摘 要：該文主要介紹了大亞灣核電廠火警探測(cè)系統(tǒng)的作用和探測(cè)原理，管理規(guī)定、維護(hù)、改造和實(shí)際運(yùn)行情況。

關(guān)鍵詞：核電廠 安全 火警探測(cè)系統(tǒng) 原理 管理

中圖分類號(hào)：C93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（a）-00-03

大亞灣核電廠是中國(guó)第一座大型商用核電廠，按照“高起點(diǎn)起步，引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”，全面引進(jìn)法國(guó)電力公司核電廠的先進(jìn)管理模式和經(jīng)驗(yàn)，從1994年5月6日全面建成投入商業(yè)運(yùn)行，至今已經(jīng)連續(xù)安全運(yùn)行近20年，在安全和發(fā)電兩方面都取得了驕人的業(yè)績(jī)，在消防系統(tǒng)的管理維護(hù)方面積累了很多經(jīng)驗(yàn)。該文簡(jiǎn)要介紹核電廠消防的重要組成部分的火警探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)原理，著重討論了火警探測(cè)系統(tǒng)的管理維護(hù)工作。

火災(zāi)是核電廠安全風(fēng)險(xiǎn)最高的事故之一。據(jù)美國(guó)MM保險(xiǎn)咨詢公司統(tǒng)計(jì)，核電廠火災(zāi)損失占到總損失的90%。核電廠設(shè)有多重的各種功能的安全保護(hù)系統(tǒng)，安全保護(hù)系統(tǒng)都設(shè)有冗余的設(shè)備，如果發(fā)生一般的安全事故，引發(fā)重大的核安全事故的概率極低。相比而言，一旦發(fā)生火災(zāi)，尤其是涉及到電纜和供電系統(tǒng)的大面積火災(zāi)時(shí)，電廠很有可能失去對(duì)機(jī)組狀態(tài)的一切控制，安全保護(hù)系統(tǒng)也可能失去功能。另外，由于核電廠內(nèi)存在大量的可燃物（大量的油、氣、電纜等），發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)較高，核電廠中因火災(zāi)造成的損失在總財(cái)產(chǎn)損失中占主要地位。所以，在核電廠設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行中，必須嚴(yán)格遵守核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。把保證消防系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行放在重要的位置上。

1 火警探測(cè)系統(tǒng)在核電廠的重要作用

在大亞灣核電廠，火警探測(cè)系統(tǒng)是消防系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。為了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不間斷的火警監(jiān)控，大亞灣核電廠的所有現(xiàn)場(chǎng)均設(shè)置有火警探測(cè)系統(tǒng)?；鹁綔y(cè)系統(tǒng)是電廠消防系統(tǒng)的眼睛、神經(jīng)和大腦?；鹁綔y(cè)系統(tǒng)能對(duì)所監(jiān)測(cè)的環(huán)境一旦發(fā)生或存在火險(xiǎn)因素或火災(zāi)苗頭時(shí)，能及早發(fā)現(xiàn)，定位，并向電廠主控室機(jī)組運(yùn)行操作人員發(fā)出報(bào)警，讓機(jī)組運(yùn)行操作人員及早作出判斷或派人檢查落實(shí)，及早采取干預(yù)措施；在設(shè)有消防系統(tǒng)的場(chǎng)合，火警探測(cè)系統(tǒng)能在環(huán)境因素達(dá)到火災(zāi)程度時(shí)自動(dòng)觸發(fā)消防系統(tǒng)進(jìn)行滅火?；鹁綔y(cè)系統(tǒng)對(duì)核電廠的預(yù)防為主，及早發(fā)現(xiàn)，及早干預(yù)的消防策略中起到關(guān)鍵作用。

2 火警探測(cè)系統(tǒng)

2.1 火警探測(cè)系統(tǒng)的原理

物質(zhì)燃燒時(shí)，往往會(huì)伴隨有煙霧，溫度的變化以及紅外輻射的產(chǎn)生，火警探測(cè)系統(tǒng)中的火警探測(cè)器，就是通過(guò)探測(cè)周?chē)h(huán)境中的煙霧微粒，溫度變化以及紅外輻射變化，來(lái)“捕捉”物質(zhì)剛剛開(kāi)始燃燒的苗頭或燃燒的信號(hào)，然后將捕捉到的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并立即傳給火警探測(cè)系統(tǒng)的主機(jī)，同時(shí)傳到主控室的火警報(bào)警盤(pán)；另外，火警主機(jī)經(jīng)判斷處理后，按內(nèi)部預(yù)定程序作出適當(dāng)動(dòng)作：如啟動(dòng)音響報(bào)警、關(guān)閉防火卷簾門(mén)、啟動(dòng)消防水噴淋系統(tǒng)等。

2.2 火警探測(cè)系統(tǒng)的組成

火警探測(cè)系統(tǒng)一般由火警探測(cè)主機(jī)、火警探測(cè)器和探測(cè)回路、以及聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)組成。聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)僅在對(duì)核電廠安全重要的場(chǎng)合，如核島主泵房間、汽機(jī)潤(rùn)滑油廠房、電氣廠房，電纜廊道等區(qū)域設(shè)置。

2.3 法規(guī)對(duì)火警探測(cè)系統(tǒng)的要求

HAF-0202-1《核電廠防火》第2章《總的防火要求》中2.3.1明確要求：必須設(shè)置具有適當(dāng)容量、能力和鑒定合格的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)，以便及時(shí)報(bào)警和啟動(dòng)。第5章《火災(zāi)探測(cè)和滅火》中5.1.2明確要求：為了保護(hù)安全重要物項(xiàng)，核電廠必須持續(xù)具有早起探測(cè)火災(zāi)和有效滅火的能力。

RCCI中第2.4火災(zāi)探測(cè)中明確要求：一般火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要保證：快速探測(cè)早期火災(zāi)；確定起火點(diǎn)位置；監(jiān)視火災(zāi)發(fā)展；啟動(dòng)報(bào)警，控制防火閥和排煙系統(tǒng)排煙閥。

要滿足法規(guī)相關(guān)要求，就要保證火警探測(cè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2.4 大亞灣核電廠火警探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際布置

大亞灣核電廠火警探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵照我國(guó)核安全法規(guī)HAF0202和法國(guó)核電廠消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)RCCI中對(duì)火災(zāi)探測(cè)的設(shè)計(jì)要求。在主控制室設(shè)有火災(zāi)報(bào)警主機(jī)，連續(xù)監(jiān)視電廠現(xiàn)場(chǎng)所有區(qū)域?qū)⒔?200只火警探測(cè)器和相關(guān)設(shè)施的運(yùn)行狀況；在核島、電氣廠房和核輔助廠房的各層均設(shè)置了就地報(bào)警顯示盤(pán)，就地盤(pán)的信號(hào)傳到主機(jī)；根據(jù)各廠房和區(qū)域?qū)﹄姀S安全的重要度和可能產(chǎn)生火災(zāi)的特性的要求布置各種探測(cè)器。

根據(jù)要求，不同區(qū)域可布置單種類型的探測(cè)器或多種類型的探測(cè)器，設(shè)置單探測(cè)回路或設(shè)置多探測(cè)回路，以滿足不同安全等級(jí)對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的可靠性的要求。通過(guò)探測(cè)回路，火警探測(cè)系統(tǒng)可以探測(cè)各區(qū)域的火災(zāi)萌芽期的溫度變化或煙霧，或者火災(zāi)早期，確定火險(xiǎn)位置，并且可以監(jiān)視火災(zāi)的蔓延情況；并在第一時(shí)間啟動(dòng)噴淋消防水等滅火措施，在設(shè)置有防火閥和排煙系統(tǒng)排煙閥的場(chǎng)所，火警系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)之間有聯(lián)動(dòng)功能。

3 大亞灣核電廠對(duì)火警探測(cè)系統(tǒng)的管理和維護(hù)

3.1 管理規(guī)定

3.1.1 大亞灣核電廠運(yùn)行質(zhì)保大綱的明確要求

大亞灣核電廠運(yùn)行質(zhì)保大綱明確規(guī)定：有關(guān)單位要制訂措施來(lái)管理火災(zāi)的探測(cè)和報(bào)警。

措施必須規(guī)定如何保持火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警設(shè)施的可用性，以及如何使核電廠人員對(duì)上述設(shè)施進(jìn)行監(jiān)督。

3.1.2 運(yùn)行技術(shù)規(guī)范的要求

根據(jù)HAF標(biāo)準(zhǔn)和RCCI要求，大亞灣核電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)范中對(duì)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)可用性有明確規(guī)定，當(dāng)反應(yīng)堆處于不同運(yùn)行模式時(shí)，對(duì)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)有具體的要求。

當(dāng)反應(yīng)堆帶功率運(yùn)行時(shí)，要求與核安全相關(guān)的設(shè)備所處的區(qū)域的火警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須可用，如果不可用，須在限定的時(shí)間內(nèi)修復(fù)，否則，反應(yīng)堆狀態(tài)必須按照規(guī)定從功率運(yùn)行狀態(tài)退至熱停堆狀態(tài)。表1列出了反應(yīng)堆帶功率運(yùn)行時(shí)運(yùn)行技術(shù)規(guī)范對(duì)核島主泵房間火警探測(cè)系統(tǒng)可用性的部分規(guī)定。

3.1.3 定期試驗(yàn)大綱規(guī)定

HAF0202《核電廠防火》第7章《質(zhì)量保證》中7.1.2 規(guī)定：“必須對(duì)火災(zāi)探測(cè)和滅火設(shè)備做鑒定，確認(rèn)它們適合于完成其預(yù)期功能。實(shí)施各種防火規(guī)程，核電廠運(yùn)行要求試驗(yàn)火災(zāi)探測(cè)和滅火設(shè)備和系統(tǒng)，且這些設(shè)備和系統(tǒng)是可運(yùn)行的”；RCCI 2.4.4 明確要求對(duì)探測(cè)器定期進(jìn)行就地運(yùn)行性能試驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)法規(guī)的要求，將在安全重要區(qū)域的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的試驗(yàn)列入《大亞灣核電廠安全相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備定期試驗(yàn)監(jiān)督要求》進(jìn)行控制和管理，要求每個(gè)燃料循環(huán)必須進(jìn)行一次性能試驗(yàn)。其他區(qū)域的火警探測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的定期試驗(yàn)用維修試驗(yàn)大綱進(jìn)行管理。

3.2 分級(jí)管理

大亞灣核電廠對(duì)火警探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)管理。

3.2.1 管理部門(mén)

消防管理部門(mén)負(fù)責(zé)制定火警系統(tǒng)的運(yùn)行和維修策略，并監(jiān)督執(zhí)行。

3.2.2 執(zhí)行部門(mén)

（1）運(yùn)行部門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)火警系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和管理，確?；鹁綔y(cè)系統(tǒng)正常穩(wěn)定在線運(yùn)行，運(yùn)行人員每班主動(dòng)巡視火警探測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)火警主機(jī)上產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)必須立即作出反應(yīng)，對(duì)任何火警信號(hào)，都必須作為真實(shí)的火災(zāi)報(bào)警處理。所有的巡視和報(bào)警信號(hào)必須記錄在案，隨時(shí)可查。

（2）維修部門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)火警系統(tǒng)進(jìn)行日常和大修維護(hù)。對(duì)于火警探測(cè)系統(tǒng)的故障維修必須在第一時(shí)間響應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，與核安全相關(guān)設(shè)備所在的區(qū)域的火警探測(cè)器故障，必須在8 h內(nèi)完成維修工作；其他區(qū)域的火警探測(cè)器故障，要求在24 h內(nèi)維修完成。

3.3 維護(hù)管理

火警探測(cè)系統(tǒng)的火警主機(jī)和火警探測(cè)器是日常維護(hù)和管理的重點(diǎn)，大亞灣核電廠將火警主機(jī)的定期檢查和試驗(yàn)，火警探測(cè)器的定期試驗(yàn)和定期校驗(yàn)列入定期試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行管理。

3.3.1 定期試驗(yàn)

（1）火警主機(jī)的定期檢查和試驗(yàn)

火警主機(jī)是整個(gè)火警探測(cè)系統(tǒng)的中心，為了防止在定期檢查時(shí)出現(xiàn)意外（例如誤操作或者誤碰設(shè)備導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)等）而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一般將對(duì)火警主機(jī)的定期檢查安排在機(jī)組大修期間進(jìn)行，以期將對(duì)電廠運(yùn)行的影響降低到最低限度。大亞灣核電廠制定有明確的規(guī)程對(duì)火警主機(jī)進(jìn)行定期檢查，主要進(jìn)行主機(jī)板件功能檢查、備用電池帶負(fù)載試驗(yàn)、主備電源全部喪失時(shí)第三電源的報(bào)警功能試驗(yàn)等。

（2）火警探測(cè)器的定期試驗(yàn)

大亞灣核電廠現(xiàn)場(chǎng)有將近3200只各類型的火警探測(cè)器，按計(jì)劃每年對(duì)所有火警探測(cè)器進(jìn)行一年一次的性能試驗(yàn)。

火警探測(cè)器的定期試驗(yàn)主要分為核島廠房?jī)?nèi)和核島廠房外兩個(gè)部分；核島廠房外的定期試驗(yàn)又可分為電氣廠房和核輔助廠房、汽機(jī)廠房、配套設(shè)施廠房等部分的試驗(yàn)。

（1）核島廠房?jī)?nèi)的火警探測(cè)器定期試驗(yàn)。由于機(jī)組在正常運(yùn)行期間，核島廠房的進(jìn)入受到非常嚴(yán)格的限制；在火警試驗(yàn)期間，主控室的火警主機(jī)上會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警，可能會(huì)影響運(yùn)行人員對(duì)機(jī)組正常的監(jiān)控。核島廠房?jī)?nèi)的火警探測(cè)器定期試驗(yàn)集中在換料大修期間進(jìn)行。

（2）核島廠房外的火警探測(cè)器定期試驗(yàn)。按照人力資源和工作量的情況，制訂計(jì)劃，分期實(shí)施。

3.3.2 定期校驗(yàn)

由于核電廠，尤其是核島廠房環(huán)境的特殊性，為了保證火警探測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)作準(zhǔn)確性，大亞灣核電廠制定了火警探測(cè)器校驗(yàn)計(jì)劃。表2是大亞灣核電廠部分廠房火警探測(cè)器的校驗(yàn)計(jì)劃。

3.3.3 老化管理

為了防止設(shè)備老化對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響，電廠制定有嚴(yán)格的老化管理制度。上述對(duì)火警探測(cè)器的定期校驗(yàn)其實(shí)也屬于老化管理的一部分。由于火警主機(jī)電子板件的老化可能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，所以電廠根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的板件預(yù)計(jì)壽命以及實(shí)際運(yùn)行情況，制定了板件的老化更換計(jì)劃，在板件到達(dá)壽命之前進(jìn)行預(yù)防性更換。

火警主機(jī)電子板件的預(yù)防性更換工作安排在機(jī)組換料大修期間進(jìn)行。

3.3.4 探測(cè)器故障、報(bào)警原因分析管理

大亞灣核電廠維修部門(mén)對(duì)所有火警探測(cè)器建立了運(yùn)行狀態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)，搜集、分析現(xiàn)場(chǎng)火警探測(cè)器的故障模式，以達(dá)到找出報(bào)警和故障原因，探索有效處理方法，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定的目的。

例如，現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)量最多的是感煙型火警探測(cè)器，經(jīng)過(guò)分析研討，結(jié)合該類型探測(cè)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)這種探測(cè)器由于其原理及結(jié)構(gòu)原因，在空氣濕度大和通風(fēng)情況良好的環(huán)境，容易產(chǎn)生誤報(bào)警，因?yàn)槿紵a(chǎn)生的微粒、水蒸汽、通風(fēng)帶來(lái)的小灰塵顆粒對(duì)這種探測(cè)器的影響是一樣的，現(xiàn)場(chǎng)有針對(duì)性地采取了相應(yīng)的措施，例如抽濕、加裝防風(fēng)擋板、探測(cè)器移位（避開(kāi)通風(fēng)口）等，取得了很好的效果。

3.4 系統(tǒng)改造

大亞灣核電廠的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)在多年的運(yùn)行中，也發(fā)現(xiàn)了一些不足，例如核島主泵房的感煙探測(cè)器發(fā)生故障后不能及時(shí)維修、感煙探測(cè)器底座防探測(cè)器丟失開(kāi)關(guān)容易接觸不良等等，核電廠工作人員針對(duì)系統(tǒng)存在的不足，進(jìn)行嚴(yán)密論證，在不影響機(jī)組和系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，及時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的改造，使得火警探測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加可靠。

4 大亞灣核電廠火警探測(cè)系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行情況

大亞灣核電廠多年的運(yùn)行情況表明，火警探測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)管理是高效的，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高。

4.1 可靠性統(tǒng)計(jì)

4.1.1 探測(cè)器的可靠性

大亞灣核電廠火警探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)器運(yùn)行可靠性是較高的。以2004-01-01至2005-04-10期間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例：

2004-01-01至2005-04-10期間，大亞灣核電廠一共接到與火警系統(tǒng)的工作155次，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，與火警探測(cè)器相關(guān)的工作一共126次，（其他的工作如火警主機(jī)電池更換、配合其他改造工作將相關(guān)火警探測(cè)器閉鎖或移位等等，這些工作不計(jì)入探測(cè)器故障統(tǒng)計(jì)之中），處理方式如下。

（1）報(bào)警自動(dòng)消失，一共34次（環(huán)境或者其他因素影響）；

（2）通過(guò)更換探頭模塊等處理，一共83張；

（3）接觸不良的，一共9張。

對(duì)于全廠3167只探測(cè)器（2005年的探測(cè)器總數(shù)）而言，火警探測(cè)器的故障率為：（83+9）/3167=0.029?；鹁綔y(cè)器的可用率為1-0.029=0.971，即97.1%。另外，在統(tǒng)計(jì)期間，MX廠房共有4次火警報(bào)警或故障報(bào)警，占火警探頭總數(shù)（802只）的0.5%，汽機(jī)廠房的環(huán)境相對(duì)比較惡劣（高溫，潮濕，振動(dòng)大），但系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，可以說(shuō)明汽機(jī)廠房的火警探測(cè)器的性能相對(duì)比較可靠。

4.1.2 系統(tǒng)的可靠性

大亞灣核電廠火警探測(cè)系統(tǒng)的可靠性很高。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，從2006年到2012年，火警探測(cè)系統(tǒng)的隨機(jī)第一組I0消耗比一般在1%～2%左右，系統(tǒng)的可靠性比較高。（第一組I0消耗比是電廠日常生產(chǎn)管理指標(biāo)之一，用來(lái)衡量電廠核安全系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性，該指標(biāo)反映由于系統(tǒng)隨機(jī)不可用而導(dǎo)致其安全性能降級(jí)的程度以及維修響應(yīng)的效率和質(zhì)量）（表1）。

4.2 報(bào)警實(shí)例

大亞灣核電廠近20年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：其火警探測(cè)系統(tǒng)確實(shí)能起到早期探測(cè)火警的作用。在所有的火災(zāi)事件中，從沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)有火情而在場(chǎng)的探測(cè)器沒(méi)有發(fā)出報(bào)警的情況。以下是兩起火災(zāi)報(bào)警實(shí)例：

（1）2000-5-29T18：55，用控制室火警總盤(pán)發(fā)出NX廠房DVN設(shè)備室火災(zāi)報(bào)警。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，確認(rèn)由于風(fēng)機(jī)皮帶脫落，與皮帶輪磨擦發(fā)煙，現(xiàn)場(chǎng)布置的感煙探測(cè)器發(fā)出了報(bào)警。

（2）2003-09-26，2 dVN002ZV風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸承過(guò)熱，烘烤漆皮產(chǎn)生了煙霧，觸發(fā)了房間內(nèi)的煙霧探測(cè)器報(bào)警。

5 結(jié)語(yǔ)

核電廠的火警探測(cè)系統(tǒng)對(duì)電廠的消防的防和消都十分重要。大亞灣核電廠的消防和火警探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造都嚴(yán)格遵守相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。滿足核電廠消防要求。在核電廠運(yùn)行期間，嚴(yán)格有效的管理維護(hù)和及時(shí)的改造是保證火警探測(cè)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，確?；馂?zāi)探測(cè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]HAF0202核電廠防火導(dǎo)則.

[2]RCC-I 法國(guó)壓水堆核電廠防火設(shè)計(jì)和建造規(guī)則.

[3]火警探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GBJ116—88）.

[4]火警探測(cè)系統(tǒng)的施工驗(yàn)收規(guī)范.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工驗(yàn)收規(guī)范（GB50166—92）.

[5]大亞灣核電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)范.

[6]大亞灣核電廠安全相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備定期試驗(yàn)監(jiān)督要求.