专利名称：核电厂仪表管道火灾风险分析方法
技术领域：
本发明属于核电站设计技术，具体涉及核电厂仪表管道火灾风险分析方法。
背景技术：
近年来，作为核电厂安全保障重要组成部分的防火技术取得了长足发展。在部分新建电厂的设计中，为保证核安全功能的执行，全面、系统地解决和处理火灾引起的设备共模失效，已开展了相关的火灾薄弱环节分析，其中包括了对仪表管道的火灾风险分析。仪表管道是用于连接传感器和第一个阀门之间的管道，其共模点属于机械共模的范畴，相对于其它大管径的管道，火灾会对仪表管道造成较大的影响。在早期核电厂的防火设计中并未对仪表管道开展火灾风险分析及保护工作，但火灾情况下，仪表管内介质受热膨胀，会对仪表测量结果直接造成影响，造成核安全相关系统误启动或不能给操纵员提供真实的测量信息。仪表管敷设路径十分复杂，同时受环境因素制约，因此设计中难以采用实体隔离的方法 对其冗余管道进行完全隔离的防火保护措施。综上所述，为了提高核电厂的安全性能，在新建核电厂的防火设计中需要新开展仪表管道火灾风险分析，进而采取相关保护措施，以更加全面、系统地处理火灾引起仪表测量不能正常执行功能的问题。
发明内容
本发明的目的是为了防止传感器所属的仪表管道在火灾情况下产生传感器测量的信息偏离或失效现象，提供一种核电厂仪表管道火灾风险分析方法，通过火灾风险分析，对仪表管道进行保护，以保证其顺利执行核安全相关功能。本发明的技术方案如下一种核电厂仪表管道火灾风险分析方法，包括如下步骤(I)选定传感器分析范围，包括以下几类传感器a)火灾发生时执行安全功能所必需的冗余传感器，b)火灾情况下确保事故规程正确操作所必需的传感器，c)仪表管道与a)、b)两类传感器相连接的，该两类传感器以外的其它传感器；(2)确定所选传感器的仪表管道受到火灾影响的热源；(3)进行热效应分析，判定火灾引起的热效应对于仪表管道的影响程度。进一步，如上所述的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，在步骤(2)中，确定热源的具体方法为通过仪表管道布置图查找相关传感器的敷设路径，分析仪表管道周围重要的火灾荷载和火灾持续时间，以判断仪表管道是否会受到火灾产生的热气流或热辐射的影响。进一步，如上所述的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，在步骤(3)中，根据传感器设计特性，如果判定火灾引起的热效应对于仪表管道的影响十分有限，那么将不会导致传感器的失效，则无需处理，结束本次分析。进一步，如上所述的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，在步骤(3)中，如果确认热效应会对测量造成严重影响，并通过功能分析确认会对核安全功能产生影响，则对相关仪表管道采取保护措施。本发明的有益效果如下本发明通过对仪表管道的火灾风险分析，对分析结论中发现的薄弱环节采取防火保护措施，保证安全功能的执行，能够有效降低火灾对核电厂安全功能造成的危害。
图I为本发明的分析方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。如图I所示，本发明的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，包括如下内容
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(I)选定分析范围重点关注以下几类传感器a)火灾发生时，执行安全功能所必需的冗余传感器，需要重点关注下面两类共模点，对两类共模点中分别涉及到的冗余传感器进行重点分析>火灾薄弱环节分析中所确认的共模点；>由于测量电缆受到破坏，数字化控制系统(DCS)可探测到该传感器失效，此类传感器属于在火灾薄弱环节分析中未被确认的共模点。b)火灾情况下确保事故规程正确操作所必需的传感器。c)不属于上述两类传感器，但其仪表管道与上述两类传感器相连的传感器。(2)根据相关准则进行火灾风险分析仪表管道火灾风险分析遵循通常的火灾风险分析准则以及相关基本假设>未进行防火保护的测量电缆通常要比传感器本身更容易受到火灾破坏；>测量电缆与传感器附近的仪表管道及设备相比，更加容易受到火灾破坏而失效；>即使该安全防火空间属于扩散性火灾(PFG)，火灾持续时间大于20分钟，通过承插焊接的仪表管道同毛细仪表管一样能够保证其完整性。(3)确定热源通过仪表管道布置图查找相关传感器的敷设路径，分析仪表管道周围重要的火灾荷载和火灾持续时间，以判断仪表管道是否会受到火灾产生的热气流或热辐射的影响。对于火灾荷载和火灾持续时间的计算为本领域的公知技术，本发明对于热气流影响的分析方法与现有技术存在一些区别，具体方法如下(a)分析仪表管道敷设路径周围的重要火灾荷载，根据重要火灾荷载分布的情况判定火灾类型(整体扩散性火灾或局部火灾);(b)分析传感器与重要火源之间的相对位置，同时测量传感器与火源之间的距离；(C)对重要火灾区域的空间结构特点做出分析；(d)综合考虑火灾持续时间、空间距离、结构特点等因素对热气流或热辐射导致的设备功能失效风险进行判定。(4)热效应及功能分析根据传感器设计特性，如果判定火灾引起的热效应对于仪表管道的影响十分有限，那么将不会导致传感器的失效，则无需处理，结束本次分析。否则，进行下一步分析。如果确认热效应会对测量造成严重影响，并对核安全功能产生影响，则从功能分析角度不可接受，因此对相关仪表管道采取防火保护措施。热效应分析方法如下综合考虑仪表管的结构特点和管道布置情况，确定火灾是
否会引起仪表管内的待测量液体的热膨胀及受影响的仪表范围；结合仪表测量原理及受火灾影响的程度，确定对传感器测量精度的影响程度及是否会最终导致测量无效。如果判定热效应将导致仪表测量失效，则需进一步进行功能分析。功能分析方法如下分析传感器的测量信息所参与的逻辑，以及测量信息失效情况下安全相关驱动机构控制逻辑的判断与执行，并确定最终是否会影响核安全功能的执行，如果传感器测量失效导致安全功能无法保证，则需要对相关仪表管道采取保护措施。应用实例采用仪表管道火灾风险分析方法对主给水流量调节系统(ARE)模拟传感器3ARE010MN进行分析，该传感器用于RCP001GV水位(窄量程)的测量，属于火灾薄弱环节分析中所确认的共模点以及火灾情况下确保事故规程正确操作所必需的传感器；通过查找仪表相关管道的布置图及安装图，确定了传感器3ARE010MN仪表管道的敷设路径主要集中在防火空间3ZFSR0180B和3ZFSR0380A内。根据敷设路径分析仪表管道周围重要的火灾荷载和火灾持续时间，判定火灾产生的热气流对仪表管道的影响有限，无需对传感器及仪表管道采取相关保护措施。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种核电厂仪表管道火灾风险分析方法，包括如下步骤 (1)选定传感器分析范围，包括以下几类传感器 a)火灾发生时执行安全功能所必需的冗余传感器， b)火灾情况下确保事故规程正确操作所必需的传感器， c)仪表管道与a)、b)两类传感器相连接的，该两类传感器以外的其它传感器； (2)确定所选传感器的仪表管道受到火灾影响的热源； (3)进行热效应分析，判定火灾引起的热效应对于仪表管道的影响程度。
2.如权利要求I所述的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，其特征在于在步骤(2)中，确定热源的具体方法为通过仪表管道布置图查找相关传感器的敷设路径，分析仪表管道周围重要的火灾荷载和火灾持续时间，以判断仪表管道是否会受到火灾产生的热气流或热辐射的影响。
3.如权利要求I所述的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，其特征在于在步骤(3)中，根据传感器设计特性，如果判定火灾引起的热效应对于仪表管道的影响十分有限，那么将不会导致传感器的失效，则无需处理，结束本次分析。
4.如权利要求I所述的核电厂仪表管道火灾风险分析方法，其特征在于在步骤(3)中，如果确认热效应会对测量造成严重影响，并通过功能分析确认会对核安全功能产生影响，则对相关仪表管道采取保护措施。
全文摘要
本发明属于核电站设计技术，具体涉及核电厂仪表管道火灾风险分析方法。该方法首先选定传感器的分析范围，然后确定所选传感器的仪表管道受到火灾影响的热源，通过热效应分析，判定火灾引起的热效应对于仪表管道的影响程度。本发明通过对仪表管道的火灾风险分析，对分析结论中发现的薄弱环节采取防火保护措施，保证安全功能的执行，能够有效降低火灾对核电厂安全功能造成的危害。
文档编号A62C2/00GK102737744SQ20121021402
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者信天民, 刘文华, 唐涛, 张瑞萍, 王彦君, 谭广萍, 陈闽烽 申请人:中国核电工程有限公司