方家山消防水系统查漏预案的制定与优化

摘要：核电站的特殊性要求消防系统必须时刻处于可用的状态。方家山核电厂消防水系统结构复杂、设备众多，自商运以来已经多次发生消防水的泄漏。当系统发生泄漏时，应迅速准确的将漏点隔离，避免影响整个消防水系统。本文通过整理分析各个分系统之间的布置特点和控制原理，帮助运行人员对整个消防水系统有一个全面细致的认识，制定适用于方家山机组的消防水查漏方案，对比具体查漏过程，验证应用该方案的可行性。提出后续对工艺系统进行改造的建议，优化目前的查漏方案。

关键字：方家山；消防水系统；查漏方案

Formulation and optimization of leak detection plan for Fangjiashan fire fighting water system

Li Bin

（CNNO, Operation Department 2, Zhejiang Jiaxing）

Abstract: The particularity of nuclear power plants requires that the fire fighting system must be in an available state at all times. The fire fighting water system of Fangjiashan Nuclear Power Plant has been leaking many times since the commercial operation because of its complex structure and numerous equipments. When leakage occurs in the fire fighting water system, the leakage point should be quickly and accurately isolated to avoid affecting the whole fire fighting water system. By arranging and analyzing the layout characteristics and control principles of each sub-system, this paper helps the operators to have a comprehensive and detailed understanding of the whole fire fighting water system, and formulates a fire water leak detection scheme suitable for Fangjiashan units. The feasibility of applying the scheme is verified by comparing the specific leakage inspection process. Suggestions on the subsequent modification of the process system are put forward to optimize the current inspection scheme.

Keywords: Fangjiashan; Fire fighting water system; Leak detection scheme

核电厂由于其组成的特殊性，当发生火灾时，不仅会造成人身伤亡和经济损失，还会影响核设备的运行，严重情况下，可能导致核事故的发生。

核电厂消防系统对于早期火灾探测预警以及扑救起到非常重要的作用。方家山核电厂至商运以来消防系统多次发生故障，而大部分故障又集中在消防水系统。能否在缺陷发生的第一时间将故障点合理准确隔离，确保其它消防设备的正常运行；能否在突发火灾时，优先保证核安全功能设备的消防要求，对于运行人员来说至关重要。

1. 消防水系统的组成

消防水生产系统（JPP）为整个厂区提供设计压力的消防水，是厂房消防水分配系统（JPD）和厂区消防水分配系统（JPU）的消防水源。厂房消防水分配系统（JPD）由各厂房子系统组成，包括核岛厂房消防水分配系统（9JPD）；MX厂房消防水分配系统（1/2JPD）和各BOP厂房（如AC/AL/TC等）消防水分配系统（0JPD），主要用于向各自厂房内的消火栓和自动喷淋装置分配水量。厂区消防水分配系统（JPU）为分布在厂区的消火栓和BOP厂房内的消防水分配系统供水。常规岛气压供水系统（9JPH）

用于维持核岛消防水、常规岛消防水以及厂区消防水系统消防管网稳定的水压。

2. 消防水系统的控制原理

2.1. 核岛消防系统

RX、KX和NX厂房每层均设有消火栓，它们可以到达可能发生火灾的任何部位，消火栓与干式立管相连，各厂房干式立管布置如下：          

1) RX厂房内布置3根干式立管，与JPD系统固定连接，当使用其上的消火栓时，手动打开070VE即可。

2) NX厂房内布置2根干式立管，KX厂房内布置1根干式立管，当使用其上的消火栓时，需要通过软管与JPD系统相连，然后手动打开软管两端的隔离阀即可。

RCP泵和RCV泵的消防分两个阶段：

1) 第一阶段消防通过开启CO2释放阀，对除盐水箱加压，使除盐水箱内的水通过开式喷头喷出；

2) 第二阶段消防通过开启对应的气动阀，使干式立管内的消防水通过开式喷头喷出。区别在于RCP泵使用的干式立管通过手动打开070VE就可以使用，而RCV泵使用的干式立管则需要先连接软管，在打开隔离阀才能使用。

2.2. 柴油发电机厂房灭火系统

主贮油罐间采用开式水成膜泡沫喷淋灭火系统。当感温和感烟探测器同时探测到火灾时，雨淋阀电磁阀动作，雨淋阀和泡沫控制阀同时打开，泡沫液和消防水在泡沫比例混合器中混合后直接从喷头喷出。

柴油发电机间、日用油箱间、润滑油箱间和空气压缩机间采用闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统。与开式水成膜泡沫喷淋灭火系统的区别在于，该系统采用的是闭式喷头，只有当房间温度上升使闭式喷头破裂时，泡沫混合液才能从喷头喷出。

2.3. 电气厂房消防系统

LX厂房-3.4M和+3.8M层采用开式水喷雾灭火系统。在每一根消防支管上均安装有熔断阀，熔断阀常关，阀前为湿管，阀后为干管。当发生火灾时，熔断阀自动动作，消防水通过开式喷头喷出。

LX厂房+11.50M和+15.50M层采用闭式水喷淋灭火系统。在每一根消防支管上均安装手动控制阀，手动控制阀常关，阀前为湿管，阀后为干管。当发生火灾时，需要手动打开控制阀，消防水进入消防支管，当环境温度上升使闭式喷头打开后，消防水才能通过喷头喷出。

2.4. 常规岛自动喷水灭火系统

MX厂房-7.5M和+0.0M层大厅各设置有两套预作用水喷淋灭火装置。本系统采用的是闭式喷头，当火灾发生时，预作用阀打开，消防水进入管网，当环境温度上升使闭式喷头破裂时，消防水才能通过喷头喷出。

MX厂房的主变、厂变以及APA泵等的消防采用开式水喷雾灭火系统。本系统采用的是开式喷头，当火灾发生时，雨淋阀打开，消防水直接通过喷头喷出。

3. 消防水系统的管网布局

方家山核电厂消防水系统管网整体布局如图1所示，主要原则为：

图1 方家山消防管网总图

1) 两个机组的四台消防水泵的吸水管和出水管通过带隔离阀的管线相连通。正常情况下，入口连通阀处于关闭状态，出口连通阀处于打开状态；

2) 9JPD设置成闭式环状供水管网，由两根管道通过GA沟与1/2JPP系统连接；

3) 从9JPD管网引出若干分支，供1/2JPI、1/2JPL、1/2JPV和1/2ASG系统；

4) 从9JPD管网引出两根管道，通向1/2MX厂房，供1/2JPD系统。在每根管道上各设置一个电动阀，用作与非抗震的常规岛消防管网之间的隔离；

5) 1/2JPD设置成环状供水管网，在1#和2#机组之间设有一条联络管线，在一条管道检修或故障时，由另一条管道保证消防水供应；

6) 1/2JPD各引出一条管道，经三套减压阀组后，向0JPU提供消防水。减压阀组前管网压力维持在1.12MPa，减压阀组后管网压力维持在0.80MPa。

4. 消防水查漏预案制定

4.1. 消防水泄漏点分类

整个消防水系统的泄漏可分为管网泄漏和设备故障引起的泄漏：

1) 厂区消防水管网以减压阀为界，减压阀前为高压管线，减压阀后为低压管线。由于整个消防水系统不存在加压设备，系统压力不会大幅升高，因此高压管线泄漏的可能性很小，在排查时主要考虑低压管线的泄漏。实际上，由于减压阀组的减压性能不能满足要求、弹簧式安全阀的动作压力又远远大于其设计值以及GB沟内管线法兰采用耐压效果不好的硅橡胶垫片等问题的存在，致使方家山在2015-2016年间，多次发生GB沟跑水事件。

2) JPI、JPL、JPV和JPT等系统存在雨淋阀及熔断阀等设备，当这些设备误动作的时候，会导致消防水直接通过喷头喷出，造成泄漏点。

4.2. 消防水泄漏处理策略

消防水系统涉及范围广、设备多，出现泄漏时，盲目查找漏点，不但会消耗大量人力，而且不能及时找出并隔离漏点，此时如果核安全设备发生火灾，势必影响灭火，后果可能很严重。根据上面对消防水系统的介绍，我们制定下述排查逻辑：

首先，当KIC画面上发消防水压力低报警时，操纵员第一时间确认消防水泵已自动启动，否则手动启动消防水泵，确保整个消防水管网的压力。

其次，操纵员查看KIC报警并翻阅JPI、JPL和JPV画面。如果是设备误动造成喷淋，会在KIC触发“消防喷淋开启”报警。

再次，一名现场操作员到1/2MX902房间查看1/2JDT001AR上是否有雨淋阀压力开关动作报警。如果1/2MX厂房的雨淋阀故障导致喷淋，会触发报警。同时派另一名现场操作员去PA厂房，查看9JPH系统运行是否正常，是否存在泄漏。

最后，对厂区和BOP厂房消防水管网及设备进行查漏。通过关闭现场阀门，将BOP分为三个区域，分别由三个减压阀组控制。然后依次关闭和开启相应减压阀后的隔离阀，通过观察阀后管线压力能不能稳定以及听减压阀有无持续漏水声来判断对应区域有无泄漏，最后派人对相关区域进行现场巡检。

5. 结论

核电厂火灾不仅造成巨大损失，可能造成的后果也很严重，而消防水系统能够将火灾消除在萌芽状态。本文通过制定消防水查漏预案，使得电站运行人员能够在缺陷发生的第一时间将故障点准确隔离，确保消防系统处于可用状态，保证核设施的安全。

参考文献

[1]中核核电运行管理有限公司，消防水管线泄漏后的隔离与恢复，2016.7

[2]华东电力设计院，常规岛自动喷水灭火系统设计手册，2011.9