[科普中国]-核动力厂防火要求

对核动力厂防火的要求。根据各国核动力厂发生事件的总结中得出的运行经验，证明火灾及其影响对安全系统易造成损害，按现代标准和按早期标准建造的核动力厂的运行防火安全都应采取系统的方法。

在核动力厂设计、建造、调试、运行到退役的整个过程中，防火安全都是重要的。防火要求适用于新建和已建的热中子核动力厂，如轻水堆、重水堆和气冷堆核动力厂，总的指导也可应用于更广范围的其他类型的核设施，但具体的应用将取决于特定的技术和相关的火灾风险。

据统计平均数年就要发生一次核动力厂的火灾。当然这些火灾的大部分发生在非安全重要的区域或设备上，但某些火灾确实对核动力厂的安全构成了重要威胁，如1975年发生在美国勃朗·浮莱核动力厂的火灾和1989年发生在西班牙万德路斯核动力厂的火灾，前者导致了核动力厂18个月的停堆修理，后者导致了核动力厂的退役。因而防止火灾和爆炸在核动力厂的设计中占有重要地位，对火灾和爆炸的防护也以保证停堆、排出余热和包容放射性三个基本安全功能为主要目的1。

分级核动力厂的火灾和爆炸可能由内部原因或外部事件所导致。像所有其他的核动力厂安全领域一样，对火灾的防护也必须贯彻纵深防御概念，这可以包括下述三个层次:

（1）防止发生火灾应使可材料和火灾荷载保持在合理可行的低水平因此应尽量使用非可燃材料或阻燃材料；应尽量减少核动力厂的设备运行或故障导致的火灾；应对安全重要物项予以保护，防止由于雷击等可能引起的火灾；在安全重要的构筑物内应控制可燃物料的使用和贮存，尽量减少其量，不急需的可燃物料不贮存在靠近安全重要物项的场所；对使用明火、焊接和火焰切割的作业，要经过书面批准，并且应具备足够的防火措施

（2）及时地探测和扑灭，限制火灾的损害应设置足够容量、能力和鉴定合格的火灾探测和灭火系统，以便及时探测火灾和报警，灭火系统能够及时启动以扑灭火灾，并将火灾对安全重要物项的影响降至最低

（3）防止火灾的蔓延将火灾对核动力厂安全重要功能的影响减至最低应采取措施防止火灾对停堆、排出余热、包容放射性物质所需的安全重要物项的影响，以便在火灾情况下，这些物项仍能执行其安全功能。这要求对安全系统的多重部件采取相互之间充分隔离的措施，这种措施可通过防火分区或防火小区来实现。防火分区之间应尽量减少贯穿件，并对贯穿件或贯穿孔洞采取严密的防火封堵。每个防火区的火灾探测、灭火和排烟排水、通风等辅助设施应尽可能独立

核动力厂防火的设计方法核动力厂从设计开始，就应系统地考虑火灾防护方面的事项，下面分别加以说明。

1.布置要求在设计开始时，就应对可燃物贮量进行评估，并对安全重要物项和可燃物的布置方案进行比较。应尽量避免在安全重要物项附近贮存可燃物，如果不能避免，则应尽量减少可燃物的贮存量。可能的话，可在安全重要物项周围建立防火区。

2.防火区为避免火灾的蔓延，应建立防火区，防火区的作用是在规定的时间内防止火灾或火灾的影响从一个区域扩展到另外一个区域防火区的边界设置防火屏障，防火屏障可分为两种设置方式。

（1）拥有足够的耐火极限，在可燃物全部烧光后仍可保持防火屏障不被破坏；

（2）设置火灾探测和灭火系统等，与防火屏一起保证防火区的有效性

应优先采用第一种方式。在采用第一种方式的情况下，可能仍需设置灭火系统，以贯彻纵深防御原则和保护投资，但对火灾探测和火系统的要求可低于第二种方式。

为了保证防火屏障总的效果和可靠性，应尽量减少防火屏障上的贯穿。作为防火屏障部分的门、通风管道和防火阀、电缆通道及管道的封堵等应具有与防火屏障同等的耐火极限。

在某些情况下，为了限制防火区内火灾对安全重要物项的影响，要防止火灾在防火区内的蔓延，此时可在防火区内设置防火小区。防火小区的作用是结合空间分隔、防火隔断、防火涂料、火灾探测和灭火系统等来限制火灾的蔓延。在主控室、安全壳内等无法实现防火分区的场合，可采用防火小区等措施。

3.火灾封锁法假定防火区内的全部可燃物料全部烧光，而未受影响部分仍能保证停堆、排出余热和包容放射性物质的基本安全功能，这样的防火方法称火灾封锁法。

显然地，火灾封锁法要求执行停堆、排出余热和包容放射性物质三项基本安全功能的系统和设备，包括它们的支持系统和设备放置在不同的防火分区内，以避免单一火灾对多重系列的影响。特别要注意共用的通风管道、排水系统和电气干扰等。

4.火灾扑灭法在防火屏障不能达到额定的耐火极限时，或者在设置防火小区时，需采用火灾探测和灭火系统等来防止火灾蔓延，这样的防火方法称火灾扑灭法。

5.火灾和灭火系统的二次效应在火灾发生时，除了火灾本身所产生的高温、高热和烟雾等效应外，灭火系统的投入也会引入水源、蒸汽、干粉和二氧化碳等物质，这些都会导致二次效应。在设计上应考虑这些效应，以保证不会对核动力厂产生不可接受的影响。

火灾和灭火系统二次效应的典型例子有:

（1）高温、高热对构筑物和设备的损坏

（2）燃烧产生的烟雾可能对运行人员的伤害或对设备的腐蚀；

（3）燃烧引起的爆炸及二次飞射物

（4）由于喷水意外地引入了慢化剂

（5）由于喷水导致了内部水淹和设备的损坏；

（6）由于喷水导致了放射性物质的迁移；

（7）干粉灭火剂导致电气设备接触不良或腐蚀；

（8）二氧化碳灭火剂导致的突然降温及冲击等。

6.火灾危害性分析为了确认核动力厂的防火满足了要求，应进行火灾危害性分析。火灾危害性分析主要包括下述方面:

（1）确定核动力厂的安全重要物项；

（2）确定防火区内可燃物的贮量、火灾特征和火灾后果

（3）确定防火屏障所需的耐火极限；

（4）确定防火区或防火小区内所需的火灾探测和灭火手段；

（5）确定需补充或附加的防火措施

（6）确定满足了保证停堆、排出余热和包容放射性物质基本安全功能的防火要求在核动力厂的设计过程中，火灾危害性分析可能是一个反复迭代的过程。到初始装料前要完成完整的火灾危害性分析，以确认核动力厂防火设计的正确性。在核动力厂的运行过程中，如果可燃物料的情况发生了变化，或者术进步导致了某些问题的重新认识，可能还需要不断修订的火灾危害性分析。

意义可对核动力厂管理者、运行人员、安全评价人员和安全监管人员提供了在核动力厂整个寿期内为保证维持足够的防火安全水平采取合适措施的指导。

本词条内容贡献者为:

李炜炜 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心