核電廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

謝燕芬

摘 要：由于核電廠的特殊性，火災(zāi)發(fā)生時(shí)如何更好地保護(hù)工作人員的人身安全問(wèn)題尤為重要，該研究主要分析了目前使用較廣泛的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并在保留各自優(yōu)點(diǎn)的情況下給予了改進(jìn)意見(jiàn)，使其在功能和安全方面得到提高。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，核電廠的管理也趨向于網(wǎng)絡(luò)化，此火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)亦通過(guò)對(duì)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)控制的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，更進(jìn)一步完善了核電廠的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：核電廠 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（c）-0039-02

現(xiàn)如今自然能源日益減少，新能源的開(kāi)發(fā)利用迫在眉睫，核能是一種新能源的極好選擇，核電廠也越來(lái)越多，核電廠通過(guò)建立將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備發(fā)電，雖然基建投資高，但因燃料費(fèi)用較低，發(fā)電成本也較低，并可減少污染等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展迅速。但核能有潛在的輻射損害，一旦核電廠發(fā)生火災(zāi)等安全事故，核泄漏污染所造成的后果將極其嚴(yán)重，如何防止火災(zāi)，如何及時(shí)撲滅火情，防止爆炸等重大核安全事故是核電站安全管理的關(guān)鍵。

1 核電廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成

核電廠由核島、常規(guī)島、輔助建筑物三部分構(gòu)成，不同于一般電廠，其對(duì)震動(dòng)、輻射、風(fēng)速、電磁、雷擊等危險(xiǎn)因素有更高的要求，所以火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置不僅要滿足國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，更要具備抵抗上述不良因素的性能。該研究采用全面防護(hù)的要求，使火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)覆蓋核電廠所有區(qū)域，保證核電廠的安全運(yùn)行?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成包括火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器、各種不同類型的火災(zāi)探測(cè)器、氫氣報(bào)警控制器、模擬盤(pán)、手動(dòng)報(bào)警按鈕、火警聯(lián)動(dòng)設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急廣播、消防專用電話等系統(tǒng)/設(shè)備組成。當(dāng)某一區(qū)域火災(zāi)探測(cè)器動(dòng)作或手動(dòng)報(bào)警時(shí)，所有聲光報(bào)警器均立即報(bào)警，提醒工作人員撤離，并將火警信號(hào)送至火災(zāi)報(bào)警控制器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期報(bào)警，以便及早確認(rèn)火情，采取相應(yīng)措施，自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)消防滅火設(shè)備，以減少損失?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)按總線環(huán)路設(shè)計(jì)，任意一點(diǎn)且僅一點(diǎn)斷線時(shí)，不影響系統(tǒng)報(bào)警。系統(tǒng)總線上應(yīng)設(shè)置總線短路隔離器，每只總線短路隔離器保護(hù)的火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕和模塊等消防設(shè)備的總數(shù)不應(yīng)超過(guò)32點(diǎn)；總線穿越防火分區(qū)時(shí)，應(yīng)在穿越處設(shè)置總線短路隔離器。

2 應(yīng)用核電廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)核電廠各區(qū)域情況，保障了故障及火情的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)制止；通過(guò)控制器和就地模擬盤(pán)可以顯示火災(zāi)具體發(fā)生位置，并且可顯示第一個(gè)報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防閥門(mén)的聯(lián)動(dòng)控制；可以對(duì)故障及火災(zāi)的實(shí)時(shí)發(fā)展情況起到監(jiān)測(cè)作用，以便采取進(jìn)一步措施；氫氣探測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定位置氫氣情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控；因有就地模擬盤(pán)的圖形顯示，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以根據(jù)基地模擬盤(pán)的指示，選擇最合適的避難場(chǎng)所及通道，能保證工作人員的安全撤離。

3 如何布置核電廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

系統(tǒng)中的火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器和消防應(yīng)急廣播的控制裝置、消防專用電話總機(jī)等起集中控制作用的消防設(shè)備，應(yīng)設(shè)置在消防控制室內(nèi)。探測(cè)器分為感煙、風(fēng)管式感煙、線型光束感煙、本安型感煙、吸氣式感煙、紅外火焰、差定溫感溫、纜式線型感溫、氫氣探測(cè)器等不同類型。應(yīng)根據(jù)保護(hù)場(chǎng)所可能發(fā)生火災(zāi)的部位和燃燒材料的分析，以及火災(zāi)探測(cè)器的類型、靈敏度和響應(yīng)時(shí)間等選擇相應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。對(duì)于可能產(chǎn)生煙霧的房間，選擇感煙探測(cè)器；在通風(fēng)系統(tǒng)管道內(nèi)監(jiān)測(cè)煙霧情況，選擇風(fēng)管式感煙探測(cè)器；在無(wú)遮擋的大空間安裝線型光束感煙探測(cè)器；在有爆炸性的危險(xiǎn)區(qū)域安裝本安型感煙探測(cè)器；在反應(yīng)堆廠房冷卻劑泵環(huán)路的潤(rùn)滑油小室和LX廠房的電子設(shè)備間及與安全相關(guān)的電氣柜間安裝吸氣式感煙探測(cè)器；儲(chǔ)油及燃油間要安置紅外火焰探測(cè)器；在熱慣性高的區(qū)域安裝差定溫感溫探測(cè)器和火焰探測(cè)器；在電纜比較密集的區(qū)域或電纜橋架、電纜溝、電纜豎井安裝纜式線型感溫探測(cè)器；在汽機(jī)軸承設(shè)置點(diǎn)式感溫探測(cè)器和紅外火焰探測(cè)器；而可累計(jì)氫氣的部位安裝氫氣探測(cè)器。模擬盤(pán)主要考慮安置在工作人員通道及避難場(chǎng)所處，可以將核電廠建筑物內(nèi)的火災(zāi)、故障報(bào)警信號(hào)以圖形的形式顯示在模擬盤(pán)上，電源來(lái)自控制器，模擬盤(pán)上應(yīng)設(shè)置防火排煙等閥門(mén)的控制操作按鈕。每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕。從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的步行距離不應(yīng)大于30 m。手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕宜設(shè)置在疏散通道或出入口處。每個(gè)報(bào)警區(qū)域內(nèi)應(yīng)均勻設(shè)置火災(zāi)警報(bào)器，其聲壓級(jí)不應(yīng)小于60 dB；在環(huán)境噪聲大于60 dB的場(chǎng)所，其聲壓級(jí)應(yīng)高于背景噪聲15 dB。

4 如何完善網(wǎng)絡(luò)控制軟件

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用TCP/IP通訊協(xié)議，它的優(yōu)點(diǎn)是具有重發(fā)技術(shù)，擁塞控制技術(shù)，能夠保障信息傳輸，這對(duì)于整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)都是極其重要的。是同步顯示、DCS聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。此自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制軟件的要求是具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、可進(jìn)行定制、優(yōu)良的圖形顯示、處理多項(xiàng)任務(wù)、具備強(qiáng)大的通訊能力等特點(diǎn)，才能滿足多區(qū)域跨區(qū)域消防聯(lián)動(dòng)的功能需求。所以，核電廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)宜選用Windows CE系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有以上描述的優(yōu)勢(shì)，并且操作界面簡(jiǎn)便明了，且便于定制升級(jí)。應(yīng)用此系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括主程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)自檢設(shè)計(jì)、接收數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)計(jì)、聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)、圖形平面顯示設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計(jì)等。整個(gè)系統(tǒng)的正常進(jìn)行要在系統(tǒng)自檢正常的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)要完成對(duì)探測(cè)器、控制器、網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成部件的自我檢測(cè)，若檢測(cè)出故障即給出故障提示，若未檢出故障即計(jì)入正常工作狀態(tài)。接收數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是為滿足接受探測(cè)器報(bào)警信號(hào)，包括故障及火災(zāi)信號(hào)，就地模擬盤(pán)的操作信號(hào)，在控制器進(jìn)行相應(yīng)的處理，將處理結(jié)果儲(chǔ)存并傳送出去；網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)計(jì)是為實(shí)現(xiàn)DCS聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)控制器傳送到DCS系統(tǒng)的信息進(jìn)行消防閥門(mén)的控制；報(bào)警系統(tǒng)有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和手動(dòng)報(bào)警按鈕，聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制；圖形平面顯示設(shè)計(jì)的功能是將控制器接受的各種信號(hào)以圖形的形式形象直觀地呈現(xiàn)到模擬盤(pán)上，切能夠顯示控制器，報(bào)警器位置、狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

該研究探討的核電廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)及故障的自動(dòng)報(bào)警，更能實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，通過(guò)DCS接口，各型號(hào)探測(cè)器的自動(dòng)報(bào)警信號(hào)，手動(dòng)控制器的手動(dòng)報(bào)警信號(hào)，就地模擬盤(pán)的操作信號(hào)都能傳送到DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種消防閥門(mén)和消防設(shè)備的控制，再將實(shí)施控制后的設(shè)備及閥門(mén)信號(hào)傳回控制系統(tǒng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)，更迅速準(zhǔn)確地解決故障及火情，保障人員安全。探測(cè)器的布置實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)核電廠的全方位監(jiān)測(cè)，無(wú)論何處發(fā)生異常，均能啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，無(wú)遺漏、無(wú)死角。相比與傳統(tǒng)的火災(zāi)處理辦法，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更及時(shí)、更準(zhǔn)確、更可靠三大優(yōu)點(diǎn)，有效地提高了核電站的安全性，大大降低了發(fā)生重大事故的可能。

核電的優(yōu)點(diǎn)包括不會(huì)造成空氣污染、不會(huì)加重溫室效應(yīng)、燃料成本低、能量密度高、發(fā)電方式穩(wěn)定等，是值得開(kāi)發(fā)利用的能源；缺點(diǎn)是核廢料具有高放射性及高熱，處理不當(dāng)造成的放射污染及熱污染相當(dāng)嚴(yán)重，投資建廠的成本較高，財(cái)務(wù)壓力較大，容易引發(fā)政治問(wèn)題，最嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)是一旦核電廠發(fā)生事故，造成核泄漏，其對(duì)生態(tài)和人類的安全造成的傷害是不可估量的，所以火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在核電廠配置及應(yīng)用尤為重要，各核電廠應(yīng)積極配備，預(yù)防事故的發(fā)生，利用核電造福社會(huì)的同時(shí)，避免負(fù)面影響的產(chǎn)生。

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