刘晓辉　李乐

摘 要：FPS消防系统是基于假想发生火灾而设置的，消防系统最基本的目标就是探测和抑制火灾，将火灾危害降至最低。文章简要分析了徐大堡核电厂（1116工程）AP1000核电站消防系统FPS的系统功能，布置情况，与M310机组的消防系统做了简要的对比分析。

关键词：消防系统；系统；布置

徐大堡核电厂（1116工程）采用AP1000技术，AP1000是采用美国西屋公司的技术方案，为国内自主设计、自主建造、自主运营的第三代核电技术项目。消防给水和消防设施无论在工厂中或是核电站中都是极其重要的配置，消防给水和消防设施的设置应根据建筑的用途及其重要性、火灾危险性、火灾特性和环境条件等因素综合确定[1]。该系统具有重要安全相关功能，在设计基准事故工况下，在供水管线穿越安全壳部分的消防系统应提供安全壳隔离保护[2]。下面就AP1000的消防系统设计进行简要分析。

1 系统介绍

1.1 火灾危害性分析

以防火分区为单位，通过对1116工程核岛各防火区在火灾危害、识别（包括安全重要物项、火灾载荷计算与分析、防火屏障、火灾探测功能、灭火功能、排烟功能、人工干预条件的识别）等方面进行分析，确定FPS消防系统功能、运行及布置情况。

1.2 系统功能

1116工程FPS消防系统是基于假想发生火灾而设置的。最基本的目标就是探测和抑制火灾，将火灾危害降至最低。该系统主要功能设置如下。

火灾探测和火灾抑制：在电站正常运行期间，消防系统通过设置合适的火灾探测和灭火系统，将火灾对安全重要的构筑物、系统及设备的影响降至最低。

为余热导出系统提供冷却水：消防系统一个额外功能就是为余热导出泵和热交换器提供冷却水，以保证核电厂在由于火灾导致设备冷却水系统正常的余热导出功能失效后仍然能够进行冷停堆。

为非能动安全壳冷却系统（PCS）的水箱提供补水：在消防系统可用的情况下，消防系统为非能动安全壳冷却系统提供备用水源，以保证在要求安全壳冷却的设计基准事故工况下，对安全壳穹顶进行湿润以及重新向安全壳冷却系统水箱补水。

为乏燃料池补水及喷淋；为安全壳喷淋。

为冷停堆系统提供灭火设施：消防系统为那些无法通过实体隔离进行分隔，但是冷停堆必须使用的机械系统与其相关的电气仪控系统提供灭火设施。

为电气设备提供灭火措施：消防系统为汽轮机厂房的AC交流电动机控制中心提供灭火功能以保持其在火灾后仍然具有冷停堆能力。

非安全相关的纵深防御功能：安全停堆设备区域的收到灭火设施是按抗安全停堆地震（SSE）进行设计的。

消防监控灭火系统的状态、探测和指示火灾区域，为操作人员提供火灾位置指示；在发生火灾的区域提供自动或手动的灭火系统以保证电厂人员安全，同时达到限制火灾的目的；火灾伴随的另一个后果就是放射性物质或者有害物质的外漏，消防系统的另一个功能就是讲这些物质对操作人员及环境的危害降至最低。

1.3 系统运行

FPS消防系统要求在机组启动之前是可用的，在电站运行期间应保持其可操作性。消防系统在正常工况下是一个稳态系统。

在电站正常运行期间消防系统是可用的，系统的状态包括消防水箱、消防水泵、阀门及自动灭火系统应由操作员进行监控。消防水箱的液位和温度应进行监测。消防水箱的补水由主厂房生活水系统（PWS）提供，由原水系统（RWS）作为后备水源。消防管网由稳压水泵进行稳压。当温度和烟被探测系统探测到或者自动灭火系统启动时，火灾探测和报警系统需在就地发出声音报警，在主控室和中央安全警报站发出声光报警。当发生火灾自动或手动启动灭火器系统导致消防管网压力下降时，电动消防水泵应在压力低信号下自动启动。如果电动消防水泵不能正常启动，则柴油机驱动泵应在更低的压力信号下启动，两台消防水泵持续运行直到手动将其停止为止。

湿式喷淋系统启动：当周围温度上升到闭式喷头的爆破温度时闭式喷头开启，水流通过报警止回阀时触发压力开关在就地和主消防控制盘报警。当火灾被扑灭时，通过关闭供水阀门来实现系统隔离。干式喷淋系统启动：当周围温度上升到闭式喷头的爆破温度时闭式喷头开启，管网里面的压缩空气被释放出来，管网压力降低将导致干式管网的控制阀门开启，阀门开启将触发压力开关在就地和主消防控制盘报警。当火灾被扑灭时，通过关闭供水阀门来实现系统的隔离。另外预作用系统的启动和雨淋及喷雾系统的启动方式跟湿式、干式喷淋系统启动方式原理一致。手动灭火系统包含室外消火栓，消火栓立管。室外消火栓通过连接水龙带和消火栓并打开隔离法进行灭火，通过关闭消火栓的隔离阀进行室外消火栓的关闭。水龙带和喷枪平时存在专门的水龙带站里面。湿式消火栓立管通过连接水龙带并打开相关的常闭阀进行操作，水流的大小及形式可通过调节阀喷嘴进行调节，通过关闭常闭阀进行关闭。除了设置在安全壳外侧的常闭阀需要在供水时首先打开外，干式消火栓立管（尽在安全壳内）使用方法与湿式立管相同。

2 系统布置

每个消防水箱至少包括1419m3的水量，其容积能够满足全厂最大假设消防用水量2300gpm（145.11L/s）两小时的用水。为了防冻，每个消防水箱设有电加热装置和绝热装置。位于主厂区的主消防水箱，主消防管道通过埋地管道延伸至汽轮机厂房，由10主管道FPS-L054延伸至附属厂房、核辅助厂房、放射性废物厂房，并由汽轮机厂房主管分支至核岛，由附属厂房主管分支延伸至柴油发电机厂房。在核岛各个厂房中，由消防主管供水的消防立管供水，分支管线遍布河道厂房，包括附属厂房、废物处理厂房、柴油发电机厂房等，接到各个房间消火栓或自动喷淋装置。最大消防系统管径为300mm。

3 与M310机组的比较

以0738项目为例，M310机组中的消防系统由核岛消防系统JPI、电气厂房消防系统JPL、柴油发电机厂房消防系统JPV以及消防水分配系统JPD组成。消防水分配系统JPD的功能是向核岛、常规岛、和BOP各建筑物分配消防用水，在非火灾情况下维持管网压力约为1.12MPa。在BOP内部，JPD系统想建筑物内的消火栓系统和自动消防系统提供消防水。手提式灭火器和推车灭火器等移动设备属于JPS系统；室外消火栓属于JPU系统。每个厂房JPD系统入口管道都按照隔离阀，以实现系统隔离。核岛消防系统JPI是为了扑灭在核岛内可能发生的火灾而设立的，该系统涉及的区域包括：反应堆厂房、燃料厂房、核辅助厂房和部分连接厂房。核岛厂房内的每层均设有消火栓，它们可到达可能有火灾的任何部位。反应堆厂房内的六根立管及核辅助厂房、设冷水厂房和燃料厂房内的各两根立管均为干式的，当发生火灾时，对于核辅助厂房、设冷水厂房和燃料厂房，运行人员需用一根软管将此立管与JPD系统相连，并开启常闭阀进行灭火；对于反应堆厂房，则直接遥控开启常闭阀门进行灭火。电气厂房消防系统JPL的功能是在电气厂房±0.00m标高处以表压1.15MPa的压力从JPD系统来的消防水，每个房间另外配有干粉或二氧化碳灭火器。规格和数量根据被保护的设备决定。此外，若干房间配有固定式喷水灭火设备。

柴油发电机厂房消防系统JPV，通过设置有效的火警探测装置确保对柴油发电机间、电气间、主贮油罐间、日用油箱间、润滑油间燃油输送泵间周围环境的连续控制；通过在柴油发电机间、主贮油罐间、日用油罐间、润滑油箱间和燃油输送泵间设置固定AFFF泡沫灭火装置，以达到灭火和控制火灾蔓延的目的。

借助于非能动设计，AP1000防火分区范围有了缩小且重点防护抗震Ι类设备，相对于M310堆型系统复杂程度有所降低，此外设备多样化的形式，也增加系统的安全性。M310堆型的消防系统分类更为详细，根据消防的功能和区域不同，划分了更详细的消防系统，此外M310堆型消防设备多为冗余设置。

参考文献

[1]GB50016-2014.建筑设计防火规范[S].

[2]AP1000设备技术及分析[M].中国原子能出版社，2011.