陳倫道，崔嵬嵬*，姚天宇，吳 鄭

(1.遼寧紅沿河核電有限公司，遼寧 大連 116300；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

電纜火災(zāi)是對(duì)核電站威脅最大的安全事故之一[1]。截至2020年，我國(guó)大陸運(yùn)行核電機(jī)組數(shù)量達(dá)到49臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘考s5 102萬(wàn)kW，核電站運(yùn)行安全問(wèn)題不容小覷[2]。國(guó)內(nèi)核電站技術(shù)管廊是向廠區(qū)大多數(shù)建筑物提供所需管道和電纜的敷設(shè)場(chǎng)所，其普遍存在電纜雜亂、交叉、堆集的位置[3]，在這些位置上如果電纜發(fā)生過(guò)載、短路，則容易產(chǎn)生能量聚集最終導(dǎo)致電纜被引燃[4]，引發(fā)火災(zāi)。另外，核電廠技術(shù)廊道空間曲折、通道狹窄、各種管道和線纜交錯(cuò)布置，一旦在火災(zāi)事故的同時(shí)發(fā)生其他人員傷害事故，應(yīng)急救援工作的開(kāi)展將面臨非常大的阻礙。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者對(duì)類(lèi)似的地下空間火災(zāi)事故發(fā)生規(guī)律和人員疏散時(shí)間已經(jīng)開(kāi)展了大量研究。如王振榕[5]在小尺寸長(zhǎng)通道實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭序?yàn)證了火源與排煙口的相對(duì)位置以及排煙口換氣速率對(duì)綜合管廊內(nèi)電纜火災(zāi)煙氣蔓延的影響；Ingason等[6]開(kāi)展了縱向隧道火災(zāi)縮尺寸模型實(shí)驗(yàn)研究，得到了火源熱釋放速率、火源增長(zhǎng)率、火焰長(zhǎng)度、縱向通風(fēng)速度等參數(shù)對(duì)火災(zāi)煙氣縱向流動(dòng)的影響；王羽塵等[7]對(duì)公路隧道內(nèi)火災(zāi)情景下的人員疏散路徑選擇進(jìn)行了研究，得到了火災(zāi)發(fā)生位置與人行通道的距離對(duì)人員疏散時(shí)間的影響；潘勇等[8]對(duì)大斷面沉管隧道火災(zāi)情景下的疏散救援點(diǎn)設(shè)置進(jìn)行了研究，為工程實(shí)際提供了參考。

針對(duì)本文涉及的核電廠電纜火災(zāi)，王煜宏等[3]對(duì)核電廠多層電纜橋架橫向燃燒時(shí)煙氣層溫度進(jìn)行了研究，并對(duì)比研究了MQH公式對(duì)自然通風(fēng)條件下橫向電纜燃燒煙氣層溫度的預(yù)測(cè)效果；吳天琦等[9]驗(yàn)證了雙區(qū)域模型對(duì)橫向電纜火災(zāi)過(guò)程模擬的有效性和誤差范圍。但是，目前專(zhuān)門(mén)針對(duì)核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)場(chǎng)景下人員傷害事故應(yīng)急救援路徑的研究較欠缺[10-15]，亟需開(kāi)展相應(yīng)的研究以提高核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)事故的應(yīng)急處置能力。為了研究如何在火災(zāi)情形下更好地開(kāi)展應(yīng)急救援工作，本文應(yīng)用數(shù)值模擬軟件對(duì)核電站技術(shù)廊道內(nèi)不同位置的火災(zāi)事故和應(yīng)急救援工作進(jìn)行了仿真分析[16]，研究了核電站技術(shù)廊道內(nèi)電纜火災(zāi)火勢(shì)發(fā)展規(guī)律以及火災(zāi)場(chǎng)景下開(kāi)展事故應(yīng)急救援工作的最佳救援路徑。

1 核電站技術(shù)廊道內(nèi)電纜火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)分析及參數(shù)設(shè)計(jì)

1.1 事故風(fēng)險(xiǎn)分析

基于某核電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研開(kāi)展了危險(xiǎn)源辨識(shí)(見(jiàn)圖1)，共識(shí)別出核電站技術(shù)廊道內(nèi)潛在的10種主要事故類(lèi)型，分別為物體打擊、高處墜落、機(jī)械傷害、淹溺、灼燙、坍塌、觸電、火災(zāi)、爆炸和中毒窒息。

圖1 某核電站組現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研Fig.1 Investigation of a nuclear power plant

其中，遍布核電站技術(shù)廊道內(nèi)的各類(lèi)電纜為火災(zāi)事故的發(fā)生提供了必要條件，因此本文主要針對(duì)核電站技術(shù)廊道內(nèi)電纜火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。而物體打擊、高處墜落、機(jī)械傷害、淹溺、灼燙、坍塌、觸電和中毒窒息8種事故都可能與火災(zāi)事故同時(shí)發(fā)生，受火災(zāi)事故的影響，應(yīng)急救援工作的開(kāi)展難度也會(huì)增加。

該核電站技術(shù)廊道內(nèi)空間狹小、電纜布置雜亂，存在明顯的電纜交叉堆疊現(xiàn)象(見(jiàn)圖2)，這既加大了電纜短路的風(fēng)險(xiǎn)，也增加了熱量聚集的程度，因此本文以電纜的重疊程度為標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)廊道現(xiàn)場(chǎng)挑選了A、B兩處電纜堆疊程度最大的點(diǎn)作為火災(zāi)事故起火點(diǎn)進(jìn)行仿真模擬；由于技術(shù)廊道內(nèi)的空間曲折、環(huán)境復(fù)雜，當(dāng)發(fā)生前述的人員傷害事故時(shí)，應(yīng)急救援難度非常大，故基于應(yīng)急救援難度和作業(yè)頻率，選取了人員傷害事故風(fēng)險(xiǎn)最大的3個(gè)點(diǎn)a、b、c進(jìn)行應(yīng)急救援仿真模擬分析。核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)事故點(diǎn)和人員傷害事故高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位置，見(jiàn)圖3。

圖2 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)電纜交叉堆疊Fig.2 Cable overlap position in the technical corridor of a nuclear power plant

圖3 某核電站技術(shù)廊道平面圖Fig.3 Plan of the technical corridor of a nuclear power plant

1.2 火災(zāi)模擬參數(shù)設(shè)置

根據(jù)核電廠防火設(shè)計(jì)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，技術(shù)廊道墻壁厚度在0.4～0.5 m之間不等，材質(zhì)為混凝土；技術(shù)廊道內(nèi)電纜托架寬度一般為500 mm，層數(shù)為5～8層不等，底部托架厚度忽略不計(jì)，1 m托架上的等效可燃物質(zhì)量為22.5 kg PVC，即假設(shè)電纜橋架上電纜均勻鋪滿，在單層電纜0.1 m的情況下，PVC的密度設(shè)置為450 kg/m3。

美國(guó)消防協(xié)會(huì)將非穩(wěn)態(tài)火災(zāi)發(fā)展劃分為超快速火、快速火、中速火和慢速火[17]。非穩(wěn)態(tài)“t2”火災(zāi)增長(zhǎng)模型的公式為Q=at2，其中Q為火源熱釋放功率(kW)，a為火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)(kW/s2)，t為火災(zāi)的發(fā)展時(shí)間(s)。根據(jù)前人的研究經(jīng)驗(yàn)，電纜火災(zāi)的火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)取值為200 kW/s2[18]，火源熱釋放速率為2 MW/m2,火源面積為0.25 m2。

考慮模型的規(guī)模和計(jì)算成本，并且由于單層電纜厚度為0.1 m，為了保證電纜層在火災(zāi)模擬過(guò)程中不會(huì)被軟件重新定位，對(duì)起火點(diǎn)附近15 m范圍內(nèi)的網(wǎng)格進(jìn)行局部加密，加密區(qū)域的網(wǎng)格尺寸設(shè)置為0.5 m×0.5 m×0.1 m，其余位置的網(wǎng)格尺寸設(shè)置為0.5 m×0.5 m×0.5 m，火災(zāi)模擬時(shí)間為2 400 s[19-20]。

1.3 事故應(yīng)急救援參數(shù)設(shè)計(jì)

應(yīng)急救援時(shí)間可以分為到達(dá)事發(fā)地點(diǎn)所用時(shí)間和撤離現(xiàn)場(chǎng)所用時(shí)間兩部分。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研和實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖1)發(fā)現(xiàn)，消防人員在核電站技術(shù)廊道內(nèi)攜帶救援裝備和轉(zhuǎn)運(yùn)假人傷員兩種情況下通過(guò)長(zhǎng)約140 m的廊道分別用時(shí)約78 s和175 s，得出當(dāng)消防人員攜帶救援裝備進(jìn)入廊道的平均行走速度為1.8 m/s，抬擔(dān)架時(shí)在無(wú)嚴(yán)重障礙物疏散路線上的平均行走速度為0.8 m/s,所得結(jié)果與實(shí)際應(yīng)急演練結(jié)果相近。由于核電站技術(shù)廊道內(nèi)存在較多障礙物，例如廊道內(nèi)存在部分樓梯(鋼梯)的坡度較大，會(huì)嚴(yán)重影響消防人員的行走速度，故在軟件模擬時(shí)間的基礎(chǔ)上對(duì)消防人員通過(guò)障礙物的時(shí)間進(jìn)行了修正，得出了實(shí)際模擬時(shí)間，具體計(jì)算公式如下：

Ts=Tr+Tb

(1)

式中：Ts指實(shí)際模擬時(shí)間(s)；Tr指軟件模擬時(shí)間(s)；Tb指消防人員通過(guò)各障礙物的時(shí)間(s)。

本文通過(guò)Pathfinder仿真軟件建立核電站技術(shù)廊道的等比模型，通過(guò)軟件模擬得出救援人員在未受到障礙物阻礙時(shí)的撤離時(shí)間，從而得出軟件模擬時(shí)間Tr。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)消防人員攜帶假人傷員在各障礙物進(jìn)行多次搬運(yùn)，得出消防人員通過(guò)坡度較大的樓梯、設(shè)備和岔口等障礙物的時(shí)間，見(jiàn)表1。

表1 消防人員通過(guò)各障礙物的時(shí)間Table 1 Time of fire fighters passing the obstacles

據(jù)與消防人員溝通，當(dāng)核電站技術(shù)廊道內(nèi)發(fā)生電纜火災(zāi)事故時(shí)，救援人員在5 min內(nèi)能夠到達(dá)廊道內(nèi)各出入口，故在考慮火災(zāi)事故與人員傷害事故疊加時(shí)，可假設(shè)兩種事故相差10 min發(fā)生或同時(shí)發(fā)生。若人員傷亡事故提前10 min發(fā)生，則火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)傷員已經(jīng)被救援人員救出，因此本研究?jī)H考慮兩事故同時(shí)發(fā)生和火災(zāi)事故提前10 min發(fā)生兩種情況。

2 仿真模擬結(jié)果分析及路徑選擇研究

2.1 火災(zāi)事故模擬

2.1.1 起火點(diǎn)A處火情分析

該核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)事故起火點(diǎn)A處火勢(shì)發(fā)展的仿真模擬結(jié)果和溫度監(jiān)測(cè)曲線，見(jiàn)圖4和圖5。

圖4 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)A處的火勢(shì)發(fā)展 仿真模擬結(jié)果Fig.4 Simulated results of fire development at the fire ignition (position A) in the technical corridor of a nuclear power plant

圖5 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)A處的溫度監(jiān)測(cè)曲線Fig.5 Temperature curve at the fire ignition (position A) in the technical corridor of a nuclear power plant

通過(guò)截取火災(zāi)事故起火點(diǎn)A處的火勢(shì)發(fā)展仿真模擬結(jié)果(見(jiàn)圖4)可以發(fā)現(xiàn)，在69 s時(shí)起火位置出現(xiàn)火焰，在約20 min后火場(chǎng)內(nèi)火勢(shì)急劇擴(kuò)展，出現(xiàn)轟燃現(xiàn)象，此時(shí)火災(zāi)事故點(diǎn)附近已不能允許人員的存在。通過(guò)觀察布置在該位置的熱電偶溫度監(jiān)測(cè)曲線(見(jiàn)圖5)可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)火焰溫度逼近920℃，達(dá)到火場(chǎng)最高溫度，隨后由于起火位置的氧氣被消耗殆盡，火勢(shì)逐漸減弱，內(nèi)部溫度也在逐步降低，但是30 min后內(nèi)部溫度仍高于100℃。

通過(guò)觀察該核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)煙氣擴(kuò)展趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)煙氣擴(kuò)展的速度要明顯大于火勢(shì)擴(kuò)展的速度。此外，通過(guò)查看該核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)A處附近應(yīng)急救援孔位置的煙氣能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)曲線可以發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖6)，在124 s時(shí)，應(yīng)急救援孔附近火災(zāi)煙氣現(xiàn)場(chǎng)能見(jiàn)度為9.7 m，依據(jù)《中國(guó)消防手冊(cè)(第三卷)》[21]中規(guī)定的10 m作為現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)煙氣安全能見(jiàn)度，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)煙氣能見(jiàn)度低于安全能見(jiàn)度時(shí)，表明此時(shí)該位置已被火災(zāi)煙氣封堵，若技術(shù)廊道內(nèi)發(fā)生事故，應(yīng)急救援人員將不能從此處開(kāi)展救援。

圖6 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)A處應(yīng)急救援孔 位置的煙氣能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)曲線Fig.6 Visibility curve at an emergency rescue hole at the fire ignition (position A) in the technical corridor of a nuclear power plant

由此可見(jiàn)，如果在火災(zāi)煙氣蔓延到此處后再進(jìn)行緊急撤離，留給救援人員反應(yīng)的時(shí)間極少，因此作為核電站安全管理者應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的日常檢查，在火災(zāi)初起時(shí)即發(fā)出報(bào)警，以為突發(fā)事件的處理提供充足的時(shí)間。

同樣，在166 s時(shí)廠房12出口被火災(zāi)煙氣封堵(見(jiàn)圖7)，此出口同樣不能再被作為應(yīng)急救援通道使用。

圖7 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)A處發(fā)生火災(zāi)事 故時(shí)廠房12的出口位置煙氣能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)曲線Fig.7 Smoke visibility curve at outlet of plant 12 when a fire accident occurs at the fire ignition (position A) in the technical corridor of a nuclear power plant

2.1.2 起火點(diǎn)B處火情分析

該核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)事故點(diǎn)B處的火勢(shì)發(fā)展仿真模擬結(jié)果和溫度監(jiān)測(cè)曲線，見(jiàn)圖8和圖9。

由圖8和圖9可見(jiàn)，該核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)B處的火勢(shì)發(fā)展與A處大致類(lèi)似，同樣在60 s左右出現(xiàn)火焰，但是由于技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)B處電纜高低交錯(cuò)，火勢(shì)發(fā)展較慢，該處的轟燃時(shí)間較起火點(diǎn)A處要晚5 min左右。

圖8 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)事故起火點(diǎn)B處的 火勢(shì)發(fā)展仿真模擬結(jié)果Fig.8 Simulated results of fire development at the fire ignition (position B) in the technical corridor of a nuclear power plant

圖9 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)B處的溫度監(jiān)測(cè) 曲線Fig.9 Temperature curve at the fire ignition (position B) in the technical corridor of a nuclear power plant

該核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)B處發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)位置1和位置2的煙氣能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)曲線，見(jiàn)圖10和圖11。

圖10 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)B處發(fā)生火災(zāi) 事故時(shí)位置1的煙氣能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)曲線Fig.10 Smoke visibility curve at position 1 when fire occurs at the fire ignition(position B) in the technical corridor of a nuclear power plant

圖11 某核電站技術(shù)廊道內(nèi)起火點(diǎn)B處發(fā)生火災(zāi) 事故時(shí)位置2的煙氣能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)曲線Fig.11 Smoke visibility curve at position 2 when fire occurs at the fire ignition(position B) in the technical corridor of a nuclear power plant

從火災(zāi)的模擬結(jié)果來(lái)看，在173 s時(shí)位置1處火災(zāi)煙氣能見(jiàn)度降至安全能見(jiàn)度以下，此時(shí)位置1已被煙氣封堵(見(jiàn)圖10)；在243 s時(shí)火災(zāi)煙氣蔓延至位置2(見(jiàn)圖11)，由于廠房19存在管道預(yù)留口，借助煙囪效應(yīng)，火災(zāi)煙氣在到達(dá)廠房19內(nèi)部后停止了向前擴(kuò)散(見(jiàn)圖12)，轉(zhuǎn)而向上擴(kuò)散至技術(shù)廊道外。由此發(fā)現(xiàn)，在核電站技術(shù)廊道內(nèi)適當(dāng)?shù)乩脽焽栊?yīng)可以延緩火災(zāi)煙氣的蔓延。

圖12 火災(zāi)煙氣在廠房19的擴(kuò)散狀態(tài)Fig.12 Fire smoke diffusion state in plant 19

2.2 前往事故點(diǎn)應(yīng)急救援路線模擬分析

本研究使用假人模擬傷員轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程測(cè)得，當(dāng)消防人員攜帶救援裝備進(jìn)入廊道的平均行走速度為1.8 m/s。

2.2.1 前往人員傷害事故點(diǎn)a的應(yīng)急救援路線分析

人員傷害事故點(diǎn)a仿真模型及部分出入口位置見(jiàn)圖13，當(dāng)人員傷害事故點(diǎn)a發(fā)生事故時(shí)從各入口抵達(dá)人員傷害事故發(fā)生點(diǎn)a所需的時(shí)間見(jiàn)表2。

圖13 人員傷害事故點(diǎn)a仿真模型及部分出入口位置Fig.13 Simulation model at personnel injury accident point a and location of partial entrances and exits

表2 從各入口抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)a所需的時(shí)間Table 2 Arrival time from each entrance to personnel injury accident point a

結(jié)合圖13,由表2通過(guò)對(duì)比分析可知：抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)a最快的入口為Y13段應(yīng)急救援口，同時(shí)抵達(dá)山頂T16段人井和H2段人井所需的時(shí)間較短；但由于消防人員在進(jìn)行應(yīng)急救援時(shí)，需攜帶應(yīng)急救援設(shè)備進(jìn)入。故綜合考慮，當(dāng)人員傷害事故點(diǎn)a發(fā)生事故時(shí)，醫(yī)護(hù)人員和消防人員應(yīng)從Y13段管道應(yīng)急救援口進(jìn)入廊道。

2.2.2 前往人員傷害事故點(diǎn)b的應(yīng)急救援路線分析

人員傷亡事故點(diǎn)b仿真模型及部分出入口位置見(jiàn)圖14,當(dāng)人員傷害事故點(diǎn)b發(fā)生事故時(shí)從各入口抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)b的時(shí)間見(jiàn)表3。

結(jié)合圖14,由表3通過(guò)對(duì)比分析可知:抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)b所需時(shí)間最短的入口為廠房12和廠房20;但由于事故點(diǎn)b前往廠房20路線中，道路中有設(shè)備嚴(yán)重阻礙人員進(jìn)入，且廠房20出入口為關(guān)閉狀態(tài)，需要聯(lián)系相關(guān)人員開(kāi)啟，而在前往廠房12路線中僅有設(shè)備阻礙。故綜合考慮，在人員傷害事故點(diǎn)b發(fā)生事故時(shí)，醫(yī)護(hù)人員和消防人員應(yīng)從廠房12進(jìn)入廊道。

圖14 人員傷害事故點(diǎn)b仿真模型及部分出入口位置Fig.14 Simulation model at personnel injury accident point b and location of partial entrances and exits

表3 從各入口抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)b所需的時(shí)間Table 3 Arrival time from each entrance to personnel injury accident point b

2.2.3 前往人員傷害事故點(diǎn)c的應(yīng)急救援路線分析

人員傷害事故點(diǎn)c仿真模型及部分出入口位置見(jiàn)圖15,當(dāng)人員傷害事故點(diǎn)c發(fā)生事故時(shí)從各入口抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)c所需的時(shí)間見(jiàn)表4。

圖15 人員傷害事故點(diǎn)c仿真模型及部分出入口位置Fig.15 Simulation model at personnel injury accident point c and location of partial entrances and exits

結(jié)合圖15,由表4通過(guò)對(duì)比分析可知:當(dāng)人員傷害事故點(diǎn)c發(fā)生事故時(shí)，消防人員和醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)所需時(shí)間最短的入口為T(mén)16段人井，其次是Z11段人井，但T16段人井進(jìn)入廊道的空間較小，不利于攜帶應(yīng)急救援設(shè)備進(jìn)入，而其余廊道入口前往事故點(diǎn)c時(shí)路途較遠(yuǎn)，且需要經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)坡度較大的樓梯。故綜合考慮，當(dāng)消防人員和醫(yī)護(hù)人員需要攜帶大型設(shè)備時(shí)，應(yīng)從Z11段人井進(jìn)入廊道，若只需攜帶簡(jiǎn)單救援設(shè)備時(shí)，應(yīng)從T16段人井進(jìn)入廊道。

表4 從各入口抵達(dá)人員傷害事故點(diǎn)c所需的時(shí)間Table 4 Arrival time from each entrance to personnel injury accident point c

2.3 撤出事故點(diǎn)應(yīng)急救援路線模擬分析

根據(jù)人員傷害事故疏散模擬背景，設(shè)置消防人員和醫(yī)護(hù)人員共7人進(jìn)入廊道內(nèi)開(kāi)展救援工作，事故現(xiàn)場(chǎng)人員為3人，其中一人處于昏迷狀態(tài)。

2.3.1 撤出人員傷害事故點(diǎn)a的應(yīng)急救援路線分析

當(dāng)人員在人員傷亡事故點(diǎn)a發(fā)生事故，且處于昏迷狀態(tài)時(shí)，人員可選擇的撤離出口及相應(yīng)的撤出時(shí)間，見(jiàn)表5。

表5 撤出人員傷害事故點(diǎn)a可選擇的出口及撤出時(shí)間Table 5 Available exits and evacuation time from personnel injury accident point a

由表5可知：當(dāng)人員在人員傷害事故點(diǎn)a發(fā)生事故被救援撤離時(shí)，通過(guò)Y13段應(yīng)急救援口撤出所需的時(shí)間最短，同時(shí)若在T16段管道層增設(shè)應(yīng)急救援口對(duì)救援效果也具有明顯改善；在撤離過(guò)程中經(jīng)過(guò)樓梯所用時(shí)間占救援時(shí)間的絕大部分，且此處樓梯為鋼梯，具有一定的可修改性，因此改善廊道內(nèi)樓梯坡度可以明顯改善對(duì)人員傷害事故點(diǎn)a處人員的救援效果。

2.3.2 撤出人員傷害事故點(diǎn)b的應(yīng)急救援路線分析

當(dāng)人員在人員傷害事故點(diǎn)b發(fā)生事故，且處于昏迷狀態(tài)時(shí)，人員可選擇的撤離出口及相應(yīng)的撤出時(shí)間，見(jiàn)表6。

表6 撤出人員傷害事故點(diǎn)b可選擇的出口及撤出時(shí)間Table 6 Available exits and evacuation time from personnel injury accident point b

由表6可知：消防人員和醫(yī)護(hù)人員從廠房20撤離路線中有設(shè)備對(duì)疏散通道造成了嚴(yán)重阻礙，嚴(yán)重影響了人員撤出速度，造成人員從該出口撤出的實(shí)際模擬時(shí)間與軟件模擬時(shí)間相差較大；除廠房20撤離路線外，人員從Y18段電纜層應(yīng)急救援口、廠房16和Y13段應(yīng)急救援口撤離所需的時(shí)間最短，由于從廠房16撤離路線中需要經(jīng)過(guò)直梯，從而會(huì)使應(yīng)急救援時(shí)間加長(zhǎng)，故此時(shí)建議從Y18段電纜層應(yīng)急救援口或Y13段應(yīng)急救援口撤離。同時(shí)，由于廊道土建結(jié)構(gòu)的影響，Y18段電纜層應(yīng)急救援口對(duì)廊道P段南部的人員救援的影響較小，故建議在Y18段管道層增設(shè)應(yīng)急救援口，通過(guò)模擬結(jié)果顯示，此時(shí)應(yīng)急救援所需的時(shí)間明顯減少。

2.3.3 撤出人員傷害事故點(diǎn)c的應(yīng)急救援路線分析

當(dāng)人員在人員傷害事故點(diǎn)c發(fā)生事故，且處于昏迷狀態(tài)時(shí)，人員可選擇的撤離出口及相應(yīng)的撤出時(shí)間，見(jiàn)表7。

表7 撤出人員傷害事故點(diǎn)c可選擇的出口及撤出時(shí)間Table 7 Available exits and evacuation time from personnel injury accident point c

由表7可知:當(dāng)人員在人員傷害事故點(diǎn)c發(fā)生事故時(shí)，人員從各出口撤出的實(shí)際模擬時(shí)間與軟件模擬時(shí)間相差較大，這是由于撤離路線中需經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)坡度、長(zhǎng)度均較大的斜梯，會(huì)嚴(yán)重影響人員撤出速度，增加救援難度，使受傷人員無(wú)法得到救援。因此，建議在T16段管道層增設(shè)應(yīng)急救援口，通過(guò)模擬結(jié)果顯示，人員撤離時(shí)間明顯減少，同時(shí)也可以有效改善山頂各段人員的疏散效率。

2.4 疊加事故場(chǎng)景下應(yīng)急救援路徑規(guī)劃研究及建議

通過(guò)模擬分析，得出起火點(diǎn)A、B兩處分別發(fā)生火災(zāi)事故情況下，當(dāng)a、b、c三處分別發(fā)生人員傷害事故時(shí)該技術(shù)廊道內(nèi)應(yīng)急救援出入口布置，見(jiàn)表8。

表8 火災(zāi)情況下人員傷害事故的應(yīng)急救援出入口布置Table 8 Layout of rescue entrances and exits of personnel injury accidents in case of fire

由表8通過(guò)對(duì)比分析可知：當(dāng)起火點(diǎn)A處發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，對(duì)人員傷害事故點(diǎn)b、c的影響較大，會(huì)造成Y18段應(yīng)急救援口無(wú)法使用，需要選擇其他救援出口進(jìn)行撤離，即當(dāng)火災(zāi)事故點(diǎn)A處和人員傷害事故點(diǎn)b、c發(fā)生事故時(shí)，救援出口由原Y18段應(yīng)急救援口和T16段應(yīng)急救援口變?yōu)閺S房16，同時(shí)在應(yīng)急救援時(shí)須進(jìn)行滅火；當(dāng)起火點(diǎn)B處發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，對(duì)人員傷害事故點(diǎn)a、c的影響較大，以目前廊道內(nèi)應(yīng)急救援出入口的設(shè)置，無(wú)法滿足應(yīng)急救援的要求，可在T16段管道層增設(shè)應(yīng)急救援口，此時(shí)人員僅能從增設(shè)的應(yīng)急救援口撤離。

3 結(jié) 論

(1) 核電站技術(shù)廊道內(nèi)發(fā)生的電纜火災(zāi)在起火初期火勢(shì)發(fā)展較慢，大概在20 min后廊道內(nèi)部發(fā)生轟燃現(xiàn)象，此時(shí)起火位置周?chē)巡辉僭试S人員的存在。

(2) 核電站技術(shù)廊道內(nèi)電纜火災(zāi)的煙氣蔓延速度要遠(yuǎn)大于火焰的蔓延速度，因此安全管理人員應(yīng)嚴(yán)格保證核電站技術(shù)廊道內(nèi)火災(zāi)探測(cè)器的有效性，并在發(fā)生火情時(shí)及時(shí)處置。

(3) 選取3個(gè)人員傷害事故風(fēng)險(xiǎn)最大的事故點(diǎn)，借助Pathfinder軟件通過(guò)對(duì)相關(guān)區(qū)域的應(yīng)急救援時(shí)間進(jìn)行仿真模擬對(duì)比，確定了不同人員傷害事故位置的最佳應(yīng)急救援路線。

(4) 結(jié)合火災(zāi)煙氣蔓延規(guī)律和不同人員傷害事故位置的最佳應(yīng)急救援路線分析，確定了最不利工況下核電站技術(shù)廊道內(nèi)人員應(yīng)急救援疏散方案，并給出了技術(shù)廊道內(nèi)應(yīng)急出口設(shè)置的改進(jìn)建議。