淺析核島電纜防火封堵設(shè)計(jì)與火電站差異

摘 要：伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷優(yōu)化以及社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)用電強(qiáng)度不斷增加，供電壓力不斷增強(qiáng)。為了優(yōu)化核電站核島電纜防火封堵設(shè)計(jì)質(zhì)量，文章從電纜防火封堵設(shè)計(jì)層面分析核電站核島與常規(guī)火電站的差異，為今后相關(guān)工程提供設(shè)計(jì)理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：核電站；核島電纜；防火封堵設(shè)計(jì)；核電工程

引言

電力能源是電氣化的根本，發(fā)展電力工程對(duì)于整個(gè)社會(huì)發(fā)展有著非常重要的影響。但是，火電發(fā)電仍然存在燃煤消耗量較大，環(huán)境影響嚴(yán)重的缺陷，核能發(fā)電在我國的發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，但是發(fā)展速度非常快。就目前而言，已經(jīng)具備清潔、安全、燃料消耗低等特點(diǎn)，非常符合電力發(fā)展的需求。對(duì)此，核能發(fā)電是電能源的必然發(fā)展趨勢(shì)。但是，因?yàn)楹穗娬揪邆漭^高的火災(zāi)危險(xiǎn)性，危害也比較大，在火災(zāi)發(fā)生之后，不僅會(huì)停電，還可能會(huì)造成放射性物質(zhì)外泄引起環(huán)境污染及人員傷亡。對(duì)此，為了提升核電站核島設(shè)計(jì)安全性，研究核電站核島電纜防火封堵設(shè)計(jì)與常規(guī)火電差異有著顯著意義。

1 建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求有差異

常規(guī)火電廠主要是按照GB 50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)的“電纜防火與組織延燃”當(dāng)中的內(nèi)容、GB50229-2006《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、DLGJ154-2000《電纜防火措施設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》以及DL5027）-1933《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》為主要的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求[1]。核電站核島主要是按照GB/T 22158-2008《核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范》、EJ/T1217-2007《核動(dòng)力廠火災(zāi)危害性分析指南》等核安全規(guī)范為主[2]。

2 采用的防火封堵材料有差異

2.1 火電廠防火封堵材料

當(dāng)前火電廠所使用的防火封堵材料按照組成的成分與性能可以分為三個(gè)種類，分別為有機(jī)防火封堵材料、無機(jī)防火封堵材料、阻火包、阻火模塊[3]。

有機(jī)防火封堵材料：有機(jī)防火封堵材料主要是由有機(jī)合成樹脂組成，具備顯著的可塑性，良好的防火性，發(fā)煙量較低，耐火性較強(qiáng)，能夠有效地阻止煙氣、火災(zāi)的蔓延和傳播；無機(jī)防火封堵材料：無機(jī)防火封堵材料主要是以耐火高溫?zé)o機(jī)材料與防火劑經(jīng)過磨制而成，具備比較高的耐火限度和機(jī)械強(qiáng)度，能夠有效地杜絕火焰穿透蔓延，屬于快速固定形狀的阻燃材料；阻火包：阻火包是一種以具備不燃性的布料將耐火材料包裹成不同形狀的包狀體。在遭遇火災(zāi)時(shí)，材料能夠快速膨脹，形成嚴(yán)密的封堵結(jié)構(gòu)，達(dá)到隔熱阻火的目的。阻火包大多應(yīng)用在空洞較大的位置，其具備重做、撤換便利的特點(diǎn)，尤其適用于更換電纜頻率較高的重要位置，例如施工各種使用阻火包臨時(shí)封堵通道；阻火模塊：伴隨著近些年相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，陸續(xù)地研制出了使用無機(jī)膨脹材料與少量高質(zhì)量膠聯(lián)合材料所制作的阻火模塊，其普遍具備凹凸自鎖的性能，能夠讓封堵墻面的機(jī)械性能非常高，不容易發(fā)生變形、坍塌，在電纜溝等大型孔洞的封堵應(yīng)用中效果顯著。

2.2 核電站核島防火封堵材料

核電站核島當(dāng)中，所采用的防火封堵材料與火電廠相比有明顯的差異[4]。防火封堵材料主要是以無機(jī)防火水泥、硅酮泡沫與硅酮橡膠、含鉛硅酮泡沫以及MCT水密阻火模塊為主。

無機(jī)防火水泥：與火電廠的無機(jī)防火封堵材料較為類似，主要是應(yīng)用在電纜密度低于40%的孔洞當(dāng)中，無機(jī)防火水泥的優(yōu)勢(shì)在于造價(jià)相對(duì)于其他幾種防火封堵材料而言比較低，缺陷在于封堵之后固化強(qiáng)度比較高，如果后續(xù)需要增加電纜，其必須要鉆孔施工，施工較為麻煩。相關(guān)研究顯示，在國外的一個(gè)新核電工程中，均未采用無機(jī)防火水泥防火，而是選擇便于拆卸的柔性材料。但是，針對(duì)我國實(shí)際情況就當(dāng)前狀況而言，其施工難度比較高，仍然需要以無機(jī)防火水泥為主，但是，如果大量使用其他材料，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程造價(jià)更高。對(duì)此，常規(guī)施工方式就是在施工過程中先使用耐火隔離板制作臨時(shí)的封堵施工，在電纜施工完成之后再做永久封堵；硅酮泡沫與硅酮橡膠：硅酮泡沫與硅酮橡膠屬于有機(jī)硅氧化物的聚合物，普遍需要按照電纜密度的大小進(jìn)行針對(duì)性應(yīng)用，硅酮泡沫普遍應(yīng)用于電纜密度在40%至60%之間的孔洞中，在電纜密度高于60%時(shí)，就需要采用硅酮橡膠。采用硅酮橡膠的優(yōu)勢(shì)在于密度較高，凝固時(shí)間比較長(zhǎng)，滲透性較高，針對(duì)電纜密度較高、間隙較小的狀況下封堵效果顯著。而含鉛硅酮泡沫則主要應(yīng)用于有放射性防護(hù)需求的位置；MCT封堵模塊：MCT封堵的應(yīng)用類似于火電廠的水密阻火模塊，以預(yù)埋在土建墻體或樓板當(dāng)中的金屬框、高分子材料組合而成的積木式組合模塊與金屬壓緊壓頭構(gòu)成。

以上所指出的核電站核島電纜防火封堵材料與火電廠的不同均是因?yàn)楹藣u對(duì)封堵的要求與火電廠的要求不相同而形成的。

3 施工方式與難易程度的差異

火電廠的設(shè)計(jì)只需要在圖紙當(dāng)中明確標(biāo)注封堵的施工方式和要求，便可以按照設(shè)計(jì)需求，參照封堵材料的使用方式，在滿足規(guī)范的施工技術(shù)下施工即可[5]。但是，核電站核島的電纜防火封堵施工不僅需要按照?qǐng)D紙當(dāng)中的設(shè)計(jì)進(jìn)行，還需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的電纜貫穿密度和封堵要求選擇最佳封堵材料，然后根據(jù)這一種材料的施工方式進(jìn)行施工，需要與施工現(xiàn)場(chǎng)有更加緊密的聯(lián)系，并且核電站的封堵材料除了無機(jī)防火水泥以外，施工工藝都非常繁瑣，對(duì)于施工人員的要求比較高。

4 耐火極限與封堵要求的差異

核電站與火電廠之間，耐火極限有明顯的差異。雖然核電站與火電廠均需要所有電纜貫穿位置都需要有相應(yīng)的耐火限制，但是火電廠的耐火極限是以GB 50229為標(biāo)準(zhǔn)，也就是必須高于1小時(shí)的耐火能力[6]。相反，核電站必須要有1.5小時(shí)的耐火極限，明顯高于火電廠。

在核電站核島中，按照土建結(jié)構(gòu)的不同，每一個(gè)封堵都需要具備以下幾個(gè)功能：耐火極限、氣密性、水密性、生物屏蔽、人員安全、所能承受的抗震與抗壓力。而火電廠中，只是單一的要求填充全面，但是對(duì)實(shí)際的填充密度、水密性、氣密性、生物屏蔽等參數(shù)沒有具體要求。從這一方面看，核電站核島電纜防火封堵設(shè)計(jì)比常規(guī)火電廠有著更為苛刻的要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，核電站的防火封堵設(shè)計(jì)將會(huì)直接決定整個(gè)核電站的工作安全性。文章針對(duì)核電站核島的防火封堵設(shè)計(jì)和常規(guī)火電封堵設(shè)計(jì)的差異進(jìn)行對(duì)比、分析。對(duì)此，希望本研的研究能夠?qū)φ诮ㄔO(shè)或即將建設(shè)的核電站防火封堵設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的參考、借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張?jiān)品?核電站核島電纜防火封堵設(shè)計(jì)與常規(guī)火電差異分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012（4）：96-97.

[2]呂宏偉.壓水堆核電站核島電氣防火封堵施工的合理化研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（28）：31-32.

[3]習(xí)磊朋，楊偉濤，董旭.M310核電站核島廠房土建開洞封堵判斷原則研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，15（7）：71-74.

[4]孫長(zhǎng)生，龐松濤.壓水堆核電站過程控制系統(tǒng)（發(fā)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)叢書）[M].中國電力出版社，2014.

[5]高杰宗，鐘華，周杰. 1000核電站核島與常規(guī)島焊縫滲透探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中的差異[J].無損探傷，2012（5）：26-29.

[6]高杰宗，鐘華，周杰.CPR1000核電站核島與常規(guī)島焊縫滲透探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中的差異[J].無損探傷，2012（5）：26-29.

作者簡(jiǎn)介：潘鵬（1989-），男，湖北省隨州市人，工作單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司，職務(wù)：電氣設(shè)計(jì)工程師，研究方向：電力建設(shè)。