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| 标准编号 | HAD 102/11-2019 (HAD102/11-2019) | | 中文名称 | 核动力厂防火与防爆设计 | | 英文名称 | (Nuclear Power Plant Fire and Explosion-proof Design) | | 行业 | Chinese Industry Standard | | 中标分类 | | | 国际标准分类 | |
HAD 102/11-2019: 核动力厂防火与防爆设计
HAD 102/11-2019 英文名称: Nuclear power plant fire protection and explosion-proof design
附件 1
核安全导则 HAD 102/11–2019
核动力厂防火与防爆设计
(国家核安全局 2019 年 12 月 31日批准发布)
国家核安全局
核动力厂防火与防爆设计
(2019 年 12月 31 日国家核安全局批准发布)
本导则自 2019年 12 月 31日起实施
本导则由国家核安全局负责解释
本导则是指导性文件。在实际工作中可以采用不同于本导则
的方法和方案,但必须证明所采用的方法和方案至少具有与本导
则相同的安全水平。
核动力厂防火与防爆设计
1.2 范围
1.2.1 本导则适用于陆上固定式热中子反应堆核动力厂。对
于其他类型的核动力厂,其内部防火与防爆设计可参照本导则,
但应进行针对性评价。
1.2.2 本导则只涉及为保护核动力厂安全重要物项而采用的
内部防火与防爆设计措施,不包括对核动力厂消防、人员安全防
护和财产保护的一般要求。
1.2.3 本导则防爆相关内容为对核动力厂系统和部件释放出
的易燃液体和气体所致爆炸的防护,不涉及对系统和部件自身爆
炸的防护。系统和部件应通过自身设计解决其防爆问题。
2 总则
2.1 概述
2.1.1 《规定》对核动力厂消防系统提出了基本要求。在核
核动力厂防火与防爆设计
动力厂安全重要构筑物、系统和部件的设计和布臵中,应尽可能
降低内、外部事件引发内部火灾与爆炸的可能性,缓解其后果。
应保持停堆、排出余热、包容放射性物质和监测核动力厂状态的
能力。应通过采用多重部件、多样系统、实体隔离和故障安全的
适当组合实现下述目标:
(1)防止火灾发生;
(2)快速探测并扑灭确已发生的火灾,从而限制火灾的损害;
(3)防止尚未扑灭的火灾蔓延,使其对执行重要安全功能系
统的影响减至最小。
2.1.2 核动力厂的防火设计应符合以下要求:
(1)将火灾发生的概率降至最低;
(2)通过自动和/或人工消防的组合达到火灾的早期探测
和灭火;
(3)通过防火屏障和实体或空间隔离防止火灾蔓延。
2.1.3防爆设计应按以下步骤实施:
(1)防止爆炸发生;
(2)如果爆炸环境不可避免,应将爆炸的风险减至最小;
(3)采取设计措施限制爆炸后果。
在步骤(1)、(2)都不能实现的情况下,应采用步骤(3)。
2.1.4 在核动力厂设计中,应设臵多重安全系统,避免假
设始发事件(如火灾或爆炸)妨碍安全系统执行规定的安全功
核动力厂防火与防爆设计
能。当安全系统的多重性和多样性降低时,应强化每一重安全
系统免受火灾和爆炸影响的保护措施。火灾方面,一般可通过
非能动防护、实体隔离的改进,和/或使用更多的火灾自动报警
系统和灭火系统来实现。
2.1.5 应根据以下假设开展防火设计:
(1)火灾可发生在任何有固定或临时可燃物料处;
(2)同一时间只发生一场火灾,随后出现的火灾蔓延应被认
为是该单一事件的一部分;
(3)火灾可发生在核动力厂任何正常运行状态下。
另外,应考虑火灾和其他可能独立于火灾的假设始发事件的
组合(见 2.5节)。
2.1.6 应进行火灾危害性分析以证明核动力厂设计满足
2.1.1节所述的安全目标。3.5节给出了火灾危害性分析的范围和
指导。
2.2 火灾预防
2.2.1 核动力厂的火灾荷载应保持在合理可行的最小值,应
尽可能采用不燃材料,否则应采用阻燃材料。
2.2.2 应将点燃源的数目减至最少。
2.2.3 核动力厂各系统的设计应尽可能保证不会因其失效而
引起火灾。
2.2.4 对于功能失效或故障可能引起不可接受的放射性物质
核动力厂防火与防爆设计
释放的安全重要物项,应采取相应的保护措施使其免受雷击等自
然现象所引起火灾的危害。
2.2.5 应采取设计措施妥善贮存运行中的临时可燃物料,使
其远离安全重要物项,或采取必要的保护措施。核动力厂运行阶
段防火方面的指导见核动力厂运行防火安全的相关导则。
2.3 火灾自动报警和灭火
2.3.1 应设臵火灾自动报警系统和灭火系统,以及火灾危害
性分析确定的其他必要系统(见 3.5节)。火灾自动报警系统和灭
火系统应在发生火灾时及时报警和/或迅速灭火,并把火灾对安全
重要物项和工作人员的不利影响降至最低。
2.3.2 灭火系统在必要时应能自动启动。灭火系统的设计和
布臵应保证其运行、破裂或误操作不影响安全重要构筑物、系统
和部件的功能,不损坏临界事故的防护措施,不同时影响多重安
全系列,确保为满足单一故障准则而采取的措施有效。
2.3.3 应考虑灭火系统发生故障的可能性。应考虑来自防火
区相邻位臵或相邻防火小区中系统流出物的影响。
2.3.4 为保证人工灭火行动顺利实施,应设臵适当的应急照
明和通信设备。
2.4 火灾包容和减轻火灾后果
2.4.1 应将安全系统的多重部件充分隔离,以保证火灾只会
影响安全系统某一系列,而不会妨碍冗余设臵的另一系列执行安
核动力厂防火与防爆设计
全功能。可将安全系统的每个冗余系列臵于独立的防火区内,或
至少臵于独立的防火小区内以实现上述目标(见 3.3―3.4 节)。
应将防火区之间的贯穿部件数量减至最少。
2.4.2 应针对包含安全系统的所有区域,以及其他对安全系
统构成火灾危害的部位分析假想火灾的后果。分析中应假定假想
火灾所处防火区或防火小区内所有安全系统的功能全部失效,除
非该安全系统由经鉴定合格的防火屏障保护或能承受火灾后果。
对于例外情况,应证明分析的合理性。
2.4.3 每一防火区中的火灾自动报警系统、灭火系统及其支
持系统(如通风、排水系统等)应尽可能独立于这些系统在其他
防火区中的对应部分,以保持相邻防火区内这些系统的可运行性。
2.5 事件组合
2.5.1 如概率安全分析能够证明某种极不可能发生事件的随
机组合发生频率低至可以忽略,则这种事件组合可不作为假设事
故考虑。
2.5.2 消防系统和设备的设计应考虑火灾和其他可能独立于
火灾的假设始发事件的组合,并采取适当应对措施。例如,对于
失水事故和独立火灾事件的组合,应考虑在事故后的长期阶段发
生独立火灾,而不考虑在事故发生和缓解系统启动等短期阶段中
叠加发生独立火灾。
2.5.3 一个假设始发事件不应导致危及安全系统的火灾。应在
核动力厂防火与防爆设计
火灾危害性分析中确定可能导致火灾的原因,如严重的地震事件或
汽轮发电机解体,必要时应采取特定的应对措施(如使用电缆包覆、
火灾自动报警系统和灭火系统等)。在火灾危害性分析中,应特别
注意高温设备和输送易燃液体、气体的管路失效的可能。
2.5.4 应识别出在假设始发事件的各种效应下仍需要维持其
功能(如完整性,和/或功能性,和/或可运行性)的消防系统和
设备,并对其进行适当的设计和鉴定,使其具备抵御假设始发事
件影响的适当能力。
2.5.5 对于发生假设始发事件后无需维持其功能的消防系统
和设备,其设计和鉴定应保证其失效方式不会危及核安全相关物
项。
2.6 爆炸危害的防护
2.6.1 核动力厂应通过设计尽可能消除爆炸危害。设计中应
优先考虑防止或限制形成爆炸性环境的措施。
2.6.2 应尽可能将可能产生或有助于产生爆炸性混合气体的
易燃气体、可燃液体和可燃物料排除在防火区、防火小区、与防
火区和防火小区相邻的区域、以及通过通风系统相联的区域之外。
如不能实现,则应严格限制这些物料的数量并提供足够的贮存设
施,并将活性物质、氧化剂和可燃物料相互隔离。易燃气体压缩
钢瓶应妥善存放在远离主厂房的专用围场内,并根据所处局部环
境条件提供适当保护。应考虑设臵火灾自动报警系统、易燃气体
核动力厂防火与防爆设计
自动探测系统和自动灭火系统,以防止火灾引发爆炸影响其他厂
房内的安全重要物项。
2.6.3 应针对防火区、防火小区,以及爆炸对这些区域有明
显危害的其他区域识别其爆炸危害。在识别爆炸危害中应考虑物
理爆炸(如高能电弧引起的快速空气膨胀),化学爆炸(如气体混
合物爆炸、充油变压器爆炸)和火灾引起的爆炸,还应考虑假设
始发事件的效应(如易燃气体输送管道破裂)。
2.6.4 应选择适当的电气部件(如断路器),并通过设计限制
电弧可能出现的概率、大小和持续时间,将物理爆炸的危害减至
最小。
2.6.5 如不能避免形成爆炸性环境,则应采用适当的设计或
制定必要的运行规程将风险减至最小,相关措施包括:限制爆炸
性气体的体积、消除点燃源、足够的通风量、选择适用于爆炸性
环境的电气设备、惰化、泄爆(如爆破板或其他压力释放装臵)
以及与安全重要物项隔离等。应识别在假设始发事件后需要维持
功能的设备,并对其进行适当的设计和鉴定。
2.6.6 应通过隔离潜在火灾与潜在爆炸性液体和气体,或通
过能动措施(如能提供冷却和蒸汽扩散的固定水基灭火系统)将
火灾引起爆炸(如沸腾液体膨胀汽化爆炸)的风险减至最低。应
考虑由沸腾液体膨胀汽化爆炸产生的冲击波超压和飞射物,以及
在远离释放点位臵点燃易燃气体导致气云爆炸的可能性。
核动力厂防火与防爆设计
2.6.7 应识别不能消除的爆炸危害,并采取设计措施限制爆
炸后果(如超压、产生飞射物或火灾)。应根据 2.1.1节的要求评
价假想爆炸对安全系统的影响。还应评价主控室和辅助控制室运
行人员的疏散和救援路线。在必要时应采取特定的设计措施。
3 厂房设计
3.1 概述
3.1.1 为保证在核动力厂设计中体现第 2 章所述的防火安全
目标,本章对必要的设计活动进行说明。
3.2 布臵和建造
3.2.1 在设计初期,应对厂房进行防火分区。防火分区将安全
重要物项与高火灾荷载相隔离,并将多重安全系统相互隔离。通过
隔离降低火灾蔓延风险,减小火灾的二次效应并防止共模故障。
3.2.2 厂房构筑物应具有适当的耐火能力。对于布臵在防火
区内或构成防火区边界的厂房结构部件,其耐火稳定性等级(承
载能力)应不小于防火区自身的耐火极限要求。
3.2.3 核动力厂全厂(特别是反应堆安全壳和控制室内)应
尽可能使用不燃或阻燃和耐热材料。
3.2.4 应在设计初始阶段为可燃物料及其在厂房中的位臵建
立清单。该清单是火灾危害性分析的重要输入,应在核动力厂整
核动力厂防火与......
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