辅助电源倒送电消防供水临时方案
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【摘要】分析了核电建设工程的特点，提出了建设中存在的死锁现象是不可避免的。介绍了某核电厂辅助电源工程的死锁特点。通过某核电厂辅助电源倒送电消防供水临时解决方案的分析和实施，为解除核电工程建设中存在的死锁现象开辟了新的蹊径――临时解决方案。给出了临时解决方案的确立步骤、理论依据的分析与应用、如何正确理解设计规范、现场实际情况调查及善后工作如何处理等。并指出临时方案不仅可以减少大量的投资还可以缩短建设周期，甚至还可成为备用系统的一部分。可供其他核电建设项目所借鉴。
【关键词】核电建设；死锁；临时方案
引言
核电项目是一个整体，核电建设（Construction of Nuclear Power）更是一个系统工程，通常是由多个有资质的建设单位共同参入，并行工作的。即使是工程建设中的某个部分也常常要求多个施工单位共同来完成。如某核电厂220KV辅助电源，由总承包单位、监理单位、设计单位、土建单位、安装单位调试单位等六个公司共同安装和施工。这要求各施工单位必须协调工作，尽量减少误工和待工现象，最大限度的缩短建设周期，为做到安全可靠，建设过程中要求边建设边调试，以便于发现问题及时解决，对于建设的每一部分均要做到及时验收。如果验收不能通过，则不得继续进行其后续过程。然而，要做到边建设边调试的工作，经常存在不同工位相互制约的问题，出现工程建设中的死锁（Deadlock）现象。解决死锁现象的常规做法是增加冗余，然而不从实际出发，盲目地增加冗余，必将增加大量的投资，为减少投资有时可以采用临时方案（Temporary Solution）。
1、220KV辅助电源倒送电的地位与作用
核电厂220KV主电源是核电厂中的大型电器设备，是整个核电厂发电和用电的关键。为了确保核电厂的用电安全，核电厂必须配备辅助电源。由于核电厂建设需要较长时间，过早的安装成本很高、运行时较晚的主电源，会使核电建设的资金投入不合理，造成资金周转率下降。通常情况下，在建设过程中，是先安装成本较低的辅助电源，由辅助电源的及时受电为核岛、常规岛及BOP提供调试用电，后安装主电源。因此，220KV辅助电源倒送电是核电建设项目安装阶段的一个关键部分，是各类电器设备安装和调试的前提。它以JX厂房中的9LGR中压系统和核岛、常规岛内厂用中压系统为划分点，分为一阶段和二阶段。
一阶段受电范围，主要有220KV进线门架JM经过TD室内的220KV辅助电源GIS装置、TD室外的两台220KV辅助变压器、6KV共箱电缆母线、6KV辅助配电装置。涉及到的主要工位有220KV GIS、220KV辅助变压器和中、低压设备的安装调试，相关控制、继电保护、通信设备和自动装置的安装调试，以及中、低压动力电缆和控制信号电缆的敷设端接等。二阶段受电范围，主要由9LGR中压盘柜经电缆送至主厂房6KV中压8段（其中核岛6段，常规岛2段）、低压12段（其中核岛8段，常规岛4段）、直流9段（其中核岛7段，常规岛2段），供给核岛、常规岛及BOP的调试用电。
由220KV辅助电源倒送电的地位和作用，我们清晰的看到，如果不能按时完成辅助电源倒送电的受电，将会极大地影响到其他电器设备的安装和调试工作。
2、220KV辅助电源倒送电受电的消防需求与其他工位的制约
从前述的220KV辅助电源倒送电的地位与作用来看，辅助电源倒送电的受电只是后续其他电器设备安装和调试的前提，不会受到后续工程的制约。但辅助电源倒送电受电时必须保证消防喷雾系统可用，而辅变消防喷雾的水源JPU系统的上游是位于BOP子项PX泵房内的消防水生产系统JPP，以及位于常规岛内的保持消防管网压力的维压系统JPH。由于常规岛、PX等子项施工逻辑靠后，使维压系统JPP、JPH无法及时建成和投用，同时JPP、JPH的电器设备的安装与调试又需要220KV辅助电源的正常工作来保障，这就造成一种僵局。我们把这种相互等待所造成的僵局称为工程建设中的死锁现象，死锁关系如图（3）所示。如果工程建设中出现死锁现象，必将出现待工问题，严重影响建设周期。对于工程管理部门来说，首要任务就是如何选择最佳方案来避免死锁的产生。但由于存在各个工位建设进度的差异，工程中的死锁现象通常是不可避免的，工程管理部门的另一个重要任务则是找出产生死锁的原因，根据当前环境，确定付出代价最小的临时方案，协调各施工单位及时解除死锁。
3、220KV辅助电源消防喷雾系统的技术指标与周围环境分析
倒送电区域消防用水主要集中在JX（主要包括事故油坑、变压器本体及顶部、油枕等），JX内水喷雾灭火系统的喷头，正常工作压力为0.35MPa，消防总水流量要求280m3/h。现场淡水供水厂房已建成，生活供水水泵全流量运行时为3用1备，当前根据现场用水需求，正处于一用两热备状态。淡水供水厂房出口至倒送电区域已有管网布置，管网距离倒送电区域消防用水接入端一百米左右。
4、辅助电源倒送电消防供水临时方案
辅助电源倒送电受电时必须保证消防喷雾系统可用的前提条件，而消防喷雾系统的上游维压系统JPH，处于正在建设的常规岛之中，使JPH无法及时建成和投用，且常规岛的建设及设备的安装和调试还需要辅助电源倒送电的及时受电。这进一步要求，必须采取临时方案，提供可靠的消防喷雾系统，使辅助电源倒送电及时受电。
4.1常规临时方案
按《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219-95[1]的规定，喷雾灭火消防时间为≥0.4h。由JX消防总水流量280m3/h计算，整个喷雾灭火期间，消防用水量至少为112m3。正常解决途径为：在倒送电区域新建有效容积至少为130m3消防水池1座，设置消防水泵2台（其中一用一备），单台消防水泵流量为280m3/h，扬程80m，设置一套增压稳压设备以满足消防泵启动时的消防灭火需求，为了保证上述装置的可靠热备用，附建一个小型建筑物并安放配套的电气、仪控等设备。此方案在工程建设的其他项目已有实施，具有成功的经验。
4.2最佳临时方案
虽然常规解决方案在工程建设的其他项目已有实施，具有成功的经验。但存在采购周期和施工周期延长，且投资大的特点。另外，当常规岛完全建成后，为保持核电项目的总体规划，还需回填消防水池、拆除附建的建筑物、配套的部分电气、仪控设备等，从而造成较大的浪费。
4.2.1最佳临时方案的引出
从现场实际情况来看，淡水供水厂房出口至倒送电区域已有管网布置，与终端用水点间仅百米距离，且生活用水系统SEP已经建成。能否利用已有的管网和生活用水系统来提供倒送电区域的消防用水呢？这不仅牵扯到消防用水量和消防供水压力问题，还牵扯到生活用水与消防用水能否合用的问题。
4.2.2最佳临时方案的可行性分析
查阅现行的常用设计规范，涉及到生活用水与消防用水能否合用问题的有：《建筑设计防火规范》[2]，《高层民用建筑设计防火规范》[3]，《建筑给水排水设计规范》[4]。
《建筑设计防火规范》第3.3.8条规定：“消防用水与生产、生活用水合并的水池，应有确保消防用水不作他用的技术措施”。《高层民用建筑设计防火规范》第7.3.4条规定：“消防用水与其他用水共用的水池，应采取确保消防用水量不作他用的技术措施”。依据“防火规范”的规定，生活用水可与消防用水合用水池，只要确保消防用水平时不被动用即可。然而《建筑给水排水设计规范》第3.3.8条规定：“生活饮用水池（箱）应与其它用水的水池（箱）分开设置”。依据本规定，生活饮用水与消防用水应分别贮存在各自的水池中，两者不可合用水池，与“防火规范”矛盾。进一步查阅《建筑给水排水设计规范》，在第3.7.2条的条文说明中又提出：“居住小区加压泵站（指多层或低层居住小区的室外给水管网的加压泵站）的贮水池的总容积，除应贮存生活用水的调节容量外，还应贮存消防用水。至于消防用水的贮水量，应根据进水条件确定，一般可按消防时市政管网仍可向贮水池补水进行计算。贮水池一般也不设消防用水不被动用的措施”。从该条文说明可以看出，生活饮用水可与消防用水合用水池，但仅限于多层或低层居住小区，而且仅适用于室外给水管网的加压泵站。
两本“防火规范”与《建筑给水排水设计规范》之所以不同，是因为前者更强调确保消防用水，对消防用水与生产、生活用水合并的水池应有确保消防用水不作他用的技术措施。根据以上分析和理解，只要做到在不污染生活用水的前提下，确保消防用水量即可利用生活用水实现我们的消防供水临时方案。
4.2.3最佳临时方案的具体实施
淡水厂供水泵房运行的生活供水泵出口压力可始终维持在0.48MPa以上，生活供水泵全流量运行时为3用1备，当前根据现场用水需求，处于1用2热备状态。该变频泵单台流量为365m3/h，3台变频泵全部投用可提供1000m3/h的流量，不考虑补水，2600m3清水池可以保证满负荷运转>0.4h。考虑供水泵房出口与辅变油枕喷头的高度差，以及阀门、雨淋阀组等管线阻力损失，自淡水厂生活水泵出口输送至倒送电区域的水压不小于0.42MPa，完全能够满足辅变雾化喷头最低工作压力。因此，仅需要布置一段临时管道，将生活水泵的出口端与倒送电区域消防用水接入端连接。为使常规岛完全建成后，将临时方案作为倒送电区域消防用水的备用方案，在临时管道的入口处增加一手动阀门。为进一步提高临时方案的可靠性，减少喷头雾化的时间，在临时管线上增设一台在线式增压泵，泵的启停信号，由火灾探测报警系统引出至增压泵的就地启动控制箱。这样，即使生活用水量达到极致，三台生活供水泵已经全部投用，由于在线式增压泵的作用，也不会降低雾化喷头的供水压力和供水量。
4.3最佳临时方案优越性
最佳临时方案充分利用了已有的设施，在不违反相关规范的情况下，仅需要布置一段临时管道。无论是从投资成本控制，还是采购实施的及时性上，以及对总体施工的压力上来考虑，都可以在接受范围之内。方案实施之后，通过多次试验，完全满足辅变的喷淋需求，并顺利通过了相关部门的验收。通过与设计部门沟通，将此方案作为倒送电区域消防用水的备用方案，并记录备案。
5、结语
通过某核电厂辅助电源倒送电消防供水临时解决方案的分析和实施，为核电建设中遇到的此类问题提供了一种解决途径。临时解决方案具有很大的优势，它不仅可以减少大量的投资、缩短建设周期，甚至还可以成为某部分的备用方案，可供其他核电建设项目所借鉴。然而，临时解决方案的确立是有条件的，它必须有理论依据为指导，在理论依据不详或有矛盾的情况下，要做到正确理解有关设计规范，最好找到应用规范的具体实例，在保证完全符合规范的前提下，根据现场实际情况，尽量减少投资，缩短施工周期，并考虑到临时方案实施以后，为保持核电项目的总体规划，如何进行善后处理的问题。