迭代分析，或者增设固定灭火系统。

防火小区边界除了实体边界以外，还存在一些非实体边界，还需要运用火灾数值模拟的方法对防火小区边界开口进行论证，判定是否存在火灾通过开口蔓延的风险。

11.5.2.2 火灾风险分析

在火灾共模分析的后续火灾风险分析步骤中，采用计算机模拟的方法，模拟目标设备所在的房间或区域发生火灾时，目标设备所在位置或区域的温度变化情况，结合目标设备的失效阈值来判断冗余目标设备是否同时受火灾影响，必要时采取相应的防火保护措施。