智慧消防在核电领域的应用探索与实践

发表时间:2020/10/20   来源:《科学与技术》2020年6月17期   作者:喻伟 夏玲华
[导读] 消防安全是核电厂安全的重要组成部分。消防工作涉及防火、
        喻伟  夏玲华
        武汉海王新能源工程技术有限公司           湖北武汉  430064
        摘要:消防安全是核电厂安全的重要组成部分。消防工作涉及防火、火灾探测及灭火,核电站由于使用放射性燃料,而火灾可能导致核事故发生,故有效的消防管理工作异常重要。随着核电站的大规模建设并投入运营,重人防轻技防的管理模式已不能满足核电消防工作的需求,应引入新技术、新模式。本文将对智慧消防在核电领域的应用进行深入探索,旨在提升核电消防工作科技化、信息化、智能化水平,为核电厂消防风险评估、消防监控、灭火救援、消防培训等提供技术支持,持续提升核电厂消防安全管理能力。
        关键词:智慧消防;核电
        引言
        对于核电厂而言,其消防管理不仅涉及电厂的经济运行,更是核安全管理的重要内容,核电发展的历史经验表明,核电厂火灾与核事故在一定条件下,特别是在严重事故条件下,可能相互派生或转化。由此可见,核电厂消防管理对核电机组的安全稳定运行是非常重要。
        随着新材料、新技术的应用和核电技术的发展,加之火灾本身的复杂性和随机性,也随之衍生出很多新的消防管理问题,而现行核电厂消防管理体系无法很好的解决新问题所带来的管理风险。在这种形势下,核电厂要想快速提高整体消防管理水平,唯有通过建设智能化消防平台的方式实现。
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        一、核电消防管理重要性
        核电站使用核燃料发电,而核燃料存在放射性,放射性一旦泄露,不仅会造成巨大的经济损失,也会将对人和自然环境产生严重影响。火灾对核电站的安全问题影响极大,据美国火灾概率风险分析表明:作为初因事件的火灾对核电站总的“堆芯损坏频率的贡献高达55%”。由此可见核电消防管理的重要性。
        二、核电消防管理现状及特点分析
        2.1管理现状
        核电站不同于社会企、事业单位,主要由上级主管部门管辖。由于专业限制,上级主管部门对于核电站消防监督及指导存在局限性,而应急管理部门中的消防机构对核电站的直接监管较少,因此,核电站的消防管理更多的是立足于自主管理。核电站的消防管理也是分为防火及灭火两个方面,防火主要是通过日常巡检、专项检查、物料及危化品存放许可、防火屏障打开许可、消防设施隔离及操作许可、消防车道及疏散通道占用许可等方式进行管控,灭火主要依靠核电内部建立的一、二、三火警响应人员或组织及外部消防机构实施。
        在防火方面,无论是检查还是各类管控票证的办理、执行及监督,管理的核心更多的是依靠人防,效率低且容易顾此失彼,火灾风险评估缺乏准确性,无法抓住防火的重点。在灭火方面,火警的核实、火警响应的启动流程、灭火过程中火场各类信息的确认均需要人工执行,效率低且容易出错,不利于快速扑灭火灾及后续火灾调查时对各类问题的追溯。以上两方面问题的解决,需要核电消防改变现有管理模式,创新思路。
        2.2消防监督检查
        ?目前消防部门进行消防监督的重点一般是一些重点单位,如核电站或存在易燃易爆物品或人流量较多的场所等[2]。在核电厂消防监督与检查中,主要采用消防人员现场作业的方式进行消防监督排查。由于消防基础设施建设前瞻性不足,未在消防设施建设中引入物联网等技术,难以实现消防数据完整的收集整理,系统互联互通等方面存在着薄弱环节,动态、实时监控受到制约。消防人员受固定办公地点限制,无法随时随地开展消防检查巡查,容易出现监督死角,而消防值班人员擅离职守或操作不熟练,会使得上述情况更加严峻。建设基于物联网及移动互联网的消防监控系统,可实现远程、实时、动态监控消防设施运行,同时能减少监督人员工作量,有效缓解消防人力资源情况。
        2.3灭火救援演练
        核电厂按要求设有专职消防队,配备消防车辆及消防设备器材,开展消防演练和灭火救援工作。灭火作战预案通常为纸质版,在信息收集的及时性、完整性、有效性方面容易存在偏差,模拟灭火作战演练的针对性不强;真实灭火作战指挥的科学性、系统性以及前瞻性受到挑战,依靠直觉、经验的指挥决策存在一定的风险。建设基于物联网及BIM?技术的灭火救援体系,可以有效地整合资源,展示灭火救援要素,将作战指挥从碎片化转变为集约化、静态化转变为动态化、简单粗放转变为科学决策。
        2.4消防培训教育
        在核电厂的消防安全管理主要是针对消防、安全管理是否到位等方面,其具体包括安全组织、制度、宣传培训等方面的内容[3],合理的消防安全组织对于整个地区而言是极其重要的。其中消防培训教育也是很重要的。

消防培训教育采用理论培训和实操演练相结合,理论培训主要是核电厂消防基本安全授权和通用安全课堂讲解;实操演练主要是灭火器实操、战斗服穿戴、消防及救援设施使用。上述培训教育基本满足消防培训教育需求,但是培训设施简陋、培训形式单一,存在受培训教员和场地限制的情况。建设基于物联网及VR?技术的消防培训体系,可以优化培训资源、减少场地限制、高效实施教考分离,更加丰富生动地完成核电厂消防培训教育工作
        三、核电厂智慧消防的应用探索与实践
        3.1火灾风险实时动态分析平台的构建
        火灾是核电站安全管理面临的重要挑战之一,核电站火灾一直是核电站要考虑的重要安全问题,对核电站火灾的系统综合评价已经成为核电站安全分析的重要组成部分。
        根据《核动力厂设计安全规定》,《核电厂防火》,《核动力厂运行防火安全》,《核电厂防火准则》等规范准则,使用《火灾危害性分析报告》,《消防专篇》,《机组内部火灾概率安全分析报告》等基本成果进行核电站内部火灾概率安全分析模型,核电站常用可燃特性和发热量数据库,内置物联网平台核电站的火灾预警系统,以及房间安全防火设施。
        3.2构建指挥和辅助灭火决策平台
        依靠核电站消防力量和部署数据库、消防先例分析数据库、消防行动计划数据库、后端计算处理平台等,构建核电站指挥和辅助灭火决策平台。
        平台系统将收集的核电站遥感数据、实景数据、工厂三维地理数据、水源、取水点等消防地理信息集成到平台后端。同时,将核电现场的消防人员和房间防火等能力和部署情况、消防行动计划三维动态模拟提出、火灾现场基本信息(公路信息、攻击路径、火灾部位、危险因素、火灾地点周围危险警告等)、核电站一级至四级消防响应过程等融合在一起,通过计算处理平台,可以快速进行决策。
        通过应急指挥及辅助决策平台的建设和运用,对突发消防事故有科学的应急指挥辅助依据,有效提高消防应急处置决策能力。
        3.3消防系统动态预警系统建设
        支持火灾检测报警系统、消防联动控制系统、气体灭火系统、氢气检测报警系统等基本消防系统,并与网络技术相结合,实时监控各个工厂消防系统的状态。
        另一方面,要通过视频监控与火灾报警系统相关联的网络,对员工的违法行为进行智能、实时、动态的管制。另一方面,要在重要的设施部位设置传感器终端,充分发挥网络技术,严格实时监控消防设施设备的状况,在此基础上,实现全面掌握火灾预防和控制核心对象和薄弱环节的目的。
        3.4综合消防实践管理平台
        结合火灾风险实时动态分析平台的分析计算成果,将消防工作实践管理平台整合为消防工作实践的主要内容。管理平台侧重于核电站库存物料数据收集和管理、添加火灾负荷风险评估、添加物料保管管理等基本工作。
        管理平台的实践应用成果是核电站智能消防总平台各系统集成分析、板间逻辑联系共享的结果,在科学分析的基础上,摆脱缺少经验的管理,使消防管理工作系统化、集成、数据化。
        平台用作消防基础工作的管理平台和电子入口,包括消防证书控制、消防系统隔离、防火屏障完整性控制、易燃材料控制、消防教练检查活动、火灾危险薄弱环节等。
        
        
        
        
        结束语:
        智慧消防技术在新时代消防工作中将发挥“引领”与“支撑”的重要作用,随着核电站的大规模建设并投入运营,重人防轻技防的模式已不能满足核电消防管理工作的需求,应引入新技术、新模式。核电厂消防管理要紧跟时代发展步伐,紧随现代科技发展趋势,依托物联网技术,加强核电厂消防物联网建设,整体提升核电厂消防科技化、信息化、智能化水平,并不断创新走向成熟,在不断的探索与实践中,更好的为核安全保驾护航。
        参考文献:
        [1]?范维澄,孙金华,陆守香,等.火灾风险评估方法学[M].北京:科学出版社,2004
        [2]?莫华松.浅谈社区消防安全管理现状与对策[J].消防界(电子版),2017,(4):49
        [3]宋源禄.浅谈占建筑的火灾特点及消防对策[J].消防科学与技术,2004,(4):396-398
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