住房和城乡建设部办公厅关于国家标准《核电厂常规岛设计防火规范(局部修订条文征求意见稿)》公开征求意见的通知
根据《住房和城乡建设部关于印发2020年工程建设规范标准编制及相关工作计划的通知》(建标函〔2020〕9号),我部组织中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司等单位修订了国家标准《核电厂常规岛设计防火规范(局部修订条文征求意见稿)》(见附件)。现向社会公开征求意见。有关单位和公众可通过以下途径和方式提出反馈意见:
1.电子邮箱:wangaidong@nepdi.net。
2.通信地址:吉林省长春市人民大街4368号;邮政编码:130021。
意见反馈截止时间为2020年12月25日。
附件:核电厂常规岛厂设计防火规范(局部修订条文征求意见稿)
中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅
2020年11月25日
中华人民共和国国家标准
核电厂常规岛设计防火规范
GB50745-2012
条文说明
1、总则
1.0.2 本条对原规范的适用范围作了修改。世界核电几十年的发展史表明,核电厂种类多,系统复杂,远非常规燃煤火电厂可比。目前,我国核电站主要堆型有压水堆、高温气冷堆、快堆及模块小堆等,但无论核反应堆怎样变化,常规岛的型式都相对常规,变化不大。
2、术语
2.0.1、2.0.2 这两条是对原条文的修改。
2.0.5 此条是对原条文的修改。
2.0.6 此条是对原条文的修改。
2.0.7 新增条文。
2.0.8 新增条文。
2.0.9 新增条文。
3、建(构)筑物的火灾危险性分类及耐火等级
3.0.2 汽轮发电机厂房的屋面一般为钢屋架或钢梁结构,从常规火力发电站火灾情况调查中可以看出,汽轮机头部主油箱、油管路火灾发生的概率较大,在核电厂中,这些危险部位位于厂房空间的中部位置,如果发生火灾将对屋面结构造成影响。虽然汽轮发电机厂房的内部贯彻核电站“纵深防御”的消防理念,火灾危险性较大的房间都划分了防火分隔,保证了该空间内部如果发生火灾不会蔓延到外部,如火灾危险性较大的汽机油箱、油泵及冷油器常常布置在同一个防火分隔内。但原有规定的屋顶承重构件0.5h的耐火极限低于现有国家标准建筑设计防火规范》GB50016规定。针对于此厂房的重要性,本规定明确了汽轮发电机厂房屋顶承重构件的耐火极限为不应低于1h,以符合现有国家标准的规定。
3.0.3 多年来,非承重的外围护构件和屋面采用金属板或金属复合板在电站中应用很普遍,复合板的芯板多为超细玻璃丝绵、岩棉、聚氨酯、聚苯乙烯板等等,其中超细玻璃丝绵、岩棉耐火性能较好。聚氨酯、聚苯乙烯板作为芯材与其它有机高分子材料一样是一种可燃性较强的聚合物,硬质聚氨酯泡沫塑料的密度小,绝热性能好,暴露面比其它材料大,因此更容易燃烧,只有添加阻燃剂才能满足自熄型材料的要求,而阻燃剂的添加又影响到产品的造价。目前常用的卤系阻燃剂的毒性问题受到越来越多的关注,新型无卤阻燃剂价格偏高,因此目前这类板材检验合格,而到现场的产品大多不合格的现象很普遍,由于不慎引燃聚氨酯泡沫塑料而导致火灾的事件时有发生,而核电厂的任何火灾都会对社会产生强烈的影响,故本规范规定复合板的芯材不得低于B1级。明确难燃性墙体的耐火极限为不应低于0.5h,符合现有《建筑设计防火规范》GB50016的规定。目前汽轮发电机厂房的非承重外墙采用金属夹心板较多,明确了其芯材应为不燃材料。
3.0.4 按照《建筑设计防火规范》GB50016的规定,更新关于汽轮发电机厂房屋面板材质的规定。
3.0.5 核电厂的火灾事故统计中,电缆火灾占的比例较大,电缆夹层又是电缆比较集中的地方,因此要求对电缆夹层的承重构件进行防火处理,以减少火灾造成的损失。明确电缆夹层隔墙的耐火极限要求,原有规定的电缆夹层承重构件1h的耐火极限要求,标准较低,不符合现有《建筑设计防火规范》GB50016的规定,故调整规定以符合现有国家标准。规定二级耐火等级的建筑构件,其最低耐火极限分别为柱2.50h,梁1.50h,屋顶承重构件1.00h。规定一级耐火等级的建筑构件,其最低耐火极限分别为柱3.00h,梁2.00h,屋顶承重构件1.50h。
3.0.6 关于其他厂房电缆竖井等围护结构的规定。
4、总平面布置
4.0.1 核电厂厂区的用地面积较大,常规岛建(构)筑物的数量较多,并且建(构)筑物的重要程度、生产方式、火灾危险性等方面的差别较大,因此,宜将常规岛划分为若干区域,突出防火重点,做到火灾时能有效控制火灾范围,尤其能够有效地控制易燃、易爆建筑物与外界的联系,保证核电厂的关键建(构)筑物、设备和工作人员的安全,避免发生联锁性损坏。
按重要程度划分,汽轮发电机厂房是电厂常规岛生产的核心,围绕汽轮发电机厂房划分为一个重点防火区域。
配电装置区内多为带油电器设备,且母线与隔离开关处时常闪火花 。其安全运行是核电厂及电网安全运行的要保证,应划分为一个重点防火区域。
油罐区一般储存可燃油品,包括卸油、储油、输油和含油污水处理设施,火灾概率较大,应划分为一个重点防火区域。
按生产过程中的火灾危险性划分,制氢站、供氢站为甲类,其应划分为一个重点防火区域。
材料库是贮存物品的场所,同生产车间有所区别,应将其划分为一个重点防火区域。
重点防火区域的区分是由我国现阶段的技术经济政策、设备及工艺的发展水平、生产的管理水平及火灾扑救能力等因素决定的,它不是一成不变的,随 着上述各方面的发展 ,也将产生相应变化。
4.0.3 油罐区域贮存的油品多为柴油,属可燃油品,该油品有流动性,容易扩大蔓延。围在油罐区围墙内的建(构)筑物包括卸油栈台、供卸油泵房、油罐、防火围堤,含油污水处理站可在其内,也可以在其外。布置在核电厂内的油罐区,应设置1.8m高的不燃烧体实体围墙;当布置在厂区边缘处时,其外侧应设置2.5m高的不燃烧体实体围墙。
4.0.4 制氢站、供氢站和贮氢罐属散发可燃气体的甲类厂房和贮罐,如距离明火或散发火花地点过近,容易引起燃烧或爆炸事故。因此,应远离散发火焰、火花的地点,宜设在人流、车流较少的厂区边缘地带。建议有条件的核电厂购买成品氢。
4.0.5 本条是强制性条文,必须严格执行。根据核电厂常规岛建(构)筑物火灾危险性及耐火等级,并依据《建筑设计防火规范》GB50016编制此表。油浸变压器同汽轮发电机厂房、主开关站、辅助开关站及变压器进线小间在工艺流程上有着紧密的联系。上述建筑同油浸变压器的间距,直接关系到投资、用地及电能损失多少。根据多年发电行业的设计实践经验,将油浸变压器与汽轮发电机厂房、主开关站、辅助开关站及变压器进线小间的间距,区别于油浸变压器与其他的火灾危险性为丙、丁、戊类建筑的间距。
4.0.5A 新增条文。
4.0.6 常规岛防火区域之间的间距,指两区域建(构)筑物边缘之间的距离。区域之间一般设有消防车道,便于消防车通过或停靠,发生火灾时能够有效地控制火灾区域。对重点防火区域汽轮发电机厂
房、油罐区周围应设置环形消防车道;其它建(构)筑物周围宜设置环形消防车道。消防车道可利用
厂内交通道路。
4.0.7 从核电厂安全角度考虑,火灾发生时,为避免火灾时出现较多人员、车辆阻碍厂外救援消防车通行,必须设置两个不同方向的出入口。按照我国目前的消防车型,道路转弯半径为9m,基本可以满足消防车通行要求。
4.0.8 新增条文。
本条是依据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2014中关于救援场地的要求制定。由于汽轮发电机厂房周围场地受到工艺布置要求等因素限制,难以满足应至少沿汽轮发电机厂房一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度的底边连续布置消防车登高操作场地的要求,但应至少在汽轮发电机厂房的两条长边各布置一处消防车登高操作场地,以满足扑救建筑火灾和救助建筑中遇困人员的基本要求。同时,设计中要尽量利用汽轮发电机厂房周围地面,使其周边具有更多的救援场地。
4.0.9 新增条文。
5、建(构)筑物的防火分区、安全疏散和建筑构造
5.1建(构)筑物的防火分区
5.1.1本条为强制性条文,必须严格执行。汽轮发电机厂房由于工艺的布置情况往往是一个大的3~4层的厂房(个别项目局部5层或地下2~3层),内部各层平台相通的,将厂房内一些电缆竖井、电缆夹层、电子设备间、配电间、蓄电池室、通风设备间、润滑油室、润滑油贮存传送间形成单独防火分隔,可以将整个汽轮发电机厂房的火灾危险性降低。
5.1.2 新增条文。
5.2厂房(库房)的安全疏散
5.2.1 汽轮发电机厂房常规布置一般分为±0.000米层、夹层、运转层,也有的地下部分2~3层布置了冷却水泵房,厂房的高度一般不超过50m。从人员疏散角度,核电厂的汽轮发电机厂房与常规火电不同的是:常规火电厂主厂房区域布置了集中控制室,而集中控制室的人员是比较集中的,而核电厂的集中控制室布置在核岛范围内,核电厂的汽轮发电机厂房平时只有检修巡视的少量人员,即使停机大修或检修时检修人员的数量也是有限的,和其他生产密集型的工业建筑不同,并且目前核电厂的布置特点是每台机一个汽轮发电机厂房,依据现有的百万级机组以及今后发展的趋势可以判断汽轮发电机厂房的规模能够满足疏散要求并且与《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)第3.7.4条的要求是相协调的,故规定地上部分厂房内最远工作地点到外部出口或疏散楼梯的距离不宜大于75m,并且其安全出口应均匀布置;但地下部分的疏散距离应该控制不大于45m。
5.2.2根据法国标准RCC-I-97对于防火分区与疏散通道的要求:“主疏散通道应隔离或为防火楼梯,并有隔墙进行保护,构成一个防火分隔。”疏散楼梯是该汽轮发电机厂房消防救援和人员疏散的重要通道,须符合防火分隔的设计要求,这也是和汽轮发电机厂房防火分隔的划分标准统一的。室外疏散楼梯按照《建筑设计防火规范》的规定是符合疏散要求的。
明确地下楼梯间出口的规定。
汽轮发电机厂房的地下部分,根据工艺布置一般设有多个不同标高的设备坑(一般包括凝汽器坑、循环水管进水坑、循环水管出水坑、凝结水泵坑、辅助冷却水泵坑、排污扩容器坑等)、检修通道、检修平台以及各类排污池、排水坑、池等,布置比较复杂。对于在多个不同标高地下坑内部都设置封闭楼梯间是比较困难的,也是不实际的。汽轮机发电机厂房地下坑与地上楼地面之间一般设有通风格栅等,其与地上楼地面作为一个整体空间,为一个防火分区,其性质不完全属于全封闭的地下室,且坑内可燃物较少,火灾风险较低。对于丁、戊类厂房,地下坑的每层检修工作平台人数较少,且各层工作平台上同时工作的人数总和一般不超过10人,本条规定在地下坑内(主要是用于人员检修巡视的设备坑,一般不包括热废液坑、海水坑、含油废水收集池、清水池、再生除盐水池、中和池、污水池、排水池等一般人员不进入的坑池)的疏散楼梯可采用敞开楼梯或净宽度不应小于0.90m,倾斜角度不应大于60_?的金属梯,此规定也符合《建筑设计防火规范》GB50016第6.4.6条的规定。
5.2.3 本条规定了其他厂(库)房、电缆隧道及高压母线廊道等安全出口布置的原则。建筑物内的防火分区中发生火灾时,相邻防火分区可做第二安全出口。
5.2.4 主、辅开关站的布置和常规火力发电厂的屋内配电装置(GIS)相似,由于这类电气建筑的工艺布置的特殊性,控制室内最远工作地点到最近安全出口的直线距离不应大于30m能满足疏散要求。
5.2.5 本条文规定了除主、辅开关站之外的其他厂房内配电装置室的疏散要求。配电装置室指的是动力配电部分,通常包括:高(低)压配电间、MCC配电间、MPC间、PC间、热控配电间等等;近年来工程设计中,常将各个配电间互相嵌套,最里面的房间需要通过很多的房间才能疏散到安全区域,这样的布置形式无论在消防救援还是人员疏散方面都存在很大的安全隐患;另外规定了“长度大于7m时疏散门的数量不应少于两个。”使得此类房间的布置更加合理。
5.2.6 新增条文。本条规定了一般建筑物内的各类控制室的疏散出口的规定。
5.2.7 新增条文。高压母线廊道的安全出口规定不应少于2个,是便于人员按不同方向及时安全的疏散。高压母线廊道的总长度一般在3百多米至1千多米不等,按廊道长度不超过200m可划分为几个防火分区,每个防火分区内应至少设置一部直通室外的安全出口。根据电厂人员反馈,因廊道总长度较长,为节约占地,设计布置时,一般地下廊道的进排风设备管道在地上的竖井与安全人孔合并设置,为巡视检修使用方便,疏散快速安全,要求宜至少设置一部直通室外的封闭楼梯间,即直通室外的独立安全出口。高压母线廊道尽端及中间适当位置可利用直通室外的金属竖向梯作为第二安全出口,安全人孔的间距要求不宜大于50m。即每隔50m应采取安全人孔,通过设置直爬梯,通至室外,作为第二安全出口。地下廊道内相邻防火分区之间应设置防火墙,防火墙上设置甲级防火门,可作为第二安全出口。
5.3 建筑构造
5.3.5 电厂的电缆火灾占火灾总数的大多数,因此规定综合管廊、电缆沟及电缆隧道在进出厂房时,应设置防火墙,防火墙位置一般可设置在建筑物外墙处或外墙几米附近,并设置采用甲级防火门,防止火灾蔓延到厂(库)房。
5.3.6 国内外电厂变压器火灾案例较多,变压器本身又装有大量可燃油,有爆炸的可能,一旦发生火灾,火势会很大,所以,当变压器与汽轮发电机厂房较近时,汽机房外墙上不应设门窗,以免火灾蔓延到厂房内。当变压器距厂房较远时,火灾影响的可能性小些,可以设置防火门、防火窗,以减少火灾对主厂房的影响。
5.3.8 油系统储油设施一旦泄露并发生火灾,随着油的蔓延,火灾会越来越大,参照前苏联规范《核电厂防火设计标准》BCH01对此做了明确的规定。
5.3.9 许多火灾都是起因于装修材料的燃烧,积极使用不燃材料和难燃材料在核电厂的建设过程中更是重要。基于对法国RCC-I-97版以及行业标准《核电厂防火准则》等国内外标准的理解,核电厂的室内装修材料较其他工业建筑有所提高。本规范规定了一些核电厂建筑物的其他室内装修材料的耐火等级,并明确规定控制室及与消防有关的重要房间的装修标准,对于其它的室内装修材料的选取还应结
合国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB50222的相应规定执行。
5.3.10 新增条文。明确规定了汽轮发电机厂房的电梯的功能要求。
5.3.11~5.3.12 新增条文。在建筑的外墙设置可供专业消防人员使用的入口,对于方便消防员灭火救援十分必要,针对厂房和仓库,根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016对消防救援做了明确规定。
5.3.13 新增条文。本条明确规定了供机组柴油发电机厂房使用的丙类燃料储罐的布置原则,包括主燃料储罐和中间储罐的布置。本条是根据《建筑设计防火规范》(2018年版)GB50016-2014第5.4.14条、4.2.1条和3.3.7条的有关规定制定。
6、工艺和电气系统
6.1汽轮发电机组
6.1.1 本条是对原条文的修改。本条第1款~第3款及第9款、第11款是强制性条文,必须严格执行。
1 室内不准排放氢气是防止形成爆炸性气体混合物的重要措施之一。同时为了防止氢气爆炸,排氢管应远离明火作业点并高出附近地面、设备以及距屋顶有一定的距离。氢气放散管设置阻火器是为了在进行氢气放空时,防止雷击而引起燃烧爆炸事故,起到阻止事故蔓延的作用,一般多采用阻爆燃型阻火器。本次修订对氢气放散管出口高度进行了修改,由于各规范要求不统一,例如现行国家标准《氢气站设计规范》GB 50177为高出屋脊1m,《氢气使用安全技术规程》GB 4962为高出屋顶2m以上,《核电厂汽轮发电机组系统及布置设计规范》DL/T 5547为高出周围建筑物2.5m以上,本条按较严标准的2.5m执行。
2 氢气系统设备及管道区域应通风良好,氢气管道布置区域通风条件,应考虑避免一旦管道破裂气体泄漏而引起氢气聚集。
3 与发电机氢气管接口处应加装法兰短管,以备发电机进行检修或进行电火焊时,用来隔绝氢气气源,防止发生氢气爆炸事故。
4 氢气管道应采用无缝钢管,不得采用有缝钢管,以免氢气泄露发生事故。不锈钢管可保证氢气在输送过程中氢气的纯度,所以对于发电机供氢等要求氢气纯度较高的管道宜采用不锈钢管材。为了防止氢气的放散管中铁锈在放空时引起燃烧、爆炸事故,故规定放散管采用不锈钢管材。阻火器壳体材质宜采用碳钢或不锈钢,阻火芯(或阻火元件)应采用不锈钢材质,以免发生锈蚀。
5 氢气渗透能力极强,故氢气管道上的阀门和附件的严密性非常重要,对阀门的结构、密封和材料都有严格要求,以防泄露。闸阀容易聚积铁锈、可燃粒子等赃物,在氢气系统中禁止使用。由于电解氢气中可能夹带碱液,氢气管道不允许采用带铜或铜基合金材料阀门,以免发生碱腐蚀。
6 输送氢气的管道,流速较高时,会增大气体与管道内壁的摩擦,若内壁含有铁锈杂质时,形成静电火花,引起氢气爆炸。故,输送氢气的管道流速应控制在安全流速范围内。本条中流速限值为参照国家标准《氢气站设计规范》GB 50177-2005中第12章的有关规定制定。
7 地沟空间狭小,若氢气管道发生泄露可能会在地沟中局部聚集,当达到一定浓度时会发生爆炸。氢气管道采用直埋敷设时不利于管道维护,且目前核电厂常规岛内氢气管道一般皆采用架空布置。所以,常规岛内的氢气管道应采用架空布置。氢气管道与其他管道平行敷设时,氢气管道应布置在外侧并在上层,以便防止检修其他管道时,焊渣火花落在氢气管道上。
8 氢气管道穿过墙壁或楼板时,为了便于管道自由膨胀,应采用套管敷设,在套管的缝隙填充保温材料,以便防止泄漏的氢气不会进入另外的房间。当穿越防火墙或防火分隔墙时,孔洞或缝隙需采用防火封堵措施。
10理论计算,氢气爆炸极限是4.0%~75.6%(体积浓度),故氢气与空气混合是极易发生爆炸的,因此氢气与空气不能直接置换,需经过中间介质进行置换。中间介质应采用惰性气体,一般多采用二氧化碳气体,部分项目采用氮气。
11 发电机工作氢压高于冷却水压时,如存在微小裂纹或小孔,氢气会漏入冷却水系统中,故为保证冷却水系统的安全,此时应在冷却水侧设置氢气监测器和报警器。氢气设备、管道,对于发生泄漏可能产生氢气聚集且不方便便携测量的区域,应设置漏氢检测装置,一般为发电机中性点、出线、励磁壳体等位置。
6.1.2 本条是对原条文的修改。
1 汽轮机润滑油箱、油净化装置及冷油器应布置在同一个房间,有利于防止火灾扩散。房间应设置防火挡沿,以防意外火灾蔓延,挡沿标高根据系统漏油量确定,且一般不低于300mm高。
2 核电常规岛润滑油贮油箱、油净化及润滑油输送泵等,一般集中布置在汽轮发电机厂房专属毗屋或厂区房间内,有利于防止火灾扩散。房间应设置防火挡沿,以防意外火灾蔓延,挡沿标高根据系统漏油量确定,且一般不低于300mm高。
3 发电机密封油一般采用集装装置,四周应设置底面具有一定坡度的围堰,围堰底部的排油管道应能将油和水顺利排至集中收集区。
4 汽轮机主油箱上设置排油烟风机,可排除油箱内油气,保证在主内维持一定的真空。排烟口应置于汽轮发电机厂房外,以保持厂房内清洁。
5 事故排油阀的安装位置,直接关系到汽轮机油系统火灾发展的速度,从发生汽轮机油系统火灾事故的情况看,如果排油阀的位置设置不当,一旦油系统发生火灾,排油阀被火焰包围,运行人员无法靠近操作,会导致火灾蔓延。
8 当电缆根据布置需要不得不靠近润滑油管道时,电缆应采取防爆措施,例如采用耐火电缆或将电缆布置在阻燃槽盒里。
9 润滑油管道与设备接口连接处,考虑拆卸检修需要可采用法兰连接,除此外润滑油管道应尽量减少法兰连接,采用焊接连接,以减少泄漏点。汽轮机机头的前轴封箱处,是高温蒸汽管道与汽轮机油管道布置较为集中的区域,也是最容易发生因漏油而引起火灾的地方。因此应设置防护槽,并应设置排油管道,将漏油引致安全处。
10 汽轮机的润滑油管路通常采用套装式油管,也有不设套装式油管的,这主要是根据汽轮机厂家的设计技术而定。根据《核动力厂防火与防爆设计》HAD 102/11-2019标准的指导性要求:“润滑油管线采用保护套管或双层管设计”,故核电机组常规岛的汽轮机润滑油管道推荐采用套装式油管。
11 由于石棉含有致癌物,根据国家有关标准要求,垫料已不允许使用石棉垫。油管道的法兰结合面若采用塑料垫或橡胶垫时,遇火时垫料会迅速烧毁,造成泄漏喷油引起大火。同时,塑料或橡胶垫长期使用后还会发失去弹性、生老化破裂、亦会发生上述事故。润滑油系统法兰垫片需选用耐油耐热垫片,如金属四氟缠绕垫片、耐高温无石棉密封垫等。耐高温无石棉密封垫为无机纤维或芳纶纤维与丁晴橡胶混合辊压而成,具有很好的耐温耐疲劳特性,在多个核电厂常规岛润滑油系统中使用,效果良好。故本条中不应使用橡胶垫片指不可使用单体橡胶垫片。
12 润滑油管道阀门及法兰附件、管件(弯头、三通等)应比管道提高压力等级,以保证系统安全。根据现行《发电厂油气管道设计规程》DL/T 5204,应比管道公称压力高一个压力等级选用。
13 润滑油系统防火等级要求高,且输送过程不得有杂质,因此润滑油系统禁止使用铸铁阀门,应采用钢制阀门。管道上的闸阀门杆平方或向下布置,以便防止运行中阀芯意外脱落而切断油路。
14 容积式润滑油输送泵、油净化装置升压泵出口管道上应设置安全阀,以防止管道超压损坏。
15为防止汽轮机油系统火灾发生,提高机组运行的安全性,汽轮机的调节油系统广泛使用了抗燃油品。抗燃油品与以往使用的普通矿物质透平油相比,其突出的优点是:油的闪点和自燃点高,闪点一般大于235℃,自燃点大于530℃(热板试验大于700℃),而透平油的自燃点只有300℃左右。同时,抗燃油的挥发性低,仅为同黏度透平油的1/10~1/5,所以抗燃油的防火性能大大优于透平油。
16 由于核电机组多采用电动给水泵配置方案,故取消了关于汽动给水泵油系统防火设计的规定。
6.2 油罐区
6.2.1 关于油品火灾危险性的规定。
6.2.4 关于油罐进、出油管道的规定。本条是强制性条文,必须严格执行。油罐区失火时,可通过迅速关闭卸油和供油管道,以防止火灾蔓延。运行人员在防火堤外迅速关闭卸油管道或供油管道隔离阀,以便迅速切断燃油。防火堤内的隔离阀应尽量靠近油罐,以便及时隔离油罐,避免油罐内燃油大量外泄。
6.2.8 根据美国国家标准《动力管道》ASME B31.1中第122.6.2条,要求溢流回油管不应带阀门,以防误操作。
6.2.9 燃油管道不宜直埋敷设或管沟敷设。直埋敷设时,管道易腐蚀,泄漏不易发现查找;管沟敷设时,管沟内易积聚油气,一旦管沟内爆炸起火,火将沿管沟蔓延,不利于扑救。
沿地面敷设的油管道,容易被碰撞而损坏发生爆管,造成油品外泄事故,不但影响机组的安全运行,而且遇明火还易发生火灾。
为此,要求厂区燃油管道宜架空敷设。若受条件限制不能架空布置时,采用直埋敷设或管沟敷设,应注意采取相关安全措施。
6.2.10 本条规定的油管道及阀门包括储油罐的进、出口油管上工作压力较低的阀门。考虑到地处北方严寒地区的电厂储油罐的进出口阀门,在周围空气温度较低时,如发生保温结构不合理或保温层脱落破损,阀门体外露,会使阀门冻坏,油罐出、入管上的阀门也应是钢质的。
根据《发电厂油气管道设计规程》DL/T 5204-2016,明确燃油管道上的阀门及法兰附件、管件的公称压力,应按比管道设计压力对应的公称压力高一个等级选用,以提高管道系统安全可靠性,防止燃油泄漏。
6.2.13A 由于石棉含有致癌物,根据国家有关标准要求,垫料已不允许使用石棉垫。油管道的法兰结合面若采用塑料垫或橡胶垫时,遇火时垫料会迅速烧毁,造成泄漏喷油引起大火。同时,塑料或橡胶垫长期使用后还会发失去弹性、生老化破裂、亦会发生上述事故。燃油系统法兰垫片需选用耐油耐热垫片,如金属四氟缠绕垫片。关于油系统卸油等设施遵循规范的规定。
6.2.13B 本条根据行业标准《发电厂油气管道设计规程》DL/T 5204-2016制定,增加了燃油管道清扫蒸汽的温度要求,增加了清扫蒸汽管线接入端的止回阀和检查放油管的安装要求。
6.2.13C 在南方夏季烈日爆晒的情况下,管道中的油品有可能产生油气,使管道中的压力升高,导致波纹管补偿器破坏,造成事故。
6.2A 机组柴油发电机系统
6.2A.1 设置快速切断阀是为防止油系统漏油或柴油机发生火灾事故时能快速切断油源。日用油箱不应设置在柴油机的上方,以防止油品漏到机体或排气管上面发生火灾。
6.2A.2 柴油机排气管道道的表面温度高达500℃~800℃,燃油、润滑油若喷滴在排气管上或其他可燃物贴在排气管上,就会引起火灾。因此排气管道应用不燃烧材料进行保温。
6.2A.3 四冲程柴油机曲轴箱内的油受热蒸发,易形成爆炸性气体,为了避免发生爆炸危险,一般采用正压排气或离心排气。对于采用负压排气的,使用一根金属导管,一头接曲轴箱,另一头接在进气管的头部,利用进风的抽力将曲轴箱里的油气抽出,但连接风管一头的导管应装置铜丝网阻火器,以防止回火发生爆燃。
6.3变压器
6.3.2油浸变压器内部贮有大量绝缘油,其闪点在135~150℃,与丙类液体贮罐相似,按照《建筑设计防火规范》的规定,丙类液体贮罐之间的防火间距不应小于0.4D(D为两相邻贮罐中较大罐的直径)。对变压器而言,可假定其长度为丙类液体贮罐的直径,通过对不同电压、不同容量的变压器之间的防火间距按0.4D计算得出,同时考虑到油浸变压器的火灾危险性比丙类液体贮罐要大得多,其在核电厂中的重要性也要高得多,所以其防火间距应大于计算值。另外,变压器着火后,考虑其四周对人的影响,当其着火后对地面最大辐射强度是在与地面大致成45°夹角范围内,要避开最大辐射温度,其水平间距必须大于变压器的高度。因此将变压器器间的防火间距按电压等级分为10m、8m、6m和5米是合适的。
美国NFPA 804中规定,相邻变压器间的防火间距不应小于30ft(约9.1 m),与我们规定值中的最大值比较接近。
百万级核电厂主变压器多为单相变压器,考虑其重要性,为防止火灾蔓延,单相变压器间的防火间距宜与三相之间间距一致。
6.3.3 当屋外变压器防火间距不满足要求时,需设置防火墙,防火墙除具有一定的高度和一定的长度外,还应有一定的耐火极限。根据2008年国内某核电厂主变压器火灾事故情况看,变压器防火墙的耐火极限不宜低于3h是必要的,我国的《建筑设计防火规范》和《火力发电厂与变电站设计防火规范》中的相关部分也是这样规定的。
在变压器发生的火灾事故中,不少是由于高压侧套管爆炸喷油燃烧,一般情况下火焰都是垂直上升,因此防火墙不宜太低。日本“变电站防火措施导则”规定,在单相变压器组之间及变压器之间设置的防火墙,以变压器最高部分的高度为准,对没有套管引出的变压器,防火墙比变压器的高度高出0.4 m;德国则规定防火墙的上缘需要高出变压器储油容器。国内火电项目及变电项目500kV变压器防火墙高度一般均低于高压套管顶部,但略高于其油枕高度,为便于操作规定防火墙高度不应低于油枕顶端高度0.5m。对电压较低,容量较小的油浸变压器,如辅助锅炉电源变压器,防火墙高度宜尽量与其套管顶部取齐。
为了防止贮油池中的热气流影响,防火墙长度应大于贮油池两侧各1 m,也就是比变压器外廓每侧大2m,日本的防火规程也是这样规定的。
设置防火墙将影响变压器的通风与散热,考虑到变压器散热、运行维护方便及事故时灭火的需要,防火墙离变压器外廓的距离以不小于2m为宜。
6.4电缆及电缆敷设
6.4.1 当重要公用回路、应急电源等回路的电缆着火后,因断电造成的重大事故和损失已屡见不鲜,本条是针对事故教训所制定的对策。工业发达国家已有明确使用耐火电缆的强制性法令。如日本消防法、建筑基准法明确规定了对应急电源、消防设施、事故照明、电梯等供电要求采用耐火电缆电线;我国现行的《电力工程电缆设计规范》中也有此方面的规定。
6.4.2 普通的阻燃电缆一般以PVC等含氯聚合物作绝缘和护套材料。PVC电缆在发生火灾事故时会产生大量的烟雾,析出氯化氢等有毒气体,除对人的生命构成直接威胁外,还会溶解形成稀盐酸附着在各种电气设备及建筑物的钢结构上,严重降低设备的安全性及建筑物的使用寿命,特别是当烟气进入通信技术设备和数据技术设备后,将会使它们丧失正常功能,甚至引发“次生灾害”。因此电缆的绝缘材料常选用低烟、无卤阻燃材料,如热缩阻燃无卤素或交联阻燃无卤素材料。无卤电缆在发生火灾时,燃烧释放的烟雾量很低,不含毒性及腐蚀性,其阻燃成分会有效发挥阻燃作用,防止电缆成为火焰蔓延的通道。
6.4.2A 采用电缆防火封堵材料对通向控制室、继电保护室和配电装置室的墙洞及楼板开孔进行严密封堵,可以隔离或限制燃烧的范围,防止火势蔓延,减小火灾损失。
电缆防火封堵材料包括有机堵料、无机堵料、防火板材、阻火包等。有机堵料一般有遇火膨胀、防火、防烟和隔热性能;无机堵料一般具有防火、防烟、防水、隔热和抗机械冲击的性能。所有防火封堵材料必须具有与贯穿物或被贯穿物年限相当的长效防火性能,且其燃烧释放的烟雾量要低,不应含毒性及腐蚀性,同时要考虑其对电缆载流量的影响。
6.4.4 制定本条规定的目的是为了限制电缆着火延燃范围,减少事故损失。空间隔离是指把两个设备(或向同一设备供电的两个供电电源回路)分别布置在不同的房间(电缆通道)内,或布置在同一房间距所有可燃物足够远的位置,以避免由于火灾导致它们在一次火灾中同时丧失其功能。
6.4.5 本条为防止火灾蔓延,减小事故损失的基本要求。
6.4.6A 新增条文。
6.4.6B 新增条文。
7、消防给水、灭火设施及火灾自动报警
7.1一般规定
7.1.2 关于消防给水系统设计流量、压力的规定。消防给水系统应保证满足常规岛最大一次灭火用水流量及任何消防设备的最大可能压力要求。
常规岛范围内的建筑物或设备,具有布置分散、个别建筑空间较大的特点。火灾发生处水量可能需求很大,但水压要求不高;而有的建筑位置较远,消防水量不要求很大,但是水压要求可能较高。消防给水系统必须能满足任何建筑物或设备发生火灾时对于流量和压力的要求,这就需要对常规岛内的建筑和设备进行多点计算,按照各假设不利点计算结果的最大流量和最大压力选择消防水泵。同时,也要根据最大流量和对应的火灾延续时间计算一次最大火灾所需的用水量,以确定消防蓄水池的容积。
核电厂很少单独设置室外低压消防给水系统。实际工程中的消防给水系统压力很高,应该既能满足室外消防的需要,又能满足室内消防的需要。核电厂内的主体建筑物高度往往超过24米,因此,这类建筑的消防主要依赖室内消防设施,室外消防设施起仅辅助作用,不必按民用建筑将室外消火栓水枪置于建筑物屋顶考虑,也就是说,对室外消火栓的压力要求并不高,室内消防设备所需压力将起控制作用。如果计算室外消火栓的压力,一般按最不利点消火栓水枪喷嘴直径19mm、直径65mm长度6x20=120米的麻质水带考虑。事实上,室内不利点计算所得的消防设备所需水压通常大于按上述方法计算所得的室外消火栓压力。从室内外共用的消防给水系统直接接出水带灭火通常不会有问题,火场上,需要更高压力时,可借助消防车加压。
7.1.5关于常规岛火灾自动报警系统、固定灭火系统的设置规定。
本条表中对应某种设备或某种场所,给出了一种或多种固定灭火系统或火灾探测的型式,设计者可从中任选一种,排在前者宜优先选用。消火栓和灭火器是基本灭火手段,没有列在表中。表中的润滑油设备间系存放润滑油油箱、润滑油处理设施、洁净或脏污润滑油储存装置的房间的统称。
核电厂的火灾探测形式与灭火措施的选择,是核电厂消防设计工作中极为重要的一环。根据我们掌握的国内外核电消防标准、国内各核电厂的实际配置及目前一些核电厂的设计,归纳总结了常规岛常用、可行的火灾自动报警形式与灭火系统并罗列于表。总体而言,常规岛的建筑物规模、厂房内主要系统的构成与燃煤电厂相近,但前者的消防标准还是稍高于后者。突出的例子是,汽轮发电机厂房内,运转层下要求设置水的自动全保护系统。在我国,核电的建设发展过程有自身的特点,电厂的形式多样,采用的标准也不拘一格,俄罗斯、法国及美国的标准均有应用。随着核电建设的发展,我们国家核工业领域也制定了一些消防导则,这些导则,基本上是国外标准的翻版。各种标准对于保护对象提出的消防措施不尽相同,这也和各个国家的习惯做法相关,就某个对象而言,理论上都是可行的,针对某一防护对象的消防措施简单规定为一种而排斥其他显然也是不合适的。我国从秦山核电开始至今,核电建设已经有了近二十年的历程。近十台机组的运行为我们积累了较多成熟丰富的经验。本着结合国情、成熟、适用的原则,制定了本条规定。主要参考的标准为《核电厂房防火准则》(基于“核保险技术性风险评价手册”)法国RCC-I及美国防火协会标准。国际上核电、火电消防标准对常规岛的灭火措施见下表:
1根据调查了解,有些核电厂的汽轮发电机厂房设有控制设备间、电子设备间或网络继电器室。这些场所都是核电厂中相对重要的场所。因而规定电子设备间、控制设备间及网络继电器室等处采用气体灭火设施,这些场所可以根据是否经常有人选择适用的气体。目前可选的主要是IG541,七氟丙烷,二氧化碳、氩气、氮气等。一般采用固定管网组合分配式。
2汽轮发电机组的轴承及周边油管路,是相对危险场所。国内几座核电厂均设有灭火措施,而且灭火介质为水。《核电厂防火准则》及美国消防协会标准804均建议设置水灭火系统。其中,《核电厂防火准则》建议自动喷水或两路远距离信号驱动的人工水喷雾;NFPA804则建议闭式水喷淋。汽机轴承是否设水灭火一直为人们所关注和争论,焦点是轴承一旦骤冷,可能引起轴的变形,后果将是严重的。结合工程实践,考虑到机组的安全性,建议采用手动控制灭火。HAD 101也建议,在探测器误动作会使电厂受到不利影响的地方,应由多重设置的两个通道控制。
3 汽机运转层下,NFPA804要求全保护。RCC-I虽没有明确规定,但是按照该标准设计的大亚湾核电厂,运转层下实际设置了大量水喷头,等同于全保护。针对燃煤电厂的NFPA 850也早就规定这样的场所应该全部用水保护。《核电厂防火准则》针对汽轮发电机下部推荐了三种灭火方式,均与泡沫有关。综合起来,本规范规定汽机运转层下采用自动喷水等灭火方式。
4 汽轮发电机厂房内的配电间是危险场所。一些标准没有指出其灭火措施。秦山核电采用了气体消防。考虑我国国情,推荐灭火装置(火探、气溶胶等),亦可选择气体灭火系统。
5电缆夹层是汽轮发电机厂房中的重中之重。这里布置了大量电缆,危险性很大。电缆一旦着火,会产生很多烟雾,火灾蔓延也较快。国内外的消防标准,主推水灭火。HAD 102/11规定,在高火灾荷载电气绝缘材料深部燃烧需要冷却的地方,不应使用二氧化碳灭火系统,优先采用水。《火力发电厂与变电站设计防火规范》及NFPA 850还推荐了气体灭火,但都不是首选的措施。从灭火的效率、可靠性及防止火灾复燃角度,水介质被大家所普遍认同。因此,有条件时,宜优先选用水保护。当然,水灭火在电缆夹层的应用存在排水、系统布置困难等问题,需要在设计中加以注意。
6 我国《核电厂防火》规定,对于安全重要物项,必须持续具有早期探测火灾和有效灭火的能力。常规岛虽然不是安全重要物项,但它是核电发电流程的下游,对于其中的一些重要场所,也应该注意实现探测的早期性,设计时应注意选择高灵敏度的产品,力求将火灾发现在萌芽状态,消灭在初期。管路空气采样感烟系统的抗电磁干扰能力强,可靠性好,在各个工业领域均有广泛采用。因此,本规范规定了在电子设备间等场所使用空气采样感烟系统。考虑到火焰探测器响应速度快,适合于火灾发展速度快,烟雾少的特点,汽轮发电机厂房内的一些B类火灾场所,建议感温与火焰组合的探测方式。
7据统计,各个行业电缆火灾均占较大比重,各类发电厂厂房内外电缆密布,火灾频发,损失较大。电缆的结构型式多为塑料外层,火灾危险性大,具有火灾发展迅速、扑救困难的特点。针对电缆火灾危险区域应当选择适应性强的消防报警设施。火灾初期,有大量烟雾发生。因此,规定在电缆夹层应该优先选用感烟探测器。多年来,缆式线型感温探测器是电缆架设场所一种主要的探测报警系统。市场上,非空气管的缆式线型感温探测器有两种,数字式与模拟式。这两种在核电工程中均有应用,各有千秋。HAD102 规定在电缆层、电缆沟中可考虑使用线型感温电缆探测报警系统,尤其适用于潮湿环境、不便于其他探测器应用的场所。
线型光纤感温火灾探测器是一种应用光纤(光缆)作为温度传感器和信号传输通道的线型感温火灾探测器,是近年来国际上出现的一种光、机、电、计算机一体化的高新技术产品,适用于易燃、易爆或有强电磁干扰的场所。其具有下列特点:
①既是温度传感器,又是信号传输的通道。感温光纤纤芯材料为二氧化硅,具有耐高压、耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点,属本质安全型。
②本身轻柔纤细、体积小、重量轻,便于布设安装,可维护性强。
③灵敏度高,可靠性好,使用寿命长。
近年来,线型光纤感温火灾探测器开始涉足电力行业,越来越多的光纤系统应用在电厂,一般认为,存在强电磁干扰的场所、需要设置线型感温火灾探测器的易燃易爆场所、需要监测环境温度的地下空间、电缆隧道等场所宜选择线型光纤感温火灾探测器,必要时设置具有实时温度监测功能的线型光纤感温火灾探测器。据国内某研究机构的资料,在石油化工企业的电缆敷设场所明确推荐缆式线型感温探测器和光纤感温探测器。考虑核电厂常规岛存在较强的电磁干扰和较多的易燃场所,在汽轮发电机厂房以及其他电缆密集场所增加光纤感温探测器的选项,设计中可根据场所酌情选择。
8 为将传统的点式烟感探测器区别于管道吸气的感烟探测装置,在表中将各种点型烟感探测器统称为“点型烟感”;此外表中不加限制条件的“感烟”和“感温”是广义的探测形式,可酌选。
9针对电缆竖井等处采用的“灭火装置”,系指各种可用的小型灭火装置,其中包括气溶胶灭火装置、悬挂式超细干粉灭火装置、“火探”灭火装置等。
10 核电厂拥有大量仓库,这一点有别于常规火电厂。大量的材料、仪器、备品备件等分门别类地设置在不同的仓库中。这些仓库的设置,往往不具固定模式,或独立或整合。但共同的特点是,空间大,物品多。工程设计中,要特别搞清仓库存储物品的性质,物品存放的特点,有针对性地采取灭火手段。对于高架仓库,可能需要设置中间喷头。国标《常用化学危险品贮存通则》中规定,贮存化学危险品的建筑物内,如条件允许,应安装灭火喷淋系统(遇水燃烧化学危险品除外,不可用水扑救的除外)。
11 给水泵油箱,在《核电厂防火准则》及美国NFPA804中均没有规定具体形式及灭火强度,根据GB50229,规定使用水喷雾。
12 电液装置,是由电信号控制的液动机构,多设在汽机旁路、主汽门、调速汽门等设备处。美国规范NFPA 804建议采用抗燃油。据了解,我国电液装置多为液动,而且采用非抗燃油,因此,对于这种采用非抗燃油的装置应该考虑消防措施。
13 变压器是核电厂火灾易发设备。为了及时、准确报警进而启动灭火系统,选择合适的报警方式尤为重要。在表中,给出的三种方式,“感温+图像型/火焰”、“感温+传动管”或者“感温+感温”,均体现分阶段两级报警的原则,即前者为预警,后者为确认火灾。前者,可考虑采用缆式线型感温探测器,易于安装,且适应性强。
7.2室外消防给水
7.2.4 关于室外消火栓的布置规定。
1 室外消火栓的作用,既可直接用来实施灭火,也可提供消防车用水。当管网压力足够时,消防队员完全可能直接连接水龙带及枪进行扑救,而不必通过消火栓将水灌入消防车。此时,消火栓的压力大小,关系到消防队员能否有效使用室外消火栓,压力过大,消防队员可能受伤。工业项目不同于民用建筑,厂区管网压力通常较高,核电厂消防水管网的压力至少达0.8MPa,很显然当扑救一般多层建筑时,这个压力过高,消防队员难以承受,需要在室外消火栓处采取降压措施,否则不利于现场的灭火。目前,市场上已经研制出减压型地上式消火栓可供选择,可实现无级调压,适宜于稳高压消防给水系统,尚具有防冻或防撞功能,工程中可以选用。
5 室外消火栓宜从消防主管道上分接,设置栓前隔离阀,有助于消火栓检修时不至于影响面过大。《核电厂防火准则》也要求,阀门的设置应允许室外消火栓与消防总管隔断。NFPA 850规定,每一个消火栓应在其与供水总管网的管段上装设隔离阀;NFPA 804规定,安装隔离阀将消火栓从干管隔离开以便维修并且仍能保证系统供水。
6 在道路交叉或转弯处的地上式消火栓附近,宜设置防撞设施,如设立维护桩等。本条系根据工程实践制定。
7.3室内消火栓设置场所与室内消防给水量
7.3.1本条规定了应该设置室内消火栓的场所及建筑物。核电厂为工业建筑,为了便于操作,根据各建筑的功能及火灾危险性,明确了应该设置室内消火栓的建筑物和场所。
7.3.2本条规定了可不设置室内消火栓的建筑物与场所。
1.0室内消防给水管道与消火栓
7.4.1本条规定了室内消防给水管道设计的要求。核电厂主厂房属工业厂房,其建筑高度参差不齐,布置竖向环管很困难。为了保证消防供水的安全可靠,规定在厂房内必须形成水平环状管网,各消防竖管可以从该环状管网上引接成枝状。
在民用建筑中通常装设了2个及2个以上消火栓的竖向管道成为竖管。在NFPA 14中,明确定义竖管连接层与层之间的竖向管道。与民用建筑不同,核电厂常规岛各类建筑内的室内消防给水管主要是水平管道,在水平管道上或上或下的支出竖管,很少有承担多层灭火的多条竖管情况,有的竖管可能只连接1只消火栓。为了检修方便并不会严重影响消防给水,要求带2个及以上消火栓的竖管,其与水平管网连接处设置隔离检修阀门。
国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014明确规定,高层工业建筑应设水泵接合器,而且是强制要求。核电厂火灾时,非预期情况极有可能发生,即便设计时按最不利条件进行了水量设计,仍存在火灾时建筑物内水量及水压不足的风险,特别是建筑物内灭火设施未能及时启动,造成大面积喷头开放,必须为消防车向室内供水创造条件。尽管有的建筑物设置水泵接合器存在一定困难,但是为了能尽快有效灭火,设计者仍应按要求为建筑物设置水泵接合器,这是核电厂安全保障的重要措施。
本条第4款,系针对消火栓管网与自动喷水系统合并设置而做出的规定。
7.4.2 关于室内消火栓布置的要求。
消火栓是建筑物基本的室内灭火设备。因此,应考虑在任何情况下均可使用室内消火栓进行灭火。原则上,当相邻一个消火栓受到火灾威胁不能使用时,另一个消火栓仍能保护任何部位,为保证建筑物的安全,要求在布置消火栓时。保证相邻消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何部位。对于1000MW机组的核电厂,汽轮发电机厂房最危险点的高度,大约在40米左右。考虑消防设备的压力及各种损失,消防泵的出口压力可近1.0MPa。如果竖向分区,那么将使系统复杂化。美国NFPA 14规定,当每个消火栓出口安装了控制水枪压力的装置时,分区高度可以达到122米,根据我国消防器材、管件、阀门的额定压力情况,自喷报警阀、雨淋阀的工作压力一般为1.2MPa,而普通闸阀、蝶阀、球阀及室内消火栓均能承受1.6MPa的压力。国内的减压阀,也能承受1.6MPa的入口压力。《自动喷水灭火系统设计规范》规定,配水管路的工作压力不超过1.2MPa。国内其他行业也有消防给水管网压力为1.2MPa的标准规定。综上,将压力分区提高到1.2MPa是可行的。这样既可简化系统,减少不安全因素,又可合理降低工程造价。当然,在消防管网上的适当位置需要采取减压措施,使得消火栓入口的动压小于0.5MPa。在低区的一定标高处设置减压阀,是国内一些工程普遍采取的手段。消火栓静水压力提高到1.2MPa后,系统设计的关键是防止标高较低处消火栓栓口压力过高,可采用减压孔板、减压阀或减压稳压消火栓。当采用减压阀减压时,应设备用阀,以备检修用。
主厂房内带电设备很多,直流水枪灭火将给消防人员人身安全带来威胁。美国NFPA850规定,在带电设备附近的水龙带上应装设可关闭的且已注册用于电气设备上的水喷雾水枪。我们国内已有经国家权威部门检测过的喷雾水枪,这种水枪多为直流、喷雾两用,可自由切换,机械原理可分为离心式、机械撞击式、簧片式,其工作压力在0.5MPa左右。
本条还根据“建规”增加了水枪充实水柱长度选择的规定。
核电厂消防实施多级救援。其中一、二级救援人员多为核电厂现场值班人员,而非专职消防队员,所以要求他们在现场使用标准消火栓不现实。考虑到火电厂多远离城市,运行人员对于消火栓的使用能力有限,而消防软管易于操作,本规范要求消火栓箱应配备消防软管卷盘,这对于控制核电厂初期火灾将会具有积极的意义。
1.1水喷雾与自动喷水灭火系统
7.5.3 本条是关于敞开式电缆桥架应设置水喷雾灭火系统的规定。
7.5.3A 新增条文。
7.9 灭火器
7.9.5A 本条基于现行国家标准《石油库设计规范》GB 50074中的有关规定制定。
灭火器配置设计的规定。
7.10 火灾自动报警与消防设备控制
7.10.1关于常规岛火灾自动报警系统设置的原则规定。按照现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》,火灾自动报警系统由火灾探测报警系统、消防联动控制系统、可燃气体探测报警系统和电气火灾监控系统等构成。常规岛及所属建筑物是核电厂的重要组成部分。核电厂核岛设有全厂火灾自动报警系统,常规岛的火灾自动报警系统系统乃全厂系统中的分支部分,原则上应接入全厂报警系统,构成核电厂完整的火灾自动报警系统。
鉴于《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116中对固定灭火系统的联动控制设计做出了详细的规定,故删除了原条文中“汽轮发电机厂房、油浸变压器、油罐区及网络继电器室的灭火系统应能在核岛主控室手动控制”的规定。
7.10.1A 新增条文。本条要求常规岛消防控制室应与核岛主控制室合并设置,核岛主控制室24小时有人值班,是核电厂生产调度的中心。一旦核电厂发生火灾,不单纯是投入力量实施灭火,还要有一系列的生产运行方面的控制,只有消防控制与生产调度指挥有机结合,值班人员有条件及时了解掌握火灾情况,才能有效灭火并实现损失达到最小。要求消防控制与生产控制合为一体,符合核电厂的实际,也是国际上的普遍做法。
7.10.11 本条是对原条文的修改。本条是强制性条文,必须严格执行。油罐区是易燃易爆区,设置在油区内的探测器,尤应注意选择防爆类型的探测器,以避免引起意外损失。
7.10.12 本条是对原条文的修改。图像型火灾探测器自带摄像头,具有火灾定位、实时图像与即时确认功能,且能够有效地防止误报。
7.10.12a 新增条文。符合核电厂的实际情况。
2供暖、通风和空调
2.2 供 暖
8.1.1 对原条文修改,删除了“和易引发火灾的电热散热器”,补充了“制氢站”。
依据《水泥工厂设计规范》GB50295-2016中11.2.1条第6款规定【强条】:6储存或生产过程中产生易燃、易爆气体或物料的建筑物严禁采用明火供暖;采用电热方式供暖时,应使用防爆型电暖器及插座。
根据《建筑防火通用规范》征求意见稿第9.2.1条规定:甲、乙类火灾危险性场所内严禁采用明火、燃气红外线辐射供暖。存在爆炸性粉尘危险的场所内严禁采用电热散热器供暖;在储存或产生易燃易爆气体的场所内采用电热散热器时,必须采用防爆型电暖器和连接器。
按现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058的规定,对于爆炸性气体混合物环境,其区域的划分如下:0区:连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;1区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;2区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。若电暖器选型符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058的规定,防爆等级满足要求,且控制电暖器表面温度低于引燃温度20℃的情况下,在储存或产生易燃易爆气体的场所内,就可以使用电暖器供暖。必要时,为安全起见,室内不装设开关和插座即可。
举例说明如下:
1.选用增安型电暖器:正常运行条件下,不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施,提高其安全程度,以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象;
2选用本安型电暖器:在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备,在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物(有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳);
3选用无火花型电暖器:在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,且一般不会发生有点燃作用的故障。
因目前电暖器安全保护标准及性能均提高了,且可与室温连锁,安全节能,大家都在用。加之核电厂常规岛不存在爆炸性粉尘危险的场所,综上所述防爆型电暖器可以使用,故删除了原条文中和易引发火灾的电热散热器字样。
8.1.2 对原条文中“供暖热媒温度不应超过95℃”进行修改,不都规定一个数值95℃,应针对不同危险品引燃温度做文章较合理。
引燃温度(自燃温度)是指:常压下空气中化学纯净的可燃液体蒸汽和气体,发生引燃时的最低温度(可燃液体或气体在被加热的试验烧瓶内,发生清晰可见的火焰和/或爆炸的化学反应)。
依据《纺织工程设计防火规范》GB50565-2010中9.1.1条第1款规定【强条】:散发可燃气体、蒸气或粉尘的厂房,散热器供暖热媒温度应符合下列规定:1 必须低于散发物质的引燃温度。
依据俄罗斯标准《供暖、通风和空调-СП 60.13330.2016》中4.6条规定:在有气体、蒸汽、微尘或者灰尘燃烧风险的房间内,供暖通风设备、管道、通风管、烟道和烟囱发热表面应绝缘,热绝缘物的表面规定的温度低于其自燃温度不少于20℃。如果在技术上不能将热绝缘表面温度降到指出的水平,在该房间里不应该安置供暖通风设备、管道和通风管。
依据《石油化工供暖通风与空气调节设计规范》SH3004-2011中6.1.1条规定:放散可燃气体、蒸汽或粉尘的生产厂房,散热器供暖的热媒温度,应比放散物质的引燃温度至少低20%。
目前,我国供暖的热媒温度范围一般为:130℃~70℃、110℃~70℃和95℃~70℃,散热器表面的平均温度分别为:100℃、90℃和82.5℃。若热媒温度为130℃或110℃,对于有些易燃物质,例如,赛璐珞(自燃点为125℃)、三硫化二磷(自燃点为100℃)、松香(自燃点为130℃),有可能与供暖的设备和管道的热表面接触引起自燃,还有部分粉尘积聚厚度大于5mm时,也会因融化或焦化而引发火灾,如树脂、小麦、淀粉、糊精粉等。
以散发可燃物质的引燃温度(又称自燃温度)对供暖热媒温度加以限制,是为了安全而提出的基本要求,防止可燃物质与供暖设备、管道接触引发燃烧或爆炸。散发物质为粉尘时,引燃温度应取粉尘云与粉尘层两者中的低值。
供暖热媒温度要保证在任何工况下都是安全可靠的。任何工况是指生产工况(满负荷、部分负荷);非生产工况(停产、试验);储存工况;其它可能出现工况(按企业发展规划)
综上所述,确定供暖热媒温度需考虑可能的温度正偏差,并应留有安全裕量。故规定:当供暖热媒温度低于100℃时,实际选用工程(项目)供暖热媒温度应比危险品的引燃温度至少低20℃;当供暖热媒温度大于100℃时,实际选用工程(项目)供暖热媒温度应比危险品的引燃温度至少低20%。
8.1.3 对原条文修改,增加了散热器要求。依据《室外给水设计标准》GB50013-2018第9.9.15条【强条】:氯(氨)库和加氯(氨)间室内采暖应采用散热器等无明火方式,散热器不应临近氯(氨)瓶和投加设备布置。
依据俄罗斯标准《供暖、通风和空调-СП 60.13330.2016》中4.6条规定:在有气体、蒸汽、微尘或者灰尘燃烧风险的房间内,供暖通风设备、管道、通风管、烟道和烟囱发热表面应绝缘,热绝缘物的表面规定的温度低于其自燃温度不少于20℃。如果在技术上不能将热绝缘表面温度降到指出的水平,在该房间里不应该安置供暖通风设备、管道和通风管。
供暖散热器管道长期与可燃物体接触,在特定条件下会引起可燃物体蓄热、分解或炭化而着火,需采取必要的隔热防火措施。一般,可将供暖散热器管道与可燃物保持一定的距离,在有条件时应尽可能加大。若保持一定距离有困难时,可采用不燃材料对供暖散热器管道进行隔热处理,如外包覆绝热性能好的不燃烧材料等。
依据《发电厂供暖通风与空气调节设计规范》DL/T5035-2016中第8.3.4条和第8.4.3条规定:氢气站、供氢站供暖管道及散热器与各种储气罐的距离不宜小于1m,不能满足要求时应采取隔热措施;供氧站和氧气瓶间内供暖管道及散热器与储气罐的距离不宜小于1m,不能满足要求时应采取隔热措施。
综上所述,规定散热器与可燃物之间距离不应小于1m,1m是最小尺寸最低限度要求,有条件时,应尽量加大散热器与可燃物之间距离,这是本条新加内容。
8.1.5 对原条文修改,在钢制散热器前增加“耐腐蚀、承压高”要求,增加“供暖管道不允许地沟敷设”以及“当管道必须采用地沟敷设时,应采取安全措施”。另外扩大范围了,新增“其它散发可燃气体、蒸汽的厂房或仓库内,散热器应选用光滑易清扫的散热器,散热器应明装”。
依据《氢气站设计规范》GB50177-2005中11.0.1条规定【强条】:当设集中供暖时,应采用易于消除灰尘的散热器。
依据《有色金属工程设计防火规范》GB50630-2010中8.2.2条规定:在散发可燃性粉尘,纤维的厂房(仓库)内应采用表面光滑易清扫的散热器。
依据《烟花爆竹工程设计安全规范》GB50161-2009中11.1.2条第2款规定:2散热器不应设在壁龛内;第4款规定:4供暖管道不应设在地沟内。
依据《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007中9.0.1条规定:在散发可燃粉尘、纤维的厂房内,应选用光滑易清扫的散热器。
为防止供暖散热器漏水,钢制散热器增加了耐腐蚀、承压高的要求。规定散热器的选型要求,是为了便于清扫和擦冼,防止因积灰扬尘而引起爆炸,以确保安全。散热器不应设在壁龛内,应明装,是为了留出必要的操作空间,以便能将散热器和供暖管道上积存的危险性粉尘擦洗干净。管道不应采用地沟敷设,当必须采用时,应在地沟内填满细砂,并密封沟盖板,以防止危险性气体、粉尘进入地沟,日积月累,造成隐患。
8.1.9 新增条文,涉及安全内容。依据《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015中第5.8.20条规定:当供暖管道确需要穿过防火墙时,在管道穿过处应采取防火封堵措施,并应在管道穿过处采取使管道可向墙的两侧伸缩的固定措施。
当供暖管道穿越防火墙时,应设置套管,套管与管道间采用不燃材料填实,在管道穿过处应采用不燃材料进行防火封堵,并应在管道穿过处采取使管道可向墙的两侧伸缩的固定措施。对于需要保温的管道,套管尺寸应保证保温材料连续不间断穿过,在保温材料与套管间,采用不燃材料填塞密实。
防火墙是建筑物防止火灾扩散的安全防护结构,应保持其完整性,以防发生火灾时,烟气或火焰等通过管道穿墙处波及其他房间。供暖管道穿越时不得破坏其相应的性能,以保证其结构强度和可靠阻火功能。
2.3通 风
8.2.3 对原条文修改,补充“蓄电池室内宜设氢气浓度检测报警仪,事故排风机应与氢气浓度检测报警仪联锁,当空气中氢气体积浓度达到0.4%时,事故通风机应能自动投入运行”;删除“其平时通风换气次数不应少于3次/h”。
本条文参照现行国家标准《氢气站设计规范》GB50177-2005中第8.0.6条内容制定。为防止氢气燃烧爆炸,补充事故通风内容即宜设氢气浓度检测报警仪,事故排风机应与氢气浓度检测报警仪联锁,事故时自动运行。达到重大危险源必须有检测、监控措施要求,安全等级提高了。
蓄电池室内的通风、空调设备及仪表要求防爆,是依据现行国家标准《氢气站设计规范》GB50177-2005第11.0.7条规定的,不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别(ⅡCT1)。
按现行电力行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL/T5044-2014第8.1.4条要求,强调蓄电池室内不应装设开关和插座。
增加了氢气浓度检测报警仪报警值的规定,即为氢气爆炸下限的50%。(目前规范中对于氢气浓度监测何时报警没有规定,通常都明确在浓度达到0.4%时开启事故通风,本条新规定达到2%时进行报警)
8.2.6 原条文中“事故后排风机”更改为“灭火后通风换气系统”用词规范统一了。此条是针对非全淹没气体灭火电气房间设置灭火后通风换气系统要求,设置气体灭火的房间要求详见8.2.20条。
无可开启外窗的辅助车间控制室、网络控制室、电气或电子设备间等电气房间均应设置灭火后通风换气系统。以上房间(非全淹没气体灭火房间)多采用手提式或手推式干粉、泡沫灭火方式,灭火后亦需及时排除室内烟雾,才能保证灭火后工作人员迅速进入室内抢修。故配电间等电气房间(非全淹没气体灭火)应设置灭火后通风换气系统,排风应直通室外。
8.2.7 对原条文修改,“供氢站”更改为“制氢站”,删除“储气间”,“机械排风的设备”更改为“机械通风设施”。补充“事故排风机应与氢气浓度检测报警装置联锁,当空气中氢气体积浓度达到0.4%时,事故通风系统应自动投入运行。爆炸危险区域内的用电设备及仪表的防爆级别、组别不得低于ⅡCT1。氢气浓度报警值可为2%。”。
本条文参照现行国家标准《氢气站设计规范》GB50177-2005中第8.0.6条内容制定。为防止氢气燃烧爆炸,补充事故通风内容即应设氢气浓度检测报警仪,事故排风机应与氢气浓度检测报警仪联锁,事故时自动运行。达到重大危险源必须有检测、监控措施要求,安全等级提高了。
按照现行国家标准《氢气站设计规范》GB50177-2005中第11.0.7条规定,对通风空调设备及仪表的选型提出不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别(ⅡCT1)的要求。
增加了氢气浓度检测报警仪报警值的规定,即为氢气爆炸下限的50%。(目前规范中对于氢气浓度监测何时报警没有规定,通常都明确在浓度达到0.4%时开启事故通风,本条新规定达到2%时进行报警)
8.2.20 补充“空调”系统要求,原条文中“火灾后排风系统”更改为“灭火后通风换气系统”用词更规范统一了。
为了防止火灾蔓延,通风空调系统应与火灾检测系统联锁,当火灾发生或有火警信号时,通风空调系统应能自动关闭并停运。
全淹没气体灭火系统中气体一般包括七氟丙烷、IG541混合气体、热气溶胶和二氧化碳气体。除全淹没气体灭火系统之外,多采用手提式或手推式干粉、泡沫等灭火方式,灭火后都需及时排除室内烟雾,才能保证灭火后工作人员迅速进入室内抢修。
另外,依据现行国家标准《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005中第6.0.4条规定:“灭火后的防护区应通风换气,地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区,应设置机械排风装置,排风口宜设在防护区的下部并应直通室外。通信机房、电子计算机房等场所的通风换气次数应不少于每小时5次”。
由于被用来灭火的气体大多比空气重,且长时间存在对人身安全是有一定危害的,所以灭火后应及时对室内进行通风换气,排除灭火气体和室内烟雾。
火灾危险性较大的房间范围等内容见原条文说明。
综上所述,火灾危险性较大的房间或采用气体灭火的房间应设置灭火后通风换气系统。
8.2.21 原条文中“火灾后排风系统”更改为“灭火后通风换气系统”规范统一了用词。删除原条文中第2~3款和第5~8款,对原条文中第4款及第9款进行局部修改补充,目前本条文中第2款及第3款为新增内容。
由于被用来灭火的气体大多比空气重,且长时间存在对人身安全是有一定危害的,所以应设置灭火后通风换气系统。室内吸风口宜设在防护区的下部,排风应直通室外。灭火后及时对室内进行通风换气,排除灭火气体和室内烟雾,通风时间短有利于工作人员进入室内抢修,通风时间一般以10min~15min为宜,故规定灭火后的排风量按房间换气次数不应小于每小时6次计算。
采用气体灭火的房间一般设置有感烟传感器及感温传感器,其感应灵敏度可调。通常,当室内发生火灾,其中一种传感器报警,并经人工确认发生火灾后,才启动消防灭火系统灭火。另外有些重要房间还设置了弧光探测器,并设置短延时跳闸保护,火灾事故发生可能性大为降低。即使发生火灾事故,也难有形成严重火灾的情形发生,故可定性地认为,灭火后室内空气温度不会太高,室内排热用通风机兼作灭火后对室内进行通风换气是可行的,这样可简化通风系统及设备配置,节约投资,减少通风系统和设备的运行管理。如火灾严重,房间设备必遭大量毁坏,及时进入室内进行抢修的必要性就不那么突出,有充裕的时间检修或更换风机。
8.2.22 本条文参照现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015第6.4.7条制定,是事故通风设备电气开关设置的位置要求。原条文中“室外便于操作的地点”改为“靠近外门的外墙上”,安装位置更明确,目的性更强。
事故排风系统(包括兼作事故排风用的基本排风系统)的通风机,其开关装置应装在室内、靠近外门的外墙上,以便一旦发生紧急事故时,使其立即投入运行。事故排风系统其供电系统的可靠等级应由工艺设计确定。并应符合现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052以及其他规范的要求。
8.2.24 本条文是新增条文。电缆隧道和电缆夹层采用机械通风,当发生火灾时,通风系统应立即停运,以免火灾蔓延,因此,通风系统的风机应与火灾自动报警系统联锁。电缆夹层若采用全淹没气体灭火系统,还应符合国家标准《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005的有关规定。
8.2.25 本条文是新增条文。为了防止火灾蔓延,电气配电间通风设备应与火灾检测系统联锁,当火灾发生或有火警信号时,通风系统必须停运;当几个电气配电间共设一个送风系统时,为了防止一个房间发生火灾时,火灾蔓延到另外一个房间,应在每个房间的送风支风道上设置防火阀。
8.2.26 本条文是新增条文。机组柴油发电机厂房通常配备有柴油油箱等,在日常维护及运行过程中将有少量油气及废气渗入室内,机组柴油发电机厂房是核电厂重要备用电源,为保证能及时排除室内有害气体,应设置机械通风系统,通风机及电机应为防爆型,并应直接连接。
8.2.27 本条文是新增条文。为了预防储存气体灭火系统的钢瓶泄漏,规定钢瓶间应有良好的通风设施,以防止泄漏量过大时使人窒息。当不具备自然通风条件时,应设置机械通风装置。
8.2.28 本条文是新增条文。对防护区的封闭要求是全淹没气体灭火的必要条件,根据现行国家标准《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005第3.2.9条规定:“喷放灭火剂前,防护区内除泄压口外的开口应能自行关闭”。在气体灭火防护区,通风、空调系统有可能造成向外泄压的围护结构孔洞,包括穿越围护结构的通风、空调管道、墙上安装的轴流风机、百叶窗等,所以规定通风、空调管道穿越消防分区或防火墙处应设置具有电动关闭功能的防火阀或电动快关型风阀,排风系统的吸风管段应设置具有电动关闭功能的防火阀或电动快关型风阀,可以实现上下吸风口在排热通风和灭火后通风系统间的切换。或者吸风口采用具有电动关闭功能的防火风口,百叶窗应具有电动快关的功能。
需要注意的是,现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007中第7.0.7条规定,消防、报警系统的电缆应实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。因此,即使采用电动快关型风阀、或者百叶窗采用普通电动执行机构,其控制电缆亦应采用耐火控制电缆。
当发生火灾时,应能自动关闭上面提及的防火阀、防火风口、电动快关型风阀及百叶窗,以保证喷放灭火气体前防护区的密闭。
8.2.29 本条文是新增条文。本条文参照现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016第6.2.2条制定,防火、防爆的墙体或楼板是建筑物防止火灾扩散的安全防护结构,当风管穿越时不得破坏其相应的性能。本条规定当风管穿越时,墙体或楼板上必须设置钢制防护套管,并规定其钢板厚度不应小于2.0mm,风管与防护套管之间应采用不燃柔性材料封堵严密,不燃柔性材料宜为矿棉或岩棉,以保证其相应的结构强度和可靠阻火功能。
8.2.30 本条文是新增条文。本条文参照现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015第6.3.10条制定,是排除爆炸危险性气体,全面排风系统吸风口的布置要求。初步设计阶段,应与建筑结构专业配合,尽量采用平屋顶或减少主次梁数量及分隔。当顶棚被梁分隔时,每个分隔均应设置吸风口。对于由于建筑结构造成的有爆炸危险气体排出的死角,例如:在生产过程中产生氢气的车间,会出现由于顶棚内无法设置排风口而聚集一定浓度的氢气发生爆炸的情况。在结构允许的情况下,在结构梁上设置连通管进行导流排气,以避免事故发生。另外所有吸风口、进风口均采用固定式,通风系统上的各类活动部件及阀件均应满足防爆要求。
为防止氢气浓度检测报警仪的安装位置、数量比较随意,不具有检测的代表性,本条文对氢气浓度检测报警仪的安装位置、数量也作了规定,目的是保证氢气浓度的准确检测。
8.3 防、排烟
8.3.1 本条是对原条文的修改。可开启外窗一般位于最高部位的外墙上,可开启开口位于屋面上;开启方式有两种,低处外窗直接开启,高处外窗借助于手动或电动开窗装置即开窗机开启(开启装置一般设置在距地面1.3m~1.5m高度处)。
8.3.1A 本条文是新增条文。
选择含义有两个方面:一是根据建筑图判断,楼梯间或前室是否作防烟设计;二是防烟设计方式确定即选择机械加压送风方式合适还是选择自然通风方式合适。
设置含义有三个方面:一是有条件的楼梯间和前室均设置自然通风方式;二是楼梯间和前室采用自然与机械混合防烟设计方式原则;三是机械加压送风系统的设计原则,即楼梯间和前室应分别独立设置还是可合设共用。
要求细节包括:送风方式选择如选择常用的加压送风管道送风还是直灌式机械加压送风;设计风量与计算风量关系;设备、阀门、管道及附件选择及布置要求等。
8.3.2 本条是对原条文的修改。自然排烟窗(口)应在储烟仓以内或室内净高度的1/2以上,并应沿火灾烟气的气流方向开启。开启方式可采用直接开启、手动或自动控制方式开启;低处外窗直接开启,高处外窗借助于手动或电动开窗装置即开窗机开启(开启装置一般设置在距地面1.3m~1.5m高度处),有条件时,可设置自动开启设施。自动排烟窗的开启方式应有防冻措施。
8.3.3 本条是对原条文的修改。本条文规定了应设置机械加压送风防烟设施的场所。火灾时若无法采用自然通风,应采用机械加压送风的防烟措施,使这些部位的空气压力高于火灾区域的空气压力,阻止烟气侵入,以有利于人员正常疏散和逃生。
8.3.4 本条是对原条文的修改。在工业建筑中,规定楼梯间加压送风口每隔2~3层设置1个,既可方便整个楼梯间压力值达到均衡,又可避免在需要一定正压送风量的前提下,不因正压送风口数量少而导致风口断面太大。其目的是保持楼梯间的全高度内的均衡一致,最有效手段就是多点送风,2~3层在高度上数值可理解为7~11m。
国外建筑中,当前室采用带启闭信号的常闭防火门时,会将前室送风口设置为常开加压送风口。鉴于目前国内带启闭信号的防火门产品质量及管理制度不尽完善,因此出于安全考虑,要求前室送风口选用常闭式加压送风口。
送风口的风速不宜大于7.0m/s是根据现行国内外有关资料规定确定的。
机械加压送风系统最不利环路阻力损失外的压头是加压送风系统设计中的一个重要技术指标。该数值是指在加压部位相通的门窗关闭时,足以阻止着火层的烟气在热压、风压、浮力、膨胀力等联合作用下进入加压部位,而同时又不致过高造成通向疏散通道的门不易开启。吸风风管和最不利环路的送风风管的摩擦阻力与局部阻力的总和以及需要维持的正压为加压送风机需要提供的全压。根据我国“高层建筑楼梯间正压送风机械排烟技术的研究”项目取得的成果,本规范规定楼梯间与走道之间的压差为40~50Pa。根据核电厂常规岛特点,当楼梯间压差过大时,可采取设置余压阀及风机旁通管等措施泄压。
根据一些实际工程的经验反馈,加压送风口位置设置不当,不但会削弱加压送风系统的防烟作用,有时甚至会导致烟气的逆向流动,阻碍了人员疏散活动,例如送风口不宜设置在被门挡住的部位,另外独立前室或消防电梯前室或合用前室的常闭式加压送风口,应设手动开启装置。
8.3.4A 本条文是新增条文。
范围是指:当防火分区内火灾确认后,应开启该防火分区内着火层及其相邻上下层前室的常闭加压送风口,同时应开启该防火分区楼梯间的全部加压送风机。
要求是指:当防火分区内火灾确认后,应能在15s内联动开启常闭加压送风口和加压送风机;加压送风机应自动或手动启动;消防控制设备应显示送风机、阀门等启闭状态。
8.3.5 本条是对原条文的修改。根据信息反馈,由混凝土制作的风道,风量延程损耗较大易导致机械防烟排烟系统失效,主要是施工质量不好时送风易漏风,无法形成正压防烟;排烟易漏烟气,对途经空间危害极大,因此规定不应采用土建风道。为达到火灾时防烟目的,送风管道应采用不燃材料制作,排烟管道是高温气流通过的管道,为了防止引发管道的燃烧,必须使用不燃材料。
根据信息反馈,风道的光滑度对系统的有效性起到关键作用。因此在设计时,不同材质的管道在不同风速下的风压等损失不同,为了更优化设计系统,选择合适的风机,所以对不同材质管道的风速做出相应规定。本条文为强制性条文,必须严格执行。
8.3.6 本条是对原条文的修改。为保证火灾时防烟排烟系统安全可靠运行,规定了防烟排烟系统设备、阀门、风口、附件等必须采用不燃材料制作。作为排烟风机应有一定的耐温要求,排烟风机应满足280℃时连续工作30min,目前中、低压离心风机或排烟专用轴流风机可满足要求。
8.3.7 本条是对原条文的修改。本条文规定了核电厂常规岛内应设置排烟设施的场所,当建筑物着火时,需要及时排除火灾产生的大量烟气,确保建筑物内人员的顺利疏散。
经常有人操作的控制室一般指辅助车间控制室、网络控制室、化学精处理控制室、控制设备间等,当控制室等房间满足自然排烟条件时,可不设机械排烟系统。火灾时,为保护人身安全,可利用自然排烟窗(口)或高温消防专用风机排烟,以保证核电厂安全稳定运行。
核电厂的运行维护值班人员大多数都在控制室或办公区工作,常规岛其它区域内工作人员很少,且都是专业人员,常年在现场工作,对避难逃生路线非常熟悉。由于核电厂特别重视消防工作,制度齐全,加之常规岛空间较大,发生火灾时,人员能迅速撤离至安全地带。故本条文仅对重要的控制室、办公区和疏散走道的排烟系统进行规定。除本条已明确的场所外,其它场所因常规岛特殊性可不设置排烟设施,具体如下:
1 高度超过32m的汽轮发电机厂房及偏屋内长度大于20m的内走道可不设置排烟设施:一是汽机房吊车以上为大空间,既无人也无设备,无人员疏散问题,而吊车驾驶员采用普通常规钢梯疏散;二是汽机房偏屋大部分为电气、热控、化学等工艺设备房间,平时无人值守,为保证核电厂安全,经常锁门,只在日常巡视、维护保养、检修时打开,这些房间可不考虑人员疏散问题;
2 建筑面积大于50㎡且无外窗、可燃物较多的润滑油室或主油箱室等可不设置排烟设施:这些工艺房间一般设置气体灭火或水喷雾消防系统,根据润滑油等特性,不会产生浓烟而影响消防员进入灭火,相反设置排烟设施会对消防气体或水雾灭火效果有影响,故消防专业不建议设置排烟设施;
3 汽轮发电机厂房可不设置排烟设施:详见《火力发电厂与变电站设计防火标准》GB50229-2019第8.7.1条条文说明。
8.3.7A 本条文是新增条文。
选择含义有两个方面:一是根据建筑图判断,房间、走道是否作排烟设计;二是排烟设计方式确定原则即选择机械排烟方式合适还是选择自然排烟方式合适。
防烟分区:应采用挡烟垂壁、结构梁及隔墙等划分防烟分区;按要求设置挡烟垂壁,其深度要满足规定要求;每个防烟分区的面积和长边都不能超过最大允许面积及最大允许长度要求;防烟分区不应跨越防火分区;同一个防烟分区应采用同一种排烟方式。
排烟设施设置含义有四个方面:一是具备条件时,可不设置排烟设施;二是排烟系统设计原则,即房间排烟系统或走道排烟系统或通风空调系统应分别独立设置还是可合设共用;三是设计风量与计算风量关系;四是设备、阀门、管道及附件选择及布置要求等。
补风系统:补风原则及方式选择,即地上走道或小于500m2的房间,可不设补风系统,补风量不应小于排烟量的50%,空气应直接从室外引入;可采用机械送风方式或自然进风方式补风。
8.3.7B 本条文是新增条文。本条规定了机械排烟系统排烟口的设置位置、设置高度、开启方式等要求。
1 排烟口设置在储烟仓内或高位,能将起火区域产生的烟气最有效、快速地排出,以利于安全疏散;
2 排烟口设置的位置如果不合理的话,可能严重影响排烟功效,造成烟气组织混乱,故要求排烟口必须设置在储烟仓内,考虑到走道吊顶上方会有大量风道、水管、电缆桥架等存在,在吊顶上布置排烟口有困难时,可以将排烟口布置在紧贴走道吊顶的侧墙上,但是走道内排烟口应设置在其净空高度的1/2以上,为了及时将积聚在吊顶下的烟气排出,防止排烟口吸入过多的冷空气,还要求排烟口最近边缘与吊顶距离不应大于0.5m。在实际工程中,有时把排烟口设置在排烟管道顶部或侧面,也能起到相对较好的排烟效果。
3 排烟口或排烟阀要设置与烟感探测器连锁的自动开启装置、由消防控制中心远距离控制的开启装置以及现场手动开启装置,除火灾时将其打开外,平时需一直保持锁闭状态。这是因为一般工程一个排烟机承担多个区域的排烟,为了保证对着火区域排烟,非着火区域形成正压,所以要求只能打开着火区域的排烟口,其他区域的排烟口必须常闭。
4 为确保人员安全疏散,所以要求烟流方向与人员疏散方向宜相反布置。正因为烟气会不断地从起火区涌来,所以在排烟口周围始终聚集一团浓烟,如果排烟口的位置不避开安全出口,这团浓烟正好堵住安全出口,影响疏散人员识别安全出口位置,不利于人员安全疏散。本条规定排烟口与附近安全出口相邻边缘之间的水平距离不应小于1.5m,是在火灾疏散时,疏散人员跨过排烟口下部烟团。在1.0m的极限能见度的条件下,也能看清安全出口,安全逃生。
5 最大允许排烟量是指每个排烟口允许排出的最大排烟量。因为当排烟口风量大于该值时,排烟口下的烟气层被破坏,新鲜空气与烟气一起排出,导致有效排烟量减少,同时也不利于排烟口的均匀设置。
6 排烟口的风速不宜大于10m/s,过大会过多吸入周围空气,使排出烟气中空气所占的比例增大,影响实际排烟量。且风管容易产生啸叫及震动等现象,并容易影响风管的结构完整及稳定性。
8.3.8 本条文是新增条文。
范围是指:当火灾确认后,担负两个及以上防烟分区的排烟系统,应仅打开着火防烟分区的排烟阀或排烟口,其它防烟分区的排烟阀或排烟口应呈关闭状态。
要求是指:当火灾确认后,火灾自动报警系统应在15s内联动开启同一排烟区域的全部活动挡烟垂壁、全部排烟阀(口)、排烟风机和补风设施,60s内开启完毕自动排烟窗,30s内自动关闭与排烟无关的通风空调系统;排烟风机、补风机应自动或手动启动;常闭排烟阀(口)、活动挡烟垂壁、自动排烟窗应自动或手动开启;排烟防火阀在280℃时应自行关闭,并应连锁关闭排烟风机;消防控制设备应显示排烟风机、补风机、阀门等启闭状态。
8.3.9 本条文是新增条文。当排烟管道内烟气温度达到280℃时,烟气中已带火,此时穿越防火分区处、垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上排烟防火阀自动关闭,以防止烟火扩散到其他部位造成新的危害。
排烟风机入口处应设置280℃能自动关闭的排烟防火阀,该阀关闭时,应停止排烟,阻止烟火通过管道蔓延,同时应与排烟风机连锁,当该阀关闭时,排烟风机应能关闭停止运转,以防止着火区域火势加大并保护排烟风机及管道不被损坏。
规定一个排烟系统负担多个防烟分区时,主排烟管道与连通防烟分区排烟支管处应设置排烟防火阀,以防止火灾通过排烟管道蔓延到其他区域。本条文为强制性条文,必须严格执行。
8.3.10 本条文是新增条文。通风空调系统的风口一般都是常开风口,为了确保排烟量,当按防烟分区进行排烟时,只有着火处防烟分区排烟口才开启排烟,其他都要关闭,这就要求通风空调系统每个风口上都要安装自动控制阀才能满足排烟要求,另外通风空调系统与消防排烟系统合用,系统的漏风量大、风阀控制复杂。因此排烟系统与通风、空调系统宜分开设置。当排烟系统与通风、空调系统合用同一系统时,在控制方面应采取必要措施,避免系统误动作,如:当排烟口打开时,每个排烟合用系统的管道上需联动关闭的通风、空调系统的控制阀门不应超过10个。另外合用系统中设备包括风口、阀门、风道、风机都要符合防火要求,风道保温材料采用的是不燃材料。
8.3.11 本条文是新增条文。为使整个加压送风系统在火灾时能发挥正常的防烟功能,避免火灾中火和烟气通过排烟管道蔓延,本条对管道井、送风管道、排烟管道、补风风道的耐火极限作了规定,以保证其风道的完整性和密闭性,不受火焰和烟气的威胁。对于送风管道、排烟管道的耐火极限的判定应按《通风管道耐火试验方法》GB/T17428的测试方法,当耐火完整性和隔热性同时达到时,方能视作符合要求。
参照《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)第6.2.9条第2款规定,管道井应有1.0h的耐火极限。常用的加压风道是采用钢板制作的,在燃烧的火焰中,它很容易变形和损坏,因此要求送风管道设置在管道井内,并不应与其它管道合用管道井,其耐火极限不应小于0.5h。未设置在管道井内或与其它管道合用管道井的送风管道,在发生火灾时,从管道外部受到烟火侵袭的概率高,本条规定未设置在独立管道井内的加压风管应有耐火极限要求,其耐火极限不应小于1.0h。
当排烟管道竖向穿越防火分区时,为了防止火焰烧坏排烟风管而蔓延到其它防火分区,规定竖向排烟管道应设在管道井内;如果排烟管道未设在管道井内,或未设置排烟防火阀,一旦热烟气烧坏排烟管道,火灾的竖向蔓延非常迅速,而且竖向容易跨越多个防火分区,所造成的危害极大。故要求与垂直风管连接的水平排烟风管上应设置280℃的排烟防火阀。对于已设置在独立井道内的排烟管道,为防止其被火焰烧毁而垮塌,从而影响排烟效能,也对其耐火极限进行了要求,其耐火极限不应小于0.5h。
对补风管道跨越防火分区的,参照防火分区对楼板的要求,规定管道的耐火极限不应小于1.5h。当排烟管道水平穿越两个及两个以上防火分区时,或者布置在走道的吊顶内时,为防止火焰烧坏排烟风管而蔓延到其它防火分区,要求排烟管道耐火极限不小于1.0h,提高排烟的可靠性。
排烟风机与排烟管道之间常需要做软连接,软连接处的耐火性能往往较差,为了保证在高温环境下排烟系统正常运行,特对连接部件等提出要求。
8.3.12 本条文是新增条文。为保证加压送风机及补风风机不因受风、雨、异物等侵蚀破坏,在火灾时能可靠运行,规定送风机及补风风机应放置在专用机房内。
为保证排烟风机在排烟工作条件下,能正常连续运行30min,防止风机直接被火焰威胁,就必须有个安全空间放置排烟风机,故规定排烟风机应放置在专用机房内。
风机房围护结构参照《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)第6.2.7条制定,即风机房应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和1.50h的楼板与其它部位隔开,隔墙上的门应为甲级防火门。
8.4 空 调
8.4.4 本条是对原条文的修改。通风、空调系统的风管是建筑内部火灾蔓延和扩大的途径之一,为了防止烟气穿过防火墙、不燃烧体、防火分隔物等必须设置防火阀,当火灾烟气穿过时,所设防火阀应能立即关闭。
本次修改,明确防火阀为公称动作温度为70℃级的防火阀,防火阀公称动作温度规定为70℃级,符合现行国家标准《防火阀试验方法》GB15930和NFPA标准。在NFPA标准里,规定防火阀熔断温度为通风系统空气最高温度高约28℃(50℉),AP1000核岛防火阀动作温度据此为73℃;而相关的国内标准规定了防火阀动作温度“应较通风系统在正常工作时的最高温度约高25℃,一般可采用70℃”,综上防火阀动作温度一般为70-73℃,因此规定公称动作温度为70℃级较灵活合理,实现核岛和常规岛防火阀的动作温度协调统一。
设备房间修改为场所,用场所概念扩大了设置防火阀范围,防止火灾烟气通过风道蔓延,火灾时安全性能提高了。在变形缝前加上防火分隔处,进一步明确并缩小了设置防火阀范围,节省了初投资和运维费用。干管修改为风管,垂直总管修改为竖向风管,用词更规范统一了。
8.4.8 本条是对原条文的修改。删除“或B1级难燃材料”,与《火力发电厂与变电站设计防火标准》GB50229-2019第8.2.8条:“冷水管道保温应采用不燃材料”一致。
3消防供电及照明
3.2消防供电
9.1.3消防稳压泵、排烟风机及加压风机等设备属于消防灭火系统的一部分,因此应有较高的供电可靠性。调查结果表明,不同的机组类型,上述设备的供电方式是不尽相同的。如M310机组一般要求由常备母线供电,该母线分别由单元厂用变压器和高压辅助变压器采用双电源供电,由于两路电源相对独立,满足I类负荷供电要求。对俄罗斯WWER1000机组,由于设有单元机组柴油机,因此消防稳压泵等消防灭火系统设备由单元机组柴油机供电,相当于常规火电机组的保安负荷,同样满足I类负荷供电要求。具体工程可根据实际情况采用不同的供电方式,但不应低于按I类负荷供电的要求。
3.3照 明
9.2.2 主要根据《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(GB 51309-2018)上的要求提出新的规定,特做此修改。
3.3.1 主要根据《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(GB 51309-2018)上的要求提出新的规定,特做此修改。
9.2.6 正常照明断电时为在短时间内使应急照明达到标准照度值,因为目前照明光源主要是LED光源,特做此修改。
3.3.2 我国《建筑设计防火规范》有关条文规定应急照明备用电源的持续工作时间不应小于30分钟。但对大型和高层工业厂房由于疏散距离较远,可能会出现疏散时间较长的情况,本条规定将放电时间规定为1小时,正是基于上述原因考虑的。
9.2.10 主要去掉了目前已经不再使用的白炽灯和卤钨灯光源。
3.3.3 由于《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(GB 51309-2018)版本更新,特做此修改。
3.3.4 为了便于防设施在停电时操作,特做此规定。
3.3.5 由于核电厂地下综合廊道和电缆隧道建筑经常有检修人员,为了便于检修人员在火灾时及时逃生,特做此规定。