核電廠消防水雨淋閥缺陷原因分析及對(duì)策

曾偉 馬偉奇

[摘要]當(dāng)今社會(huì)安全問(wèn)題已深入人心，核電廠消防安全是核電廠安全的重要組成部分，我廠采用的消防設(shè)備分為以下幾種：七氟丙烷滅火系統(tǒng)、消防雨淋閥、消防栓、滅火器等等，其中消防雨淋閥是應(yīng)用十分廣泛的一種，具有報(bào)警和滅火的功能。消防雨淋閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、安全可靠、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。以某電站為例，主要應(yīng)用于三變區(qū)域、04#廠房電纜間、05#廠房電纜間、02#廠房電纜間等。消防雨淋閥主要用于電纜間著火且火勢(shì)較大，無(wú)法用手提式滅火器撲滅時(shí)使用。失火時(shí)，雨淋閥開(kāi)啟，系統(tǒng)開(kāi)式噴頭一齊自動(dòng)噴水撲滅火源，而且可以同時(shí)自動(dòng)向整個(gè)被保護(hù)的面積上噴水，從而防止火災(zāi)的蔓延和擴(kuò)大，影響核電廠其他安全系統(tǒng)動(dòng)作。

[關(guān)鍵詞]核電廠;消防水雨淋閥;缺陷與對(duì)策

引言

與常規(guī)火電廠不同，核電廠是利用核裂變產(chǎn)生的能量進(jìn)行發(fā)電，核燃料、DCS機(jī)柜、柴油發(fā)電機(jī)等與核電廠運(yùn)行息息相關(guān)的重要設(shè)備布置在核島廠房、電氣廠房和柴油發(fā)電機(jī)廠房（統(tǒng)稱(chēng)核島）內(nèi)。廠房?jī)?nèi)環(huán)境復(fù)雜、設(shè)備眾多，關(guān)鍵位置的火災(zāi)預(yù)防、處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，甚至?xí)蟹派湫晕镔|(zhì)釋放的風(fēng)險(xiǎn)。因此，核電廠對(duì)核島內(nèi)火災(zāi)的預(yù)防和處理都有更為嚴(yán)格的要求。核島內(nèi)通常采用雨淋系統(tǒng)進(jìn)行消防供水，正常情況下，雨淋系統(tǒng)是自動(dòng)控制的，其控制的關(guān)鍵是對(duì)雨淋閥的控制。

1組成特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

消防雨淋閥具有報(bào)警和滅火的功能。主要應(yīng)用于三變區(qū)域、04#廠房電纜間、05#廠房電纜間、02#廠房電纜間等。消防雨淋閥主要用于電纜間著火且火勢(shì)較大，無(wú)法用手提式滅火器撲滅時(shí)使用。目前核電廠雨淋閥主要采用的是ZSFM隔膜雨淋閥。ZSFM隔膜雨淋閥是由信號(hào)蝶閥，單向閥，手動(dòng)實(shí)驗(yàn)閥，電磁閥，壓力表，警鈴試驗(yàn)閥，壓力開(kāi)關(guān)，水力警鈴，放水閥等組成，在消防系統(tǒng)側(cè)的管路上接的都是開(kāi)式噴頭，管網(wǎng)內(nèi)不充水。雨淋閥的特點(diǎn)是在發(fā)現(xiàn)火警后，雨淋閥內(nèi)閥瓣迅速開(kāi)啟，壓力水流經(jīng)消防管網(wǎng)從噴頭里噴出覆蓋或隔離整個(gè)保護(hù)區(qū)，適用于起火后火勢(shì)迅猛、火災(zāi)負(fù)荷大、不宜控制的場(chǎng)所使用，雨淋閥組的開(kāi)啟方式分為自動(dòng)、手動(dòng)和遠(yuǎn)程手動(dòng)三種方式，當(dāng)保護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度升高，火災(zāi)探測(cè)器系統(tǒng)動(dòng)作，雨淋閥打開(kāi)，水迅速?gòu)拈_(kāi)式噴頭噴出執(zhí)行滅火功能，并可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，噴出的水形成水霧以達(dá)到阻止火勢(shì)要延、防火分隔和冷卻，窒息等滅火目的。

2工作原理

隔膜雨淋閥采用信號(hào)蝶閥作為控制閥門(mén)，確保系統(tǒng)更安全可靠，它是利用隔膜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閥瓣的啟閉，由隔膜將閥分為壓力腔和工作腔。由于上、下受水力作用面積的差異，實(shí)現(xiàn)密封。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出信號(hào)，通過(guò)火災(zāi)報(bào)警器（或消防控制中心），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打開(kāi)隔膜雨淋閥上的電磁閥（也可手動(dòng)打開(kāi)快開(kāi)閥），使壓力腔的水快速排出，泄壓后作用于閥瓣下部的水迅速推起閥瓣進(jìn)入系統(tǒng)管路噴水滅火。同時(shí)水流向報(bào)警管網(wǎng)，使水力警鈴發(fā)出報(bào)警聲，開(kāi)通壓力開(kāi)關(guān)，給值班室發(fā)出信號(hào)。

3雨淋閥存在的問(wèn)題分析

3.1雨淋閥出口閥問(wèn)題

某電站采用的都是開(kāi)式噴頭，平時(shí)雨淋閥后至噴頭這一段是沒(méi)有水的，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，雨淋閥打開(kāi)使水迅速充滿(mǎn)系統(tǒng)從噴頭中噴出，達(dá)到滅火的功能。雨淋閥的出口閥平時(shí)是保持常關(guān)（三變雨淋閥除外）的，這樣的目的是為了防止由于誤報(bào)警，從而使雨淋閥誤動(dòng)作，產(chǎn)生誤噴水的事件發(fā)生。但是問(wèn)題來(lái)了，以該電站05#廠房614房間的雨淋閥來(lái)打個(gè)比方，614房間的雨淋閥的用戶(hù)是其里面的電纜間，如果以我們現(xiàn)在的方法，聽(tīng)到火災(zāi)報(bào)警，主控下令讓現(xiàn)操去現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，且火勢(shì)較大，現(xiàn)操打開(kāi)里面的電纜間的門(mén)后確認(rèn)已經(jīng)起火且火勢(shì)很大，那樣的話這扇門(mén)內(nèi)的大火撲面而來(lái)，這門(mén)能不能關(guān)上就存在問(wèn)題，一旦不能關(guān)上的話，由于火勢(shì)原因就地現(xiàn)操就無(wú)法在就地手動(dòng)開(kāi)啟雨淋閥出口閥，水就無(wú)法從噴頭噴出來(lái)實(shí)現(xiàn)其滅火功能，一旦火災(zāi)無(wú)法撲滅，造成損失就大了，這樣消防雨淋閥就成了擺設(shè)，沒(méi)有具體的功能。

3.2雨淋閥布局問(wèn)題

該電站雨淋閥布置比較集中，往往是一個(gè)房間里面有多個(gè)雨淋閥，這樣就導(dǎo)致幾個(gè)雨淋閥擠在一塊。布局比較緊湊。有些靠近墻面的閥門(mén)操作十分不方便。有時(shí)候要隔離雨淋閥需要關(guān)閉較大的閥門(mén)時(shí)，F(xiàn)扳手根本使用不上，用手也只能轉(zhuǎn)半圈不到，這些閥門(mén)有些長(zhǎng)時(shí)間不操作，比較卡澀，關(guān)閉十分費(fèi)力，哪怕隔離操作到位后，檢修師傅也反映過(guò)此類(lèi)問(wèn)題，操作空間狹小，閥門(mén)不好卸下來(lái)檢修，檢修完畢安裝也是如此，而且空間狹小，手伸過(guò)去操作閥門(mén)，還有可能被鐵片劃傷。

3.3雨淋閥控制漏洞

目前核島內(nèi)消防系統(tǒng)的雨淋閥控制方案缺乏必要的針對(duì)性，導(dǎo)致潛在的風(fēng)險(xiǎn)尤為突出，目前，核島內(nèi)消防系統(tǒng)使用的雨淋閥組眾多，設(shè)備的采購(gòu)周期較長(zhǎng)，且存在滿(mǎn)足DCS系統(tǒng)中的默認(rèn)脈沖開(kāi)命令時(shí)間2s的雨淋閥是否需要定制制造的因素。一旦在消防的過(guò)程中出現(xiàn)，將對(duì)核島設(shè)備造成極大的危險(xiǎn)。為了避免出現(xiàn)上述風(fēng)險(xiǎn)，需對(duì)雨淋閥的控制方案進(jìn)行改進(jìn)。

4技術(shù)改進(jìn)

4.1雨淋閥出口閥問(wèn)題改進(jìn)

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，雖然現(xiàn)在沒(méi)發(fā)生火災(zāi)，但是我們現(xiàn)在追求的是消除安全隱患，我們要保證其原有的功能正常，就是既要保證防止雨淋閥誤動(dòng)作，又能保證現(xiàn)場(chǎng)人員的安全問(wèn)題，所以我提出對(duì)它進(jìn)行加裝一個(gè)電動(dòng)出口閥。我們可以在雨淋閥和其出口閥之間加一個(gè)電動(dòng)閥（就是紅色標(biāo)記的閥門(mén)），電動(dòng)閥控制地點(diǎn)放在遠(yuǎn)控，平時(shí)手動(dòng)出口閥為開(kāi)啟狀態(tài)，電動(dòng)出口閥為關(guān)閉狀態(tài)。這樣平時(shí)能保證雨淋閥不因?yàn)檎`報(bào)警從而誤動(dòng)作，產(chǎn)生誤噴水。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，也能保證現(xiàn)場(chǎng)操作員確認(rèn)火情后能立即離開(kāi)，打電話告知主控室，讓主控室操作員采取手動(dòng)方式打開(kāi)出口電動(dòng)閥，使水能從噴嘴噴出，實(shí)現(xiàn)滅火功能。這樣既保證火災(zāi)能及時(shí)的撲滅，也能保證現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全。

4.2雨淋閥布局問(wèn)題改進(jìn)

有關(guān)這個(gè)問(wèn)題應(yīng)從最初系統(tǒng)安裝時(shí)解決，應(yīng)按GB50261-96規(guī)定進(jìn)行，ZSFM隔膜雨淋閥應(yīng)豎直安裝，一般距地面高度宜為1.2M，兩側(cè)距墻不少于0.5M，正面距墻1.2m?，F(xiàn)在對(duì)這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有很好的解決方法，除非全部改造移位。

4.3雨淋閥控制方案的改進(jìn)

從硬件的角度考慮，可以采用更換雨淋閥設(shè)備，以滿(mǎn)足主控室DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)的作用時(shí)間的方案;從軟件的角度考慮，可以采用在已有設(shè)備不變的條件下，更改主控室DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)的作用時(shí)間的方案。同時(shí)，核島消防可用是其他核島系統(tǒng)正常施工的重要保證，因此采用更換設(shè)備的方案將極大地影響施工工期、調(diào)試和運(yùn)行。更改信號(hào)的作用時(shí)間僅需在DCS系統(tǒng)的組態(tài)邏輯中對(duì)脈沖命令的作用時(shí)間進(jìn)行修改。這種修改在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程中都可以進(jìn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工不會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)調(diào)試和運(yùn)行的影響非常小。綜合考慮，確定選用更改主控室DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)的軟件的改進(jìn)方案。在不更換雨淋閥設(shè)備的情況下，選用更改主控室DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)的軟件改進(jìn)方案，經(jīng)過(guò)分析，分別從精確控制雨淋閥的啟動(dòng)和滿(mǎn)足GB5135.5-2003要求的角度考慮，一是能減少運(yùn)行和維修部門(mén)的工作量，減少維修成本。二是一旦發(fā)生火災(zāi)就能保證現(xiàn)場(chǎng)人員安全的情況下，迅速撲滅火災(zāi)。將主控室遠(yuǎn)程手動(dòng)控制模塊的開(kāi)命令輸出信號(hào)的脈沖時(shí)間修改為與GB5135.5-2003中要求的雨淋閥的打開(kāi)時(shí)間一致或略大于該時(shí)間。以保證雨淋閥完全打開(kāi)，且不會(huì)出現(xiàn)雨淋閥打開(kāi)后再次被關(guān)閉的可能。因此，這兩種修改方案都是切實(shí)可行的，但還需要考慮核電廠現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試等角度對(duì)兩種方案進(jìn)行對(duì)比分析和綜合考慮，結(jié)合雨淋閥關(guān)閉的要求的角度考慮，一旦雨淋閥打開(kāi)，需要運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，在保證現(xiàn)場(chǎng)安全的情況下才能手動(dòng)關(guān)閉雨淋閥。這個(gè)確認(rèn)過(guò)程也需要一定的時(shí)間處理，因此如果設(shè)置的時(shí)間超出標(biāo)準(zhǔn)中的要求時(shí)間較短，并不會(huì)對(duì)雨淋閥的打開(kāi)和關(guān)閉操作產(chǎn)生影響。

結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)消防水系統(tǒng)和其中關(guān)鍵設(shè)備雨淋閥的工作原理及產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行原因分析后，通過(guò)采取一些針對(duì)性的改進(jìn)措施，并在今后工作中加強(qiáng)對(duì)雨淋閥設(shè)備的巡檢和預(yù)防性維修，對(duì)消防水系統(tǒng)缺陷的減少應(yīng)能起到一定的作用

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