浅析核岛电缆防火封堵设计与火电站差异

摘 要：伴随着人们生活质量的不断优化以及社会的不断发展，社会用电强度不断增加，供电压力不断增强。为了优化核电站核岛电缆防火封堵设计质量，文章从电缆防火封堵设计层面分析核电站核岛与常规火电站的差异，为今后相关工程提供设计理论依据。

关键词：核电站；核岛电缆；防火封堵设计；核电工程

引言

电力能源是电气化的根本，发展电力工程对于整个社会发展有着非常重要的影响。但是，火电发电仍然存在燃煤消耗量较大，环境影响严重的缺陷，核能发电在我国的发展时间并不长，但是发展速度非常快。就目前而言，已经具备清洁、安全、燃料消耗低等特点，非常符合电力发展的需求。对此，核能发电是电能源的必然发展趋势。但是，因为核电站具备较高的火灾危险性，危害也比较大，在火灾发生之后，不仅会停电，还可能会造成放射性物质外泄引起环境污染及人员伤亡。对此，为了提升核电站核岛设计安全性，研究核电站核岛电缆防火封堵设计与常规火电差异有着显著意义。

1 建设的标准与规范要求有差异

常规火电厂主要是按照GB 50217-2007《电力工程电缆设计规范》相关的“电缆防火与组织延燃”当中的内容、GB50229-2006《火力发电厂与变电所设计防火规范》、DLGJ154-2000《电缆防火措施设计和施工验收标准》以及DL5027）-1933《电力设备典型消防规程》为主要的标准与规范要求[1]。核电站核岛主要是按照GB/T 22158-2008《核电厂防火设计规范》、EJ/T1217-2007《核动力厂火灾危害性分析指南》等核安全规范为主[2]。

2 采用的防火封堵材料有差异

2.1 火电厂防火封堵材料

当前火电厂所使用的防火封堵材料按照组成的成分与性能可以分为三个种类，分别为有机防火封堵材料、无机防火封堵材料、阻火包、阻火模块[3]。

有机防火封堵材料：有机防火封堵材料主要是由有机合成树脂组成，具备显著的可塑性，良好的防火性，发烟量较低，耐火性较强，能够有效地阻止烟气、火灾的蔓延和传播；无机防火封堵材料：无机防火封堵材料主要是以耐火高温无机材料与防火剂经过磨制而成，具备比较高的耐火限度和机械强度，能够有效地杜绝火焰穿透蔓延，属于快速固定形状的阻燃材料；阻火包：阻火包是一种以具备不燃性的布料将耐火材料包裹成不同形状的包状体。在遭遇火灾时，材料能够快速膨胀，形成严密的封堵结构，达到隔热阻火的目的。阻火包大多应用在空洞较大的位置，其具备重做、撤换便利的特点，尤其适用于更换电缆频率较高的重要位置，例如施工各种使用阻火包临时封堵通道；阻火模块：伴随着近些年相关技术的不断发展，陆续地研制出了使用无机膨胀材料与少量高质量胶联合材料所制作的阻火模块，其普遍具备凹凸自锁的性能，能够让封堵墙面的机械性能非常高，不容易发生变形、坍塌，在电缆沟等大型孔洞的封堵应用中效果显著。

2.2 核电站核岛防火封堵材料

核电站核岛当中，所采用的防火封堵材料与火电厂相比有明显的差异[4]。防火封堵材料主要是以无机防火水泥、硅酮泡沫与硅酮橡胶、含铅硅酮泡沫以及MCT水密阻火模块为主。

无机防火水泥：与火电厂的无机防火封堵材料较为类似，主要是应用在电缆密度低于40%的孔洞当中，无机防火水泥的优势在于造价相对于其他几种防火封堵材料而言比较低，缺陷在于封堵之后固化强度比较高，如果后续需要增加电缆，其必须要钻孔施工，施工较为麻烦。相关研究显示，在国外的一个新核电工程中，均未采用无机防火水泥防火，而是选择便于拆卸的柔性材料。但是，针对我国实际情况就当前状况而言，其施工难度比较高，仍然需要以无机防火水泥为主，但是，如果大量使用其他材料，会导致整个工程造价更高。对此，常规施工方式就是在施工过程中先使用耐火隔离板制作临时的封堵施工，在电缆施工完成之后再做永久封堵；硅酮泡沫与硅酮橡胶：硅酮泡沫与硅酮橡胶属于有机硅氧化物的聚合物，普遍需要按照电缆密度的大小进行针对性应用，硅酮泡沫普遍应用于电缆密度在40%至60%之间的孔洞中，在电缆密度高于60%时，就需要采用硅酮橡胶。采用硅酮橡胶的优势在于密度较高，凝固时间比较长，渗透性较高，针对电缆密度较高、间隙较小的状况下封堵效果显著。而含铅硅酮泡沫则主要应用于有放射性防护需求的位置；MCT封堵模块：MCT封堵的应用类似于火电厂的水密阻火模块，以预埋在土建墙体或楼板当中的金属框、高分子材料组合而成的积木式组合模块与金属压紧压头构成。

以上所指出的核电站核岛电缆防火封堵材料与火电厂的不同均是因为核岛对封堵的要求与火电厂的要求不相同而形成的。

3 施工方式与难易程度的差异

火电厂的设计只需要在图纸当中明确标注封堵的施工方式和要求，便可以按照设计需求，参照封堵材料的使用方式，在满足规范的施工技术下施工即可[5]。但是，核电站核岛的电缆防火封堵施工不仅需要按照图纸当中的设计进行，还需要结合施工现场的电缆贯穿密度和封堵要求选择最佳封堵材料，然后根据这一种材料的施工方式进行施工，需要与施工现场有更加紧密的联系，并且核电站的封堵材料除了无机防火水泥以外，施工工艺都非常繁琐，对于施工人员的要求比较高。

4 耐火极限与封堵要求的差异

核电站与火电厂之间，耐火极限有明显的差异。虽然核电站与火电厂均需要所有电缆贯穿位置都需要有相应的耐火限制，但是火电厂的耐火极限是以GB 50229为标准，也就是必须高于1小时的耐火能力[6]。相反，核电站必须要有1.5小时的耐火极限，明显高于火电厂。

在核电站核岛中，按照土建结构的不同，每一个封堵都需要具备以下几个功能：耐火极限、气密性、水密性、生物屏蔽、人员安全、所能承受的抗震与抗压力。而火电厂中，只是单一的要求填充全面，但是对实际的填充密度、水密性、气密性、生物屏蔽等参数没有具体要求。从这一方面看，核电站核岛电缆防火封堵设计比常规火电厂有着更为苛刻的要求。

5 结束语

综上所述，核电站的防火封堵设计将会直接决定整个核电站的工作安全性。文章针对核电站核岛的防火封堵设计和常规火电封堵设计的差异进行对比、分析。对此，希望本研的研究能够对正在建设或即将建设的核电站防火封堵设计提供相应的参考、借鉴作用。

参考文献

[1]张云峰.核电站核岛电缆防火封堵设计与常规火电差异分析[J].产业与科技论坛，2012（4）：96-97.

[2]吕宏伟.压水堆核电站核岛电气防火封堵施工的合理化研究[J].中国高新技术企业，2013（28）：31-32.

[3]习磊朋，杨伟涛，董旭.M310核电站核岛厂房土建开洞封堵判断原则研究[J].产业与科技论坛，2016，15（7）：71-74.

[4]孙长生，庞松涛.压水堆核电站过程控制系统（发电厂热工自动化技术丛书）[M].中国电力出版社，2014.

[5]高杰宗，钟华，周杰. 1000核电站核岛与常规岛焊缝渗透探伤验收标准中的差异[J].无损探伤，2012（5）：26-29.

[6]高杰宗，钟华，周杰.CPR1000核电站核岛与常规岛焊缝渗透探伤验收标准中的差异[J].无损探伤，2012（5）：26-29.

作者简介：潘鹏（1989-），男，湖北省随州市人，工作单位：中国能源建设集团广东火电工程有限公司，职务：电气设计工程师，研究方向：电力建设。