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核岛消防疏散浅议
编辑:北京消防公司      发布时间:2018-05-25    点击次数:270次   

  核电厂是利用核能生产电能的电厂,主要是利用原子核裂变过程中释放的核能来发电。由于核岛建筑结构设计复杂,功能分区具有一定的特殊性,当核岛发生火灾时,为了避免核岛内工作人员因火烧、烟气中毒等而受到伤害,必须尽快撤离,同时,消防人员也要迅速接近起火部位,扑救火灾。为此,需要对核岛设计完善的消防疏散设施,为火灾紧急情况下的消防疏散创造良好的条件。本文主要从保障疏散安全性的设计阐释核岛消防疏散设计的思路和原则。

  2.核岛致灾因素及火灾特点

  1)引发火灾因素多,火灾危险性大

  与其他大多数工厂一样,核电厂内使用不同数量的各种可燃物料。虽然尽可能避免物料的积累是一种良好的管理实践,但仍必须假定会由于各种原因发生火灾。例如,核岛厂房里使用了大量的变压器、开关柜、电缆、蓄电池等电气设备,若选择不当,这些电气设备自身将存在着易燃、易爆等危险因素;在特殊情况下,如雷击放电、各种原因引起的短路,还会成为引发火灾的根源;卤素电缆在燃烧时会释放出毒气;电气设备绝缘的损坏会造成触电;这些都直接威胁着电站和人身安全。

  2)火灾荷载量大,火灾持续时间长

  核岛内可燃物含量较高,一旦发生火灾则可能造成比较严重的后果。以柴油发电机厂房的某个防火空间为例,将该厂房内的火灾荷载通过国际通用标准温升曲线进行计算后列表如下:

  从上表中可以清楚的看到,火灾最高温度可达1723.16℃,而火灾持续时间则有10804.14 min,约合180小时。

  3.核岛消防疏散设计

  3.1总体设计

  为保证火灾情况下核电厂工作人员的安全疏散和消防队员的及时救援,核岛厂房消防疏散设计过程中设置了走廊、防火楼梯间、主疏散通道、出入口、应急出入口以及避难所等设施,通过将组成上述设施的结构部件设置成具有一定耐火极限的防火屏障,使其具有防火功能,同时采取措施防止烟雾进入疏散通道、防火楼梯间和避难所,构成消防疏散通道防火小区,起到保护人员人身安全的作用。疏散通道和防火楼梯间内不存放可燃物。在疏散通道内设置灭火器。并相应设置清晰的永久性指示牌、安全照明、应急照明、火灾探测和报警器等设施。标识指向最近的安全出口。楼梯间内清楚地标明楼层层次。撤离路线符合工业安全、辐射分区、防火和电厂保卫方面的要求。防火门向疏散方向开启,经过疏散通道,通向室外,或者进入相邻的防火分区。

  3.2提高疏散安全性的措施

  3.2.1疏散路径选择

  核岛厂房分为控制区和监督区。为了便于辐射防护管理和职业照射控制,根据放射性操作水平,再将控制区划分为不同的子区,即绿区、黄区、橙区和红区。这也是核岛建筑和民用建筑的一大区别,民用建筑设计疏散路线时只要朝向安全出口疏散就可以,而核岛建筑在规划疏散路线时必须考虑到人员安全问题,即尽可能少得穿越辐射剂量高的区域,尽量将人流疏散路线设计为从放射性水平高的区域向放射性水平低的区域,尽量避免穿过放射性水平高的区域。将核岛内的房间进行梳理,将其可能存在的疏散路线一一列出,并将其中存在障碍物最少、路径最短、可以直接通向室外或其它防火空间的两条优势路线列出,作为该房间的人流疏散通道。并将其绘制成图,便于工作人员熟悉疏散路线和作为消防队员的进攻指南。

  3.2.2设置应急照明系统

  核岛内无任何自然采光,必须依赖于照明系统, 为了给人流疏散、消防队员灭火以及营救受伤人员提供必须的照度,核岛厂房设置有应急照明系统。应急照明系统包括备用照明、疏散照明和安全照明,备用照明为直接供电式照明,平时与正常照明一起共同保证电厂运行和维修的充足照度。

  根据国际相关研究认为,人的视觉降到3m以内时逃离火场是根本不可能的。这就需要核岛内的应急照明系统在最短的时间内启动,达到最低照度,以免造成人员疏散秩序的紊乱。在失去正常照明的应急情况下,为需要作业的场所提供足够的照度。一旦正常照明和备用照明全部丧失,由蓄电池供电的安全照明及疏散照明自动接通,安全照明和疏散照明为电站内安全而有序的操作提供必要的照度。同时为控制室和消防疏散通道提供照明。

  3.2.3设置疏散通道与避难所永久性标识

  核岛主厂房属于无窗建筑,因此疏散通道的标志,对事故情况下工作人员的安全撤离和疏散起着十分重要的作用。按照核安全导则《核电厂防火》(HAD102/11-1996)附件B的规定,在核岛厂房疏散通道的显著位置设置疏散通道标识,并与安全照明、事故照明和疏散照明相结合,保证事故情况下的可识别性。为了便于人流疏散、消防队员灭火以及营救受伤人员,核岛设置了防火空间和避难所的现场永久性标识。

  3.2.4火灾自动报警系统

  核岛厂房的火灾探测报警系统由火灾报警控制器、图文操作站、就地模拟盘、火灾探测器等设备组成。火灾探测报警系统是在各厂房和建筑物中存在火灾危险的房间或区域内固定安装火灾探测器,连续进行监测。一旦发生火灾,立即自动发出火灾探测报警信号,实现火灾早期预报,以便操作员及早采取相应措施,进行自动或手动启动消防系统。

  3.2.5通信系统的设计

  目前人流疏散主要依靠的是基于视觉的应急疏散系统即应急照明和应急疏散指示系统。然而在真实火灾中,由于视觉会受到烟气的阻挡和限制, 加上人员在火灾中具有高度的恐惧感和盲目性, 使得基于视觉的应急疏散系统不能有效保证人员的疏散安全。为了保证能够通过适当的通信手段,迅速、安全、可靠的向现场人员发出警告和疏散要求,核岛结合人流疏散路线的设置设有行政电话、内部对讲、广播系统及厂内寻呼系统、声警报系统。这些通信手段能够辅助火灾中人员的疏散逃生。   3.2.6 通风系统设计

  通风防火的目的是防止火灾蔓延,排烟的目的是将火灾产生的烟气及时排除,防止烟气向防火区外扩散,以确保建筑物内人员的顺利疏散和消防队员扑救火灾。同时,为保证人员疏散通道的可居留性和救援人员的人身安全,尽可能在疏散通道、楼梯间内设置正压送风系统。

  3.2.7消防系统设计

  在核岛的整个消防设计过程中,贯彻“预防为主、防消结合”和“纵深防御”的方针。采取的消防措施在发生火灾时能使工作人员安全疏散,并且保护消防队员的安全。

  3.2.7.1火灾的预防

  火灾预防的目的在于采取各种防火措施以避免火灾(潜在火灾)的发生,将电厂运行中发生火灾的概率降至最低。为此,核岛采取各种措施来预防火灾的发生,如设备和材料尽可能选用不可燃材料,尽量采用火灾危险性较小的材料,如无卤阻燃电缆等。

  3.2.7.2限制火灾蔓延

  核岛通过非能动的防火措施,采用实体隔离或空间分隔等方法以降低火灾蔓延的风险,以减少随后由腐蚀性气体、烟气和放射性物质污染产生的影响或损坏。将核岛厂房划分为不同的防火空间,并对其作出共模失效分析评价。按照规范要求并经过适当分析,对防火空间屏障及其相关部件(墙 、门、楼板、封堵、嵌缝等)设计其耐火极限;核岛及相关配套设施厂房的防火分区边界要考虑其抗震、定期试验及质保要求;同时进行相关分析以证明每个防火空间内不存在共模失效,一个防火空间内发生的火灾也不会蔓延到其它防火空间。

  3.2.7.3灭火功能

  核电厂采取了各项切实有效的消防措施,保证灭火功能的实现:在核岛范围设置有关消防系统,包括消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫喷淋系统、气体消防系统等;厂房通道设计有足够的空间以利人员撤退和消防队工作;根据情况分别设置手提式、推车式或固定式灭火装置等。

  3.3消防组织

  3.3.1完备的消防组织

  人工消防是纵深防御对策的一个重要的组成部分。在核岛的高火荷载区域,第一道防线是自动灭火系统,人工消防可作为第二道防线,而在一些较低火荷载的区域,人工消防有可能是唯一的灭火手段。核电站消防组织的布署,贯彻“自防自救,外援为辅”的原则,采用完整有效的具有核电特点的消防管理机制。根据核电站的《火警响应》程序,主要消防力量分为:厂内消防组织和厂外消防支援。

  3.3.2制定预案定期演练

  根据核岛内部结构和人员分布情况, 制定消防安全疏散预案, 由工作人员负责组织, 定期开展演练。同时, 在部分通道设置疏散物品箱, 放置部分简易个人防护器具(过滤式防毒面具、空气呼吸器、氧气呼吸器及逃生器等) 和小毛巾、手电筒等。

  3.4 消防系统定期试验

  对核岛范围厂房的火灾自动报警系统、通风系统、消防系统等均要进行定期试验,试验内容和试验步骤等均要按照核电厂定期试验导则进行。同时,还需做好消防设施的日常维修管理工作。设置合理的消防设施可以有效的预防或控制火灾的发生和发展, 对现有的消防设施管理使用得当, 就能够实现早期控火和灭火, 减少人员伤亡和财产损失。

  4结论

  通过本论文的阐述,说明消防疏散设计与厂房布局、通风、应急照明、通讯、火灾探测、电厂运行管理等方面息息相关。通过合理设置消防系统、完备的消防组织、消防系统定期试验等措施,确保核岛的消防疏散设计落实到位,确保了火灾时核岛内工作人员能够安全撤退和消防队员的顺利进攻,使核岛消防疏散设计更合理、安全。


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