核电站地震次生火灾的扑救与防护

吕雪峰，张 鑫

（华北电力大学，北京 102206）

地震次生火灾是指由地震直接或间接引发的火灾，它是由于地震造成地面、厂区建筑和生命线系统等破坏而导致的连锁性灾害。从诸多震例看[1]，地震次生火灾是大地震后的伴随物，危害极大。1906年，美国旧金山地震引起50多起火灾，烧毁街巷521条，房屋28188幢，烧死400人[2-3]。1923年，日本关东地震，横滨市引发200多起火灾，烧毁五分之四的房屋；东京市引发136起火灾，烧毁45万户房屋，烧死5.6万余人[4]。1995年，日本兵库县地震，致使神户县发生419起火灾。1975年，我国海城地震，引发60起火灾。1976年，我国唐山地震，致使唐山市发生大型火灾5起；天津市发生火灾38起。

由于核电站的特殊性，核电站发生火灾远比一般火灾危害大，除了会造成人员伤亡、经济损失严重外，还可能有放射性污染。虽然核电站选址时已充分考虑地震因素，并且在设计、施工阶段也充分进行了抗震考虑，但不能保证核电站所在地区不会发生地震或发生地震概率极小。2007年，日本柏崎刈羽核电站变电设施就因地震引起火灾。我国是地震灾害多发国家，除海城和唐山大地震外，2008—2010年，相继发生了“5·12”汶川大地震和“4·14”玉树大地震。因此，地震次生火灾应作为核电站重点防御的灾种。

目前，国内外“地震次生火灾”的研究对象基本为城市，直接针对核电站地震次生火灾的相关研究几乎没有。随着越来越多核电站的建成投产，以及社会公众对核电站能源供应的依赖性加大，开展核电站地震次生火灾研究变得更加重要与紧迫。本文将分析核电站地震次生火灾特性，讨论核电站地震次生火灾的扑救和应注意的事项，为完善核电站消防预案提供参考和借鉴。

1 火灾发生特性

1.1 起火原因

强震导致核电站中各种潜在起火源翻倒、坠落、毁坏，建筑物破坏，从而诱发火灾，这是核电站发生地震次生火灾的基本原因。

（1）潜在起火源

潜在起火源在地震作用之下起火是核电站地震次生火灾的直接原因。如地震导致氢气管道或发电机氢气冷却系统泄漏引起火灾，地震使核电站电气设备短路、断路引燃可燃物质，地震致使核电站内的油类易燃易爆品泄漏、摩擦碰撞失火，地震致使核电站内化学用品从管道容器中脱出或流出，发生自燃或摩擦起火等。

（2）建筑物破坏

核电站内建筑物被地震破坏是核电站地震次生火灾的间接原因。在地震作用下，建筑物倒塌或产生较大位移变形，致使润滑油、动力油管道拉裂，一旦遇到明火或者高温、高压蒸汽便会起火，甚至爆炸。另外，倒塌建筑物覆盖住氢气等易燃易爆气体的泄漏，不易被人察觉，一旦存在火源（例如震后电力恢复使短路线路激发火星）或氢气积累到一定浓度，便引发起火。

1.2 影响因素

影响核电站地震次生火灾发展的主要有时间、气象和人为等因素。

（1）时间因素

时间是影响核电站地震次生火灾的关键因素，包括发震季节和时刻。季节不同，核电设备工作状态也不同，在冬季用电低谷，核电站不少辅助设备处于停运或检修状态，这会大幅度减少核电站中潜在的起火源。如果发震时刻正值工作日上班时刻，一旦发生地震次生火灾，消防人员和在职员工能及时灭火，就可以抑制火灾发展；如果发震时刻在深夜，值班的工作人员和消防人员少，将不利于火灾扑灭。

（2）气象因素

气象因素是影响核电站地震次生火灾的重要因素，相比于阴雨、湿润、寒冷、无风的天气，晴朗、干燥、炎热、风大天气起火的危险度大得多。地震后常伴随有恶劣天气，影响救援队伍行动，同时核电站多处于海边，陆地与海水的温差作用导致较强的热对流，易产生风，不利于火灾的扑救。

（3）人为因素

人为因素是核电站地震次生火灾中容易被忽略的影响因素。在地震起火中，人起到消极和积极两个相反的作用。消极作用表现在地震发生时，人们惊慌“逃震”，不但没有把自己当做消防人员积极投入到救火中去，反而起到很大的消极作用。积极作用表现在地震之后，未受伤人员发现火源，及时采取措施进行扑救，致使微小火源不至于酿成大面积的火灾。

1.3 火灾特点

虽然核电站地震次生火灾同民事火灾一样都会造成严重损失，但它们之间存在极大差异，核电站地震次生火灾发展有其自身显著特性。

（1）多处同时起火

地震发生后，核电站厂区、厂房内将会出现多处同时起火，起火点遍及核电站整个受灾区，形成复杂的火灾局面。

（2）震后陆续起火

震后一段时间内，厂区内会陆续出现起火事件，这与灾后设备恢复(特别是电力设施恢复)、余震和飞火等密切相关。

（3）火势蔓延快

地震会破坏消防系统，削弱核电站自身的消防力，核电站地震次生火灾常常是在不受控制的情况下大面积蔓延，遭遇核电站内的大型储油罐、应急柴油罐和储氢罐，容易形成爆炸性火灾，火势蔓延非常迅速。

（4）灭火难度大

地震造成地形和地貌巨大变化、建筑物大量倒塌、道路堵塞，形成了特殊、复杂的火灾现场，这种灾害现场会大大增加抢险救火的困难。由于地震对火灾扑救所需设施的破坏，用于救火的水源、照明、通讯等都可能成为问题，提高了火灾扑救的难度。

（5）引发核事故

地震自身就有可能破坏核电站的三重屏障，紧接着发生的地震次生火灾更能造成放射性屏障的毁坏甚至彻底失效，引起放射性物质的外泄，这是核电站地震次生火灾区别于民事火灾的根本特点。

2 火灾扑救原则

核电站消防预案分核电站自身灭火预案和公安消防部队参与核电站灭火救援预案两种。为了在最佳时机扑救火灾，争取把火灾扑灭于初期阶段，核电站地震次生火灾的扑救应主要考虑核电站自身的灭火预案，扑救原则如下。

（1）先重点，后一般

核电站地震次生火灾的最大危险就是破坏核安全功能（安全停堆、余热排出、放射性物质包容），因此，核电站地震次生火灾的扑救重点是核安全相关系统。为避免核安全相关系统失效，灭火前可启动核安全系统应急措施实现安全停堆。当核安全系统已遭破坏造成放射性物质泄漏，灭火救援行动应以控制放射性物质泄漏和疏散危险区域人员为主，在放射性物质泄漏能够被有效控制的前提下再开展灭火行动。

（2）先隔离，后扑灭

当火灾发生在核安全相关防火区内时，首先应考虑隔离核安全系统，在保障核安全系统正常情况下完成灭火任务，确保在紧急情况下能实现安全停堆。当火灾发生在与核安全无关的防火区内时，首先要考虑隔离具有火灾危险介质特性的氢气、液体油、电气等系统，然后再实施灭火，以免这些系统发生火灾事故，造成火势进一步蔓延和扩大，给火灾扑救工作带来更大困难。

（3）急检修，勤巡逻

地震致使核电站许多设备处于异常状态，震后陆续起火是地震次生火灾的一大突出特点。因此，扑灭核电站地震次生火灾后，要迅速组织人员对核电站油罐、气罐、输油和输气管道、用电设备和电气线路进行检查、抢修。对地震时“渗”、“漏”、“流”和扩散出危险品的地区，要马上设置警戒，严密控制火源火种及行人车辆接近。对要害部位要设专人看守和巡逻，发现火情及时报告。

3 应注意的事项

考虑核电站地震次生火灾的突发性和复杂性，扑救和预防核电站地震次生火灾还应注意以下事项：

（1）提高防火系统抗震等级

核电站内装设的气压水喷淋系统、雾化喷头灭火系统、泡沫喷射系统和分布在走廊、楼梯间及设备室的消火栓是扑灭核电站火灾最直接有效的工具。但是地震使核电站内的各种防灭火保护系统遭到不同程度损坏，丧失其应有功能[5]。据神户和大阪市消防部门对1995年神户大地震中建筑防火保护系统的损伤调查[6]，地震中建筑防火保护系统遭受严重损伤，尤其是自动喷淋系统和防火门，损伤比例分别达40.8%和30.7%。因此，应提高核电站防灭火保护系统的抗震等级。

（2）加强核电站消防队伍建设

核电站一般离市区较远，正常情况下城市专业消防队伍到达核电站都需要一定的时间，在震后通讯中断、交通堵塞情况下，更会拖延火灾报警时间、延迟消防队伍到达，因此地震次生火灾的扑救首先应依靠核电站自身的消防能力。目前，核电站虽有消防值班人员，部分核电站如秦山三期有消防队伍[7]，但是人员的专业程度、配置数量和消防设施相对城市专业消防队来说，有不小的差距，应加强核电站消防队伍建设。

（3）开展减灾科普宣传活动

核电站地震次生火灾起火原因复杂，光靠专业应急救援队伍还不够，必须有广大职工参与。所以，应扎扎实实地搞好宣传，普及核电站地震次生火灾的科学知识，使广大职工了解和掌握震前、震时、震后的防震、避震和火灾防救知识，举行有广大职工参加的模拟实地防火救灾演习，提高群众综合防震意识和能力，一旦发生地震次生火灾，能够从容应震，同时迅速扑救火灾。

4 结束语

地震次生火灾是核电站重点防御灾种，考虑核电站的特殊性，本文根据核电站地震次生火灾的起火原因和发展特点，提出核电站地震次生火灾的扑救原则，并讨论扑救和预防核电站地震次生火灾应注意的事项，对完善核电站消防预案有一定的参考和借鉴价值。

[1]张宝红，陈宏德.地震火灾事例调查[J].自然灾害学报，1994，3（4）：39-40.（ZHANG Bao-hong，CHEN Hong-de.Case Survey for Earthquake Fire[J].Journal of Natural Disasters，1994，3（4）：39-40.）

[2]王国权，马宗晋，周锡元，等.国外几次震后火灾的对比研究[J].自然灾害学报，1999，8（3）.（WANG Guo-quan，MA Zong-jin，ZHOU Xi-yuan，et al.Comparative Study for Several Post-earthquake Fire Disasters Abroad[J].Journal of Natural Disasters，1999，8（3）.）

[3]Berkeley Seismological Laboratory[N].Where Can I learn more about 1906 Earthquake，2003-3-1.

[4]Kanai K.Enginering Seismology[M].University of Tokyo Press，Tokyo，1983.

[5]Kobe City Fire Department.Investigation report on damages to fire protection systems caused by the Hanshin—Awaji Earthquake in Kobe，1995.

[6]神户市消防局.阪神一淡路大震灾における火灾状况，神户市域.神户市防灾安全公社／东京法令出版株式会社，1996.

[7]董希琳.核电厂消防安全和事故应急[M].北京：原子能出版社，1999.（DONG Xi-lin.Safety and Accident Emergency Preparedness for Nuclear Power Plant Fire Protection，Beijing：Atomic Energy Press，1999.）