輔助電源倒送電消防供水臨時(shí)方案

【摘要】分析了核電建設(shè)工程的特點(diǎn)，提出了建設(shè)中存在的死鎖現(xiàn)象是不可避免的。介紹了某核電廠輔助電源工程的死鎖特點(diǎn)。通過某核電廠輔助電源倒送電消防供水臨時(shí)解決方案的分析和實(shí)施，為解除核電工程建設(shè)中存在的死鎖現(xiàn)象開辟了新的蹊徑——臨時(shí)解決方案。給出了臨時(shí)解決方案的確立步驟、理論依據(jù)的分析與應(yīng)用、如何正確理解設(shè)計(jì)規(guī)范、現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)查及善后工作如何處理等。并指出臨時(shí)方案不僅可以減少大量的投資還可以縮短建設(shè)周期，甚至還可成為備用系統(tǒng)的一部分?？晒┢渌穗娊ㄔO(shè)項(xiàng)目所借鑒。

【關(guān)鍵詞】核電建設(shè)；死鎖；臨時(shí)方案

引言

核電項(xiàng)目是一個(gè)整體，核電建設(shè)（Construction of Nuclear Power）更是一個(gè)系統(tǒng)工程，通常是由多個(gè)有資質(zhì)的建設(shè)單位共同參入，并行工作的。即使是工程建設(shè)中的某個(gè)部分也常常要求多個(gè)施工單位共同來完成。如某核電廠220KV輔助電源，由總承包單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、土建單位、安裝單位調(diào)試單位等六個(gè)公司共同安裝和施工。這要求各施工單位必須協(xié)調(diào)工作，盡量減少誤工和待工現(xiàn)象，最大限度的縮短建設(shè)周期，為做到安全可靠，建設(shè)過程中要求邊建設(shè)邊調(diào)試，以便于發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，對于建設(shè)的每一部分均要做到及時(shí)驗(yàn)收。如果驗(yàn)收不能通過，則不得繼續(xù)進(jìn)行其后續(xù)過程。然而，要做到邊建設(shè)邊調(diào)試的工作，經(jīng)常存在不同工位相互制約的問題，出現(xiàn)工程建設(shè)中的死鎖（Deadlock）現(xiàn)象。解決死鎖現(xiàn)象的常規(guī)做法是增加冗余，然而不從實(shí)際出發(fā)，盲目地增加冗余，必將增加大量的投資，為減少投資有時(shí)可以采用臨時(shí)方案（Temporary Solution）。

1、220KV輔助電源倒送電的地位與作用

核電廠220KV主電源是核電廠中的大型電器設(shè)備，是整個(gè)核電廠發(fā)電和用電的關(guān)鍵。為了確保核電廠的用電安全，核電廠必須配備輔助電源。由于核電廠建設(shè)需要較長時(shí)間，過早的安裝成本很高、運(yùn)行時(shí)較晚的主電源，會(huì)使核電建設(shè)的資金投入不合理，造成資金周轉(zhuǎn)率下降。通常情況下，在建設(shè)過程中，是先安裝成本較低的輔助電源，由輔助電源的及時(shí)受電為核島、常規(guī)島及BOP提供調(diào)試用電，后安裝主電源。因此，220KV輔助電源倒送電是核電建設(shè)項(xiàng)目安裝階段的一個(gè)關(guān)鍵部分，是各類電器設(shè)備安裝和調(diào)試的前提。它以JX廠房中的9LGR中壓系統(tǒng)和核島、常規(guī)島內(nèi)廠用中壓系統(tǒng)為劃分點(diǎn)，分為一階段和二階段。

一階段受電范圍，主要有220KV進(jìn)線門架JM經(jīng)過TD室內(nèi)的220KV輔助電源GIS裝置、TD室外的兩臺(tái)220KV輔助變壓器、6KV共箱電纜母線、6KV輔助配電裝置。涉及到的主要工位有220KV GIS、220KV輔助變壓器和中、低壓設(shè)備的安裝調(diào)試，相關(guān)控制、繼電保護(hù)、通信設(shè)備和自動(dòng)裝置的安裝調(diào)試，以及中、低壓動(dòng)力電纜和控制信號電纜的敷設(shè)端接等。二階段受電范圍，主要由9LGR中壓盤柜經(jīng)電纜送至主廠房6KV中壓8段（其中核島6段，常規(guī)島2段）、低壓12段（其中核島8段，常規(guī)島4段）、直流9段（其中核島7段，常規(guī)島2段），供給核島、常規(guī)島及BOP的調(diào)試用電。

由220KV輔助電源倒送電的地位和作用，我們清晰的看到，如果不能按時(shí)完成輔助電源倒送電的受電，將會(huì)極大地影響到其他電器設(shè)備的安裝和調(diào)試工作。

2、220KV輔助電源倒送電受電的消防需求與其他工位的制約

從前述的220KV輔助電源倒送電的地位與作用來看，輔助電源倒送電的受電只是后續(xù)其他電器設(shè)備安裝和調(diào)試的前提，不會(huì)受到后續(xù)工程的制約。但輔助電源倒送電受電時(shí)必須保證消防噴霧系統(tǒng)可用，而輔變消防噴霧的水源JPU系統(tǒng)的上游是位于BOP子項(xiàng)PX泵房內(nèi)的消防水生產(chǎn)系統(tǒng)JPP，以及位于常規(guī)島內(nèi)的保持消防管網(wǎng)壓力的維壓系統(tǒng)JPH。由于常規(guī)島、PX等子項(xiàng)施工邏輯靠后，使維壓系統(tǒng)JPP、JPH無法及時(shí)建成和投用，同時(shí)JPP、JPH的電器設(shè)備的安裝與調(diào)試又需要220KV輔助電源的正常工作來保障，這就造成一種僵局。我們把這種相互等待所造成的僵局稱為工程建設(shè)中的死鎖現(xiàn)象，死鎖關(guān)系如圖（3）所示。如果工程建設(shè)中出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象，必將出現(xiàn)待工問題，嚴(yán)重影響建設(shè)周期。對于工程管理部門來說，首要任務(wù)就是如何選擇最佳方案來避免死鎖的產(chǎn)生。但由于存在各個(gè)工位建設(shè)進(jìn)度的差異，工程中的死鎖現(xiàn)象通常是不可避免的，工程管理部門的另一個(gè)重要任務(wù)則是找出產(chǎn)生死鎖的原因，根據(jù)當(dāng)前環(huán)境，確定付出代價(jià)最小的臨時(shí)方案，協(xié)調(diào)各施工單位及時(shí)解除死鎖。

3、220KV輔助電源消防噴霧系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)與周圍環(huán)境分析

倒送電區(qū)域消防用水主要集中在JX（主要包括事故油坑、變壓器本體及頂部、油枕等），JX內(nèi)水噴霧滅火系統(tǒng)的噴頭，正常工作壓力為0.35MPa，消防總水流量要求280m3/h?，F(xiàn)場淡水供水廠房已建成，生活供水水泵全流量運(yùn)行時(shí)為3用1備，當(dāng)前根據(jù)現(xiàn)場用水需求，正處于一用兩熱備狀態(tài)。淡水供水廠房出口至倒送電區(qū)域已有管網(wǎng)布置，管網(wǎng)距離倒送電區(qū)域消防用水接入端一百米左右。

4、輔助電源倒送電消防供水臨時(shí)方案

輔助電源倒送電受電時(shí)必須保證消防噴霧系統(tǒng)可用的前提條件，而消防噴霧系統(tǒng)的上游維壓系統(tǒng)JPH，處于正在建設(shè)的常規(guī)島之中，使JPH無法及時(shí)建成和投用，且常規(guī)島的建設(shè)及設(shè)備的安裝和調(diào)試還需要輔助電源倒送電的及時(shí)受電。這進(jìn)一步要求，必須采取臨時(shí)方案，提供可靠的消防噴霧系統(tǒng)，使輔助電源倒送電及時(shí)受電。

4.1常規(guī)臨時(shí)方案

按《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50219-95[1]的規(guī)定，噴霧滅火消防時(shí)間為≥0.4h。由JX消防總水流量280m3/h計(jì)算，整個(gè)噴霧滅火期間，消防用水量至少為112m3。正常解決途徑為：在倒送電區(qū)域新建有效容積至少為130m3消防水池1座，設(shè)置消防水泵2臺(tái)（其中一用一備），單臺(tái)消防水泵流量為280m3/h，揚(yáng)程80m，設(shè)置一套增壓穩(wěn)壓設(shè)備以滿足消防泵啟動(dòng)時(shí)的消防滅火需求，為了保證上述裝置的可靠熱備用，附建一個(gè)小型建筑物并安放配套的電氣、儀控等設(shè)備。此方案在工程建設(shè)的其他項(xiàng)目已有實(shí)施，具有成功的經(jīng)驗(yàn)。

4.2最佳臨時(shí)方案

雖然常規(guī)解決方案在工程建設(shè)的其他項(xiàng)目已有實(shí)施，具有成功的經(jīng)驗(yàn)。但存在采購周期和施工周期延長，且投資大的特點(diǎn)。另外，當(dāng)常規(guī)島完全建成后，為保持核電項(xiàng)目的總體規(guī)劃，還需回填消防水池、拆除附建的建筑物、配套的部分電氣、儀控設(shè)備等，從而造成較大的浪費(fèi)。

4.2.1最佳臨時(shí)方案的引出

從現(xiàn)場實(shí)際情況來看，淡水供水廠房出口至倒送電區(qū)域已有管網(wǎng)布置，與終端用水點(diǎn)間僅百米距離，且生活用水系統(tǒng)SEP已經(jīng)建成。能否利用已有的管網(wǎng)和生活用水系統(tǒng)來提供倒送電區(qū)域的消防用水呢？這不僅牽扯到消防用水量和消防供水壓力問題，還牽扯到生活用水與消防用水能否合用的問題。

4.2.2最佳臨時(shí)方案的可行性分析

查閱現(xiàn)行的常用設(shè)計(jì)規(guī)范，涉及到生活用水與消防用水能否合用問題的有：《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2]，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[3]，《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]。

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第3.3.8條規(guī)定：“消防用水與生產(chǎn)、生活用水合并的水池，應(yīng)有確保消防用水不作他用的技術(shù)措施”?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》第7.3.4條規(guī)定：“消防用水與其他用水共用的水池，應(yīng)采取確保消防用水量不作他用的技術(shù)措施”。依據(jù)“防火規(guī)范”的規(guī)定，生活用水可與消防用水合用水池，只要確保消防用水平時(shí)不被動(dòng)用即可。然而《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.3.8條規(guī)定：“生活飲用水池（箱）應(yīng)與其它用水的水池（箱）分開設(shè)置”。依據(jù)本規(guī)定，生活飲用水與消防用水應(yīng)分別貯存在各自的水池中，兩者不可合用水池，與“防火規(guī)范”矛盾。進(jìn)一步查閱《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，在第3.7.2條的條文說明中又提出：“居住小區(qū)加壓泵站（指多層或低層居住小區(qū)的室外給水管網(wǎng)的加壓泵站）的貯水池的總?cè)莘e，除應(yīng)貯存生活用水的調(diào)節(jié)容量外，還應(yīng)貯存消防用水。至于消防用水的貯水量，應(yīng)根據(jù)進(jìn)水條件確定，一般可按消防時(shí)市政管網(wǎng)仍可向貯水池補(bǔ)水進(jìn)行計(jì)算。貯水池一般也不設(shè)消防用水不被動(dòng)用的措施”。從該條文說明可以看出，生活飲用水可與消防用水合用水池，但僅限于多層或低層居住小區(qū)，而且僅適用于室外給水管網(wǎng)的加壓泵站。

兩本“防火規(guī)范”與《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》之所以不同，是因?yàn)榍罢吒鼜?qiáng)調(diào)確保消防用水，對消防用水與生產(chǎn)、生活用水合并的水池應(yīng)有確保消防用水不作他用的技術(shù)措施。根據(jù)以上分析和理解，只要做到在不污染生活用水的前提下，確保消防用水量即可利用生活用水實(shí)現(xiàn)我們的消防供水臨時(shí)方案。

4.2.3最佳臨時(shí)方案的具體實(shí)施

淡水廠供水泵房運(yùn)行的生活供水泵出口壓力可始終維持在0.48MPa以上，生活供水泵全流量運(yùn)行時(shí)為3用1備，當(dāng)前根據(jù)現(xiàn)場用水需求，處于1用2熱備狀態(tài)。該變頻泵單臺(tái)流量為365m3/h，3臺(tái)變頻泵全部投用可提供1000m3/h的流量，不考慮補(bǔ)水，2600m3清水池可以保證滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)>0.4h?？紤]供水泵房出口與輔變油枕噴頭的高度差，以及閥門、雨淋閥組等管線阻力損失，自淡水廠生活水泵出口輸送至倒送電區(qū)域的水壓不小于0.42MPa，完全能夠滿足輔變霧化噴頭最低工作壓力。因此，僅需要布置一段臨時(shí)管道，將生活水泵的出口端與倒送電區(qū)域消防用水接入端連接。為使常規(guī)島完全建成后，將臨時(shí)方案作為倒送電區(qū)域消防用水的備用方案，在臨時(shí)管道的入口處增加一手動(dòng)閥門。為進(jìn)一步提高臨時(shí)方案的可靠性，減少噴頭霧化的時(shí)間，在臨時(shí)管線上增設(shè)一臺(tái)在線式增壓泵，泵的啟停信號，由火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)引出至增壓泵的就地啟動(dòng)控制箱。這樣，即使生活用水量達(dá)到極致，三臺(tái)生活供水泵已經(jīng)全部投用，由于在線式增壓泵的作用，也不會(huì)降低霧化噴頭的供水壓力和供水量。

4.3最佳臨時(shí)方案優(yōu)越性

最佳臨時(shí)方案充分利用了已有的設(shè)施，在不違反相關(guān)規(guī)范的情況下，僅需要布置一段臨時(shí)管道。無論是從投資成本控制，還是采購實(shí)施的及時(shí)性上，以及對總體施工的壓力上來考慮，都可以在接受范圍之內(nèi)。方案實(shí)施之后，通過多次試驗(yàn)，完全滿足輔變的噴淋需求，并順利通過了相關(guān)部門的驗(yàn)收。通過與設(shè)計(jì)部門溝通，將此方案作為倒送電區(qū)域消防用水的備用方案，并記錄備案。

5、結(jié)語

通過某核電廠輔助電源倒送電消防供水臨時(shí)解決方案的分析和實(shí)施，為核電建設(shè)中遇到的此類問題提供了一種解決途徑。臨時(shí)解決方案具有很大的優(yōu)勢，它不僅可以減少大量的投資、縮短建設(shè)周期，甚至還可以成為某部分的備用方案，可供其他核電建設(shè)項(xiàng)目所借鑒。然而，臨時(shí)解決方案的確立是有條件的，它必須有理論依據(jù)為指導(dǎo)，在理論依據(jù)不詳或有矛盾的情況下，要做到正確理解有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，最好找到應(yīng)用規(guī)范的具體實(shí)例，在保證完全符合規(guī)范的前提下，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，盡量減少投資，縮短施工周期，并考慮到臨時(shí)方案實(shí)施以后，為保持核電項(xiàng)目的總體規(guī)劃，如何進(jìn)行善后處理的問題。