專利名稱：核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法，具體涉及一種核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析
方法。
背景技術：
近二十年來，我國的核電站從無到有，從小到大，已經(jīng)開始在能源緊缺的沿海地區(qū) 發(fā)揮作用。我國相繼建造了秦山核電站(自主設計的30萬千瓦壓水堆)，大亞灣核電站(引 進法國的2X90萬千瓦壓水堆)，秦山二期核電站(2X60萬千瓦壓水堆)，嶺澳核電站(主 要設備引進法國的2X100萬千瓦壓水堆)，秦山三期核電站(引進加拿大的2X70萬千瓦 重水堆)，田灣核電站(引進俄羅斯的2X 100萬千瓦壓水堆)。目前我國共9臺核電機組 正在商業(yè)運行，另有2臺機組即將投入運行。 80年代美國三哩島和前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故，使公眾對核電的安全問題產(chǎn) 生了新的疑慮。由于核電造價高于火電、水電等常規(guī)發(fā)電方式，使核電在電力市場中的競爭 處于不利地位。因此，安全性和經(jīng)濟性是制約核電發(fā)展的兩個主要因素。解決好安全性問 題，可以增強社會公眾和政府主管部門對核電的信心。 過去，當談到核電站的安全時，人們往往只重視核電站的內部事件，而忽視了對核
電站安全影響較大的外部事件，如火災、地震、龍巻風等。1975年美國布朗斯弗瑞發(fā)生了較
大規(guī)模的火災，使得全世界核電對火災的重要性有了突出的認識。逐步意識到作為外部事
件之一的"火災"，對核電安全的影響頻度甚至大于核電站所有的內部事件。 據(jù)美國火災概率風險分析表明作為初因事件的火災對核電廠總的"堆芯損壞頻
率的貢獻高達55%"。從法國EDF事件數(shù)據(jù)庫找到與火災相關的事件為2204件(1975-1995
年)。其中火災相關事件與真實火災的比例是l : 0.027。平均來講37次火災相關事件，
對應著一次真實火災。由此可見自1975年起的20年中，火災對法國核電廠的經(jīng)濟和安全
造成影響的真實火災有60多次。實踐表明，火災對核電廠的安全問題影響極大。 綜上所述，核電廠消防設計和消防研究是核電廠一項關鍵的、不容忽視的工作，它
涉及到核電站運行、管理、維修、操作等各項環(huán)節(jié)。核電廠由于其自身的特殊性，要面對各種
正常運行工況、事故運行工況以及外部的各種惡劣環(huán)境條件，火災事故不僅會影響到核電
站的運行，導致停堆停機，經(jīng)濟效益受到損害，嚴重的更會導致核安全事故，產(chǎn)生極為嚴重
的后果和災難。 根據(jù)《核電廠設計安全規(guī)定》(HAF 102)規(guī)定，核電廠安全重要系統(tǒng)或設備均需滿 足多重性原則，即為完成一項特定安全功能而采用多于最少套數(shù)的設備(冗余設備)，它是 提高安全重要系統(tǒng)的可靠性并借以滿足單一故障的重要設計原則。在運用多重性原則的條 件下， 一套設備出現(xiàn)故障或失效情況下，不致于導致核安全功能的喪失。當一場火災可能導 致執(zhí)行同一安全功能的冗余設備同時喪失，以致所要求的安全功能無法實現(xiàn)時被稱作火災 共模失效。以往的核電廠消防設計中，防止火災共模失效主要措施是"全包覆"策略，即對 A列安全防火空間內的B列設備的電纜不加分析地進行全面防火包覆。同樣，對于A列安全防火空間內的B列設備也全面采取防火保護措施。由于核電廠進行防火包覆的材料價格昂貴，施工要求高，"全包覆"策略造成一次性工程投資的大幅度增加，同時提高了電廠的運行、維護成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能大量地減少非能動防火保護的數(shù)量、有效節(jié)約工程成本，并確保核電廠安全功能的核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法。 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案一種核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法，包括以下步驟 (1)確定待分析的安全防火空間； (2)根據(jù)準則a、b、c、d依次判斷是否存在潛在的共模，如果不存在，則轉到(1)確定下一個待分析安全防火空間，如果存在，則轉到(3); (3)對潛在共模進行第一階段功能分析，核實火災情況下安全功能的完整性。并判斷是否確認為共模，如果不是，則結束本次分析，如果是則繼續(xù)，其中確認共模的依據(jù)是如果在設備同時失效情況下安全功能無法保證，則該潛在共模點被認為確認的共模點；
(4)對確認的共模進行火災風險分析，判斷是否確認共模，如果否，則無需處理并結束本次分析；如果是，則繼續(xù)；其中判斷依據(jù)為如果火災風險分析證明經(jīng)第一階段功能分析后共模確認的兩個設備至少一個有效，則從火災風險分析的角度不確認該共模；
(5)判斷防火保護要求與系統(tǒng)設計是否一致，如果否，則轉到(6)，如果是，則采取防火保護措施并結束本次分析； (6)進行第二階段功能分析，判斷共模是否可接受，如果是，則無需處理并結束本次分析，如果否，則對該防火空間進行設計修改并結束本次分析；
其中步驟(2)中的準則a、b、c、d分別為 a準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點屬于
確保安全功能的同一系統(tǒng)的兩個冗余列(通道)的安全級機械設備或電纜。 b準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點一方
面存在屬于確保安全功能的安全級機械設備或電纜的一個通道，另一方面又存在屬于同一
系統(tǒng)冗余列(通道)運行所必須的系統(tǒng)。 c準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點電纜不屬于上面所說的類型(a或b)但它們是由冗余配電盤進行供電，并且電纜數(shù)量之多會導致配電盤總保護選擇出現(xiàn)故障。 d準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點火災情況下， 一方面存在設備故障可能會導致事故或附加運行工況出現(xiàn)，同時存在此工況下為了確保安全功能所必需的其他設備。 本發(fā)明的效果在于針對每一防火區(qū)、防火小區(qū)開展"分析"，鑒別潛在的共模失效。然后進行再一次的功能分析，根據(jù)分析結果，對必要的潛在共模點采取補充防火措施，確保火災不會引起共模失效而導致機組正常運行或事故工況下所必須的安全功能的喪失?；馂谋∪醐h(huán)節(jié)分析大量地減少了非能動防火保護的數(shù)量，在確保核電廠安全功能的前提下，極大地節(jié)約了工程成本。


圖1為本發(fā)明所提供的一種核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析流程圖。
具體實施例方式
首先對本發(fā)明中涉及到的概念進行解釋
1.防火空間它包括 (1)安全防火區(qū)(SFS):由強制耐火極限要求為1. 5h的實體邊界(隔離冗余設備)圍成的防火空間，用于避免安全相關設備的共模失效。 (2)安全防火小區(qū)(ZFS):由耐火極限沒有強制要求的實體邊界構成的防火空間，用于避免安全相關設備的共模失效。 (3)人員疏散通道防火小區(qū)(ZFA):用于確保工作人員疏散，并為消防隊員和操作人員進入提供空間。此空間設置目的就是為了確保工作人員的安全。 (4)非安全防火小區(qū)(ZNS):從核安全和人員安全角度不需要對此防火空間進行隔離。 SFS和ZFS組成安全防火空間(VFS)。 ZFA和ZNS組成非安全防火空間。 SFS、 ZFS、 ZFA和ZNS組成防火空間(FV)。 2.火災共模失效當一場火災可能導致某個安全功能無法實現(xiàn)時，被稱為火災共模失效。 3.功能冗余當某個系統(tǒng)功能失效時，其安全功能可以通過其它未受影響的系統(tǒng)來保證。
4. PAO:帶開口的墻。
5. PNM:假想墻體。 6.PFG:指的是當該房間最不利著火點引發(fā)火災時，如果沒有采取消防措施，則火災可能蔓延至整個房間。如果沒有采取措施，則在一定條件下火災有可能對位于房間外部的設備造成損壞。 7.PFL:指的是當該房間最不利著火點引發(fā)火災時，最終不會蔓延至整個房間，僅局限于一個小區(qū)域并會自動熄滅。但是在一定條件下，火災有可能對位于房間外部的設備造成損壞。 8.非PFL :指該房間內的潛在可燃物非常少，在任何情況下火災都不可能對位于房間外部的設備造成損壞。 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明所述的核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法作進一步描述。 如附圖1所示，核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法，包括以下步驟
(1)確定待分析的安全防火空間。
(2)根據(jù)準則a、b、c、d依次判斷是否存在潛在的共模，如果不存在，則轉到(1)確定下一個待分析安全防火空間，如果存在，則轉到(3)。其中。準則a、b、c、d分別為
a準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點屬于確保安全功能的同一系統(tǒng)的兩個冗余列(通道)的安全級機械設備或電纜。 b準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點一方
面存在屬于確保安全功能的安全級機械設備或電纜的一個通道，另一方面又存在屬于同一系統(tǒng)冗余列(通道)運行所必須的系統(tǒng)。 c準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點電纜不屬于上面所說的類型(a或b)但它們是由冗余配電盤進行供電，并且電纜數(shù)量之多會導致配電盤總保護選擇出現(xiàn)故障。 d準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點火災情況下， 一方面存在設備故障可能會導致事故或附加運行工況出現(xiàn)，同時存在此工況下為了確保安全功能所必需的其他設備。 (3)對待分析的潛在共模進行第一階段功能分析，核實火災情況下安全功能的完整性。并判斷是否確認為共模，如果不是，則結束本次分析，如果是則繼續(xù)，其中確認共模的依據(jù)是如果在設備同時失效情況下安全功能無法保證，則該潛在共模點被認為確認的共模點。
(4)對確認的共模進行火災風險分析，判斷是否確認共模，如果否，則無需處理結
束本次分析，如果是，則繼續(xù)；其中判斷依據(jù)為如果火災風險分析證明經(jīng)第一階段功能分析
后共模確認的兩個設備至少一個有效，則從火災風險分析的角度不確認該共模。
(5)判斷防火保護要求與系統(tǒng)設計是否一致，如果否，則轉到(6)，如果是，則采取
防火保護措施并結束本次分析。 (6)進行第二階段功能分析，判斷共模是否可接受，如果是，則無需處理結束本次分析，如果否，則對該防火空間進行設計修改并結束本次分析。 下面以某壓水堆核電廠NX廠房防火空間3ZFSK0081A為例，對火災薄弱環(huán)節(jié)分析方式進一步說明
實施例1 : ①在核燃料廠房(KX廠房)，確定一個待分析的A列安全防火空間3ZFSK0081A。
②根據(jù)準則a) 、 b)，發(fā)現(xiàn)以下潛在共模點兩個冗余列閥門EAS 013VB(A列)和EAS014VB(B列)的限位開關均位于本安全防火空間內。根據(jù)c)、d)準則判定，本安全防火空間無潛在共模點。
③功能分析 這兩個閥門是安全殼噴淋泵(EAS 001P0/002P0)的地坑吸水管線隔離閥，EAS013 VB / 014 VB在機組正常運行條件下關閉。為了保證安全殼噴淋功能，該閥門在安全殼噴淋系統(tǒng)循環(huán)噴淋階段打開。當接到"EAS 013VB(EAS 014VB)打開"信號，在"EAS013VB(EAS014VB)全開"的同時，安全殼噴淋泵換料水箱吸水管線隔離閥EAS 001VB(EAS002VB)自動關閉。如果火災破壞了 EAS013VB/014VB限位開關，EAS 001VB/002VB將無法接到自動關閉命令，而相應安全殼噴淋系統(tǒng)向循環(huán)噴淋階段的轉換功能則會失效。
綜上分析，從功能分析的角度，EAS 013VB/014VB限位開關共模確認。
④火災風險分析 本安全防火空間不是PFG。 EAS 013VB/014VB限位開關的控制電纜共模點僅存在于某個房間，且該房間不是PFL房間。另夕卜，距EAS 013VB/014VB限位開關4m范圍之內無其它PFL，所以由于熱輻射而導致的失效風險可以排除。 EAS 013VB/014VB限位開關控制電纜敷設在距頂板小于lm內的空間。然而，由于其所在房間頂板上有許多開口 ，熱氣流不會在頂板附近聚集，所以由于熱氣流導致的失效風險也可以排除。 綜上所述，從火災風險分析的角度，EAS 013VB/014VB限位開關共模不確認，無需
進行防火處理，結束本次分析。
實施例2 : ①在核燃料廠房(KX廠房)，確定一個待分析的A列安全防火空間3ZFSK0280A。
②根據(jù)準則a) 、 b)，發(fā)現(xiàn)以下潛在共模點 即發(fā)現(xiàn)安全殼內大氣監(jiān)測子系統(tǒng)(DVK)大部分A、B兩列設備均位于本安全防火空間內。根據(jù)c) 、 d)準則判定，本安全防火空間無潛在共模點。
③功能分析 在DVK系統(tǒng)中，僅小流量排風子系統(tǒng)是安全相關系統(tǒng)。該系統(tǒng)用以在LOCA或核燃料裝卸事故后降底空氣中放射性污染。故從功能分析角度，該共模點確認。
④火災風險分析 本安全防火空間不是PFG。小流量排風子系統(tǒng)相關設備所在房間不是PFL房間，而且該房間與其它PFL房間之間無PAO/PNM開口。故一般情況下該系統(tǒng)不受火災的影響。然而，如果火災發(fā)生在DVK系統(tǒng)碘吸附器內部，碘吸附器兩側防火閥自動關閉，該系統(tǒng)將不可用。 從火災危害角度分析，該共模點確認。
⑤判斷防火保護要求與系統(tǒng)設計是否一致 碘吸附器內部為活性炭，其在高溫情況下易自燃，盡管其進出口均設置了溫度探測器，但設計中仍不能確保火災不會發(fā)生，并無法采取保護措施，故需進行第二階段功能分析。 ⑥第二階段功能分析
考慮到 i.小流量排風子系統(tǒng)僅在碘吸附器內部發(fā)生火災的情況下會失去； ii. DVK系統(tǒng)設計原則中不考慮LOCA事故，該系統(tǒng)在LOCA事故后有助于減輕事故
所造成的后果，但并不是緩解事故后果所必須的系統(tǒng)； iii.對于核燃料裝卸事故，小流量排風子系統(tǒng)僅在事故發(fā)生24小時之后使用；
鑒于同時滿足上述三個條件的火災發(fā)生的機率較低，所以該共模點是可以接受的，無需進行防火處理，結束本次分析。 顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法，其特征在于包括以下步驟(1)確定待分析的安全防火空間；(2)根據(jù)準則a、b、c、d依次判斷是否存在潛在的共模，如果不存在，則轉到(1)確定下一個待分析安全防火空間，如果存在，則轉到(3)；(3)對潛在共模進行第一階段功能分析，核實火災情況下安全功能的完整性，并判斷是否確認為共模，如果不是，則結束本次分析，如果是則繼續(xù)，其中確認共模的依據(jù)是如果在設備同時失效情況下安全功能無法保證，則該潛在共模點被認為確認的共模點；(4)對確認的共模進行火災風險分析，判斷是否確認共模，如果否，則無需處理并結束本次分析；如果是，則繼續(xù)；其中判斷依據(jù)為如果火災風險分析證明經(jīng)第一階段功能分析后共模確認的兩個設備至少一個有效，則從火災風險分析的角度不確認該共模；(5)判斷防火保護要求與系統(tǒng)設計是否一致，如果否，則轉到(6)，如果是，則采取防火保護措施并結束本次分析；(6)進行第二階段功能分析，判斷共模是否可接受，如果是，則無需處理并結束本次分析，如果否，則對該防火空間進行設計修改并結束本次分析；其中步驟(2)中的準則a、b、c、d分別為a準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點屬于確保安全功能的同一系統(tǒng)的兩個冗余列(通道)的安全級機械設備或電纜。b準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點一方面存在屬于確保安全功能的安全級機械設備或電纜的一個通道，另一方面又存在屬于同一系統(tǒng)冗余列(通道)運行所必須的系統(tǒng)。c準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點電纜不屬于上面所說的類型(a或b)但它們是由冗余配電盤進行供電，并且電纜數(shù)量之多會導致配電盤總保護選擇出現(xiàn)故障。d準則如果在同一個安全防火空間內存在以下情況，則認定為火災共模點火災情況下，一方面存在設備故障可能會導致事故或附加運行工況出現(xiàn)，同時存在此工況下為了確保安全功能所必需的其他設備。
全文摘要
本發(fā)明屬于火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法，具體涉及一種核電廠火災薄弱環(huán)節(jié)分析方法。其特點在于針對每一防火區(qū)、防火小區(qū)開展“分析”，鑒別潛在的共模失效。然后進行再一次的功能分析，根據(jù)分析結果，對必要的潛在共模點采取補充防火措施，確?；馂牟粫鸸材ＪФ鴮е聶C組正常運行或事故工況下所必須的安全功能的喪失?；馂谋∪醐h(huán)節(jié)分析大量地減少了非能動防火保護的數(shù)量，在確保核電廠安全功能的前提下，極大地節(jié)約了工程成本。
文檔編號A62C3/00GK101732810SQ20081018099
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2008年11月20日
發(fā)明者信天民, 劉文華, 王樂, 譚廣萍 申請人:中國核電工程有限公司