某核电厂消防站主要设备选型及设置规模分析

(安徽省电力公司培训中心，安徽 合肥 230022)

0 引言

目前我国关于消防站设置标准有GB 51054－2014《城市消防站设计规范》和建标152－2017《城市消防站建设标准》等，但其适用范围均限于城乡规划区，对于核电厂这样特殊企业消防站的设置标准，各核电企业的内部规定及各具体项目的执行均存在较大差异，缺乏统一的设置标准。本文以某新建三代核电厂为例，对核电厂消防站的设置规模进行分析。

1 核电厂火灾的危害

核电厂火灾不仅会造成财产损失，还可能会导致放射性释放，甚至引发相关安全系统失效，对核电厂安全的影响很大。从美国等国家对核电厂火灾PSA评价的结果看，核电厂内部火灾的风险，成倍大于内部事件的风险，因核电厂内需要使用大量电缆和油类、活性炭等可燃物质，内部火灾成为核电厂运行风险的重要原因[1]。

2 各核电厂消防站设置现状

虽然核电厂大量采用自动消防技术，但每次火情总是离不了人的参与，要求专业消防队伍第一时间进行救援。消防站内配置了许多消防设备，特别是消防车，同时，消防站也是消防员日常执勤和训练的场所。根据《中华人民共和国消防法》和国家能源局发布的《核电厂消防安全监督管理暂行规定》(国能核电〔2015〕415号)的要求，核电厂应建立消防站和专职消防队。

火灾扑救主要依赖于消防车等消防设备，消防站的定员取决于灭火需要，根据消防车的数量相应地予以确定。所以消防站需要配备的消防车数量是确定消防站规模的关键因素。

3 核电厂消防车的种类

根据消防车功能不同，种类繁多。根据灭火介质不同及操作类型，核电厂常用消防车一般有以下几类：水罐消防车、泡沫消防车、登高平台消防车等。近年来三相射流消防车也有使用，三相射流消防车内可以同时搭载水、泡沫、干粉等灭火剂，满足扑救核电厂内电缆、油类火灾的需要。

4 消防车的选型

消防车主要保护核电厂内核岛及核安全相关核电厂配套设施 (balance of plant，BOP)厂房、常规岛及电气厂房和非核安全相关的BOP厂房三大类建(构)筑群。

4.1 核岛及核安全相关BOP厂房

主要包括反应堆厂房、电气厂房、燃料厂房、核辅助厂房和应急柴油发电机厂房五大类核岛厂房及核安全相关BOP厂房，部分三代核电机组如欧洲压水堆(european pressurized reactor，EPR)把放置不同安全系列设备的厂房称为安全厂房，相应的电气设备也布置在安全厂房内。核安全相关系统和建(构)筑物，对其消防疏散通道设计有明确规定。对于具有火灾危险性的任何一个房间，距离室外或其他厂房或疏散通道防火区，要求不超过40 m；疏散通道防火区的出口距离室外或其他厂房要求不超过20 m[2]。

为防止对核安全相关系统的干扰及放射性释放对外界的影响，一座核岛建(构)筑物内对外疏散通道的数量一般为2个。核岛内主要可燃物为电缆和油类，电缆一般采取了包覆和分隔措施，不同系列的含油设备及其可燃油也实施了分隔，即使发生了火灾，消防人员只有从有限的通道进入实施灭火。每条这样的疏散路径只需要配备一辆消防车，所以出动2辆水罐消防车或1辆泡沫消防车即可满足扑救核岛及核安全相关BOP厂房火灾的需求。

4.2 常规岛及电气厂房

包括常规岛厂房、电气厂房以及主变压器和辅助变压器区建(构)筑物。常规岛厂房跨度为52.00 m，长度为110.60 m，建筑高度46.30 m，分为多个开间，与核岛厂房独立布置。火灾危险性为丁类，主要可燃物为电缆和油类，地下部分耐火等级为一级，地上部分为二级。整个常规岛厂房为一个防火分区，将部分火灾危险性大的区域进行单独防火分隔。

（1）截排水工程措施的实施有效降低大气降水的入渗量，实现了清污分流；通过土壤改良措施的实施减少酸性废水对周围环境的污染，从源头上减少污染的产生。

常规岛厂房内每个车间的安全出口均不少于2个，厂房地下部分最远工作点到疏散楼梯的距离不大于45 m，地上部分最远工作点到疏散楼梯或外部出口的距离均不大于75 m。厂房内设有运行检修通道能够到达各处楼梯[3]。

安装有为常规岛及升压站配套保护控制装置的电气厂房，是发电机组的中压系统配电中心，长32.00 m，宽25.00 m，混凝土框架结构，地下一层、地上两层，建筑高度10.45 m，建筑面积2 621.00 m2，火灾危险性为丁类，耐火等级为二级，主要可燃物为电缆。电气厂房设两部钢筋混凝土疏散楼梯作为安全出口，分别布置在厂房的两端。

核电厂常规岛及电气厂房的消防车设置，可以参考火电厂的设计要求，消防车的配置应符合下列规定：总容量为600～1 200 MW时为2辆；总容量大于1 200 MW时不少于2辆[4]，一般采用2辆水罐消防车和1辆泡沫消防车。

4.3 非核安全相关的BOP厂房

4.3.1 代表性建(构)筑物的火灾危险性及其安全疏散设计

这类厂房数量较多，现选取火灾危险性较大或建筑规模较大的代表性建(构)筑物如下[5]。

1)制氢站

为单层厂房，建筑面积为301.60 m2，厂房尺寸为27.80 m×9.00 m，建筑高度6.60 m，火灾危险性类别为甲类，耐火等级为一级，整座厂房为一个防火分区。安全出口2个，直达室外。

2)危险品库

存储包括各类气体、联氨、液氨、双氧水、酸碱类、油漆等化学品。分为危险品库1及危险品库2，长度均为62.50 m，宽度分别为21.50 m和8.50 m，为一层库房无地下室，建筑高度均为5.35 m，钢筋混凝土框架结构。划分为6个防火分区，其中危险品库1火灾危险性为乙类，划分为3个防火分区，每个防火分区面积均小于允许面积500 m2；危险品库2火灾危险性为甲类，划分为3个防火分区，每个防火分区面积均小于250 m2。库房内建筑面积小于100 m2的存储间设置一个安全出口，大于100 m2的库房设置不少于两个安全出口。

3)蓄电池充电维修间/全厂公用负荷配电室

为一层厂房无地下结构，长度为37.50 m，宽度为18.60 m，建筑面积642.30 m2，高5.10 m，危险性分类为丙类，耐火等级为二级。划分为两个防火分区，每个房间设置两个安全出口。

4)冷机修车间/非放射性机电仪仓库及办公室/性能实验室

厂房长172.00 m，宽60.00 m，建筑面积13 276.00 m2，建筑高度12.50 m。生产类别为丁类，耐火等级为二级，主要为办公及仓库类可燃物。共划分为3个防火分区，一层性能实验室为第一防火分区，一层机修车间及仓库区域为第二防火分区，二层及三层办公区为第三防火分区，均设置自动喷水灭火系统，其中一层的恒温恒湿库设置七氟丙烷灭火系统。办公及实验室区域设置有3个靠建筑外墙的封闭楼梯间作为安全出口，安全出口之间疏散距离均小于80 m。

5)热机修车间及仓库

地上二层(局部三层)，长78.00 m，宽56.00 m，建筑面积8 038.47 m2，建筑高度22.35 m，生产类别为丁类，耐火等级为二级，仓库类可燃物。分为两个防火分区，设有两个带有楼梯间前室的防烟楼梯间作为安全出口。

6)生产办公楼/档案馆/岩芯库

地上四层建筑，无地下室，建筑面积为12 500.00 m2，建筑高度为17.5 m，现浇钢筋混凝土框架结构，耐火等级为二级，办公及档案类可燃物。除卫生间等区域外均设置自动喷水灭火系统，每个防火分区均设置不少于两个安全出口，安全出口之间疏散距离均小于80 m。

4.3.2 消防车设置规模综述

火灾扑救贵在快速，刚发生几分钟之内的初期火灾很容易被控制或扑灭，除了油浸式变压器火灾可能会发生快速爆裂之外，其他建筑物火灾几分钟之内的火势并不大。核电厂具有火灾危险的每一建筑物均设置有火灾报警装置，可以实现早期报警，消防队员对每一建筑内部通道的设置和可燃物分布较为熟悉，厂内道路通畅，完全可以实现接警后5分钟之内到达现场。但为避免火灾现场人多手脚乱，不是消防车和消防队员越多越好，加之每辆消防车水带的连接与铺设需要占用建筑物内及其直通室外的疏散通道，对于低层和多层工业建筑，一条疏散通道对应一辆消防车灭火和救人的效率最高。所以，每一建筑物按照一条独立直通室外的疏散通道配置一辆消防车考虑。

火灾危险性大的如制氢站、危险品库的建筑规模很小，不是决定消防车数量的限制条件，只是需要增加空气呼吸器、防化服类特殊消防防护装备。建筑规模最大的冷机修车间/非放射性机电仪仓库及办公室/性能实验室，厂房长度172 m，火灾时可以从两端或三个安全出口分别进入，除了建筑物内已经设置的自动喷水和气体灭火外，人工灭火采用消防水枪。建筑高度最高的热机修车间及仓库22.35 m，为三层结构，火灾时消防队员除了从一层向上灭火外，也可以采用登高平台消防车从二楼窗户或楼顶进入，实施灭火或救人，登高平台消防车的优势是实施空中救援，当然也可以兼顾一层的火灾。

所以，非核安全相关的BOP厂房可以采用两辆水罐消防车和一辆工作高度不低于22.35 m的登高平台消防车。

5 消防站规模的确定

5.1 消防车及车库

综合该核电厂三类建(构)筑物群对消防车数量及其类别的需求，核电厂内最大消防车数量为2辆水罐消防车和一辆最大工作高度25 m的登高平台消防车(按常规系列选型后)，发生在热机修车间及仓库等厂房，其他特殊的消防车需求是常规岛厂房和应急柴油发电机厂房的油类火灾需要一辆泡沫消防车。

核电厂的消防设计不考虑在同一个或不同机组厂房内同时发生2起或2起以上的独立火灾，若核电厂主体项目扩建，全厂范围内消防车可以在5 min之内到达任一着火点，消防车数量仍可以满足要求，不需要增设。

这样，核电厂需要设置的消防车包括：1辆消防指挥车，4辆灭火战斗车。灭火战斗车包括2辆水罐消防车，1辆泡沫消防车，1辆25 m登高平台消防车。当采用三相射流消防车时泡沫车可以与水罐车合并设置，消防车数量可以减少一辆。

另外，消防站还应考虑车辆的维修保养，需要专门的车辆维修间，应留有一间备用车位。当一辆泡沫车与一辆水罐车合并设置为一辆三相射流消防车时，消防站设置5个消防车位，否则需要设置6个车位。对照《城市消防站建设标准》，摘录请见表1，当一辆泡沫车与一辆水罐车合并设置时，采用普通二级消防站标准，分别设置时为一级消防站。

表1 消防站车库的车位数[6]

5.2 消防站定员

主要依据消防车的数量确定消防站定员，考虑到执勤人员要有一定量的机动和病、事假人员，每个班次执勤人员按每车6人计算。

按照一个中队编制，设置队长1人，消防工程师2人，后勤保障人员3人，每辆消防车包括班长、司机和消防战斗员共6人，设置4辆消防车时，全队编制共30人，设置5辆消防车全队编制共36人。

6 结语

当一辆水罐消防车与一辆泡沫消防车分别设置时，核电厂共需要5辆消防车，消防站为普通一级站。当两者合并设置为一辆三相射流消防车时，则只需要4辆消防车，为普通二级站。在同样满足消防需求的前提下，采用普通二级站可以节约投资。当核电机组扩建时，一期已建的消防站可以满足要求，二期不需要增设。