Feuer- und Brandschutzanordnung für in mindestens einer Ka- beltrasse geführte Kabel einer Kernkraftanlage

Die Erfindung betrifft eine Feuer- und Brandschutzanordnung für in mindestens einer Kabeltrasse geführte Kabel einer Kernkraftanlage, bei der sicherheitstechnisch wichtige Kabel oder Leitungen mehrfach, d.h. mehrkanalig oder redundant, vorhanden sind.

In einer Kernkraftanlage ist es üblich, sicherheitstechnisch wichtige Systeme oder Einrichtungen mehrkanalig aufzubauen Dabei werden diese Systeme räumlich voneinander getrennt, so daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen und/oder durch äußere Einwirkungen nicht gleichzeitig beschädigt oder zer¬ stört werden können.

Normalerweise erfolgt die dazugehörige Verkabelung dieser Sy- Sterne ebenfalls mehrkanalig. Dabei kann eine ausreichende räumliche Trennung der jeweiligen Kabeltrassen nicht immer gewährleistet werden. Demzufolge werden die Kabeltrassen zum einen jeweils von einem Feuerschutzmantel, z.B. Mineralstoff¬ platten, umgeben. Zum anderen werden die in den Kabeltrassen geführten Kabel zusatzlich mit einer Feuerschutzschicht abge¬ deckt. Durch diese Maßnahmen soll m einem Brandfall das Feuer örtlich begrenzt sein, so daß ein Übergreifen des Feu¬ ers von einer Kabeltrasse auf eine andere Kabeltrasse verhin¬

Bedingt durch den Feuerschutzmantel kann es aber insbesondere bei Leistungskabeln zu einer Erwärmung kommen, die zu einem frühzeitigen Verschleiß und somit zu einem schnellen Versagen der Leistungskabel fuhren kann. Darüber hinaus muß die ver- wendete Feuerschutzschicht hinreichend dick auf die Kabel

aufgetragen werden, so daß die gewünschte Wirkung erzielt werden kann.

Bei einer undichten Verarbeitung einer derartigen aus einem nicht aufschäumenden Material bestehenden Feuerschutzschicht kann es jedoch trotzdem zu einer Brandausbreitung und damit zu einem Übergreifen des Brandes auf eine andere Kabeltrasse kommen. Ferner wird die Kabeltrasse durch das Gewicht der dicken nicht aufschäumenden Feuerschutzschicht zusätzlich be- lastet, so daß aufgrund der hohen Erdbebensicherheitsanforde¬ rungen die Auslegungεgrenzwerte der Kabeltrassenbelastung überschritten werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Feuer- und Brandschutzanordnung für Kabel in einer Kernkraftanlage anzugeben, wobei ein einfacher Aufbau und eine hohe Brand- schutzfestigkeit des Kabels gewährleistet sein soll und die Ausbreitung eines Brandes von einer Kabeltrasse auf eine be¬ nachbarte Kabeltrasse verhindert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß gelost durch eine Feuer- und Brandschutzanordnung, wobei ein bei Hitzeeinwirkung auf¬ schäumender Werkstoff vorgesehen st, der nach dem Aufschäu¬ men die Kabel und einen um die Kabel angeordneten Freiraum mindestens teilweise derart verschließt, daß ein Flammenuber- griff auf ein zur Kabeltrasse benachbartes Bauteil verhindert

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß auch bei einer komplizierten Verkabelung und bei engen räumlichen Ver¬ haltnissen eine besonders hohe Feuer- und Brandschutzsicher- heit gewährleistet sein muß. Dazu ist eine einfach aufgebaute Feuer- und Brandschutzanordnung einzusetzen, die vorhandene Freiraume zwischen benachbarten Bauteilen bestmöglich nutzt, so daß bei einem Brand dieser örtlich eingeschränkt wird,

d.h. eine Brandausbreitung über den lokalen Bereich der Brandentstehung hinaus verhindert ist.

Prinzipiell ist aus dem Dokument DE 29 47 593 AI die Verwen- düng von aufschäumenden Werkstoffen zum Brandschutz der Gebaudetechnik bekannt. Bei einer einfachen Übertragung die¬ ser Technik auf Kabel ist im Falle des AufSchäumens die Zu- ganglichkeit der Kabel eingeschränkt. Dieser Nachteil wurde aber insbesondere aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen im Brandfall in einer Kernkraftanlage vernachlässigt, da hier der Erhalt der Funktionsfahigkeit benachbarter Bauteile und/oder Kabeltrassen Vorrang hat .

Damit ein Brand oder ein Feuer mit einfachsten Mitteln be- grenzt gehalten werden kann, ist zweckmaßigerweise ein hin¬ reichend großer Freiraum zwischen benachbarten Bauteilen und Kabeltrassen vorgesehen. Ein solcher Freiraum ist insbeson¬ dere zwischen benachbarten Kabeltrassen angeordnet, um z.B. bei mehrkanaligen Verkabelungen den Brand auf eine Kabeltras- se beschrankt halten zu können.

Um darüber hinaus auch bei einer räumlich engen Anordnung von Bauteilen, insbesondere von Kabeltrassen, im Brandfall einen Flammenubergriff auf benachbarte Kabeltrassen oder Bauteile verhindern zu können, ist in den Freiraumen zwischen der Ka¬ beltrasse und dem Bauteil eine feuerwiderstandsfahige Wand oder Konstruktion, bevorzugt aus nicht brennbarem Material, vorgesehen. Mit anderen Worten: Wenn nicht ein genügend gro¬ ßer Abstand zwischen den jeweils benachbarten Kabeltrassen gewährleistet ist, ist zusätzlich zu dem aufschäumenden Werk¬ stoff, der die Kabel m der jeweiligen Kabeltrasse umhüllt, eine feuerwiderstandsfahige Wand oder Konstruktion zwischen den benachbarten Kabeltrassen vorgesehen.

Damit die abdichtende Funktion des aufschäumenden Werkstoffes voll wirksam werden kann, ist der aufschäumende Werkstoff im flussigen Zustand mit einer Dicke von ca. 1 mm auftragbar. D.h., d e m der Kabeltrasse geführten Kabel sind mit einer ca . 1 mm dicken Schicht des aufschäumenden Werkstoffs verse¬ hen. Bei starker Wärmeeinwirkung, insbesondere im Brandfall, schäumt der Werkstoff auf und verschließt sämtliche noch ge¬ gebenenfalls offenen nicht beschichteten Bereiche der äußeren Umhüllung der Kabel oder Kabelbundel, so daß eine feuerschut- zende Schicht die Kabel oder die Kabelbundel umfaßt. Der

Werkstoff ist m seinen Ausdehnungseigenschaften derart ein¬ gestellt, daß er bei üblichen Betriebstemperaturen der Kabel nicht aufschäumt .

Zweckmaßigerweise dient als aufschäumender Werkstoff ein Mehrkomponentenstoff. Ein derartiger Mehrkomponentenstoff, der insbesondere wasser- oder losungs ittelverdunnbar ist, eignet sich vorzugsweise auch zum großflächigen Beschichten von Kabel. Darüber hinaus ist ein solcher Werkstoff auch un- ter sehr engen räumlichen Verhaltnissen und nachträglich, beispielsweise auch wahrend des Betriebes der Anlage, auf die Kabel auftragbar.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die feu- erwiderstandsfahige Wand oder Konstruktion ein nicht brennba¬ res Material, z.B. ein Glasfasermaterial oder Mmeralwollma- terial, das besonders einfach verarbeitbar, auf die spezifi¬ schen Verhaltnisse anpaßbar, sowie preisgünstig ist. Eine derartige feuerwiderstandsfahige Wand verhindert dabei eben- falls ein Übergreifen einer Flamme im Brandfall von einer Ka¬ beltrasse auf eine benachbarte Kabeltrasse und bewirkt somit eine ergänzende Sicherheit, d e einen unzureichenden raumli¬ chen Abstand der Kabeltrassen ausgleicht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson¬ dere darin, daß beim Auftreten eines Brandes in einer Kabel¬ trasse eine Ausbreitung oder ein Übergreifen auf die Umgebung verhindert wird. Somit ist bei einem auf eine Kabeltrasse be¬ grenzten Brandfall bei mehrkanaliger Ausführung, z.B. bei ei¬ ner 3-kanalιgen Ausführung oder Einrichtung, die Funktionsfa- higkeit der anderen Systeme, d.h. der Betrieb der übrigen Ka¬ beltrassen, und damit die gesamte Sicherheit der Kernkraftan¬ lage weiterhin gewährleistet.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung naher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1 eine Feuer- und Brandschutzanordnung mit in Kabel- trassen geführten und von einem au schäumenden Werk¬ stoff beschichtete Kabel, und

FIG 2 eine Feuer- und Brandschutzanordnung mit einer zwi¬ schen zwei Kabeltrassen angeordneten feuerwider- εtandsfahigen Wand/Konstruktion.

Einander entsprechende Teile sind m den beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine Feuer- und Brandschutzanordnung 1 mit zwei übereinander angeordneten Kabeltrassen 2. Dabei umfaßt ede Kabeltrasse 2 eine zugehörige Anzahl von Kabelpritschen 6, auf denen eine Anzahl von Kabeln 8 horizontal gefuhrt werden. Für den Fall, daß die Kabeltrassen 2 zueinander redundant ausgeführt sind, sind die zugehörigen Kabelpritschen 6 und deren Kabel 8 ihrer Funktion im wesentlichen identisch. Ein durch eine benachbarte Gebaudewand 10 geführtes Kabel 12 mundet m die Kabeltrasse 2.

Die Kabelpritschen 6 sind dabei in nicht naher dargestellter Art und Weise beispielsweise mittels einer Anzahl von Halte¬ elementen an der Gebaudewand 10 und/oder an der nicht darge¬ stellten Gebaudedecke befestigbar. Eine weitere Möglichkeit bieten sogenannte nicht dargestellte Bodenstander oder Boden¬ gestelle, auf denen die Kabelpritschen 6 anordbar sind.

Die Kabel 8 sind in den zugehörigen Kabelpritschen 6 mit ei¬ ner Feuerschutzschicht 14 eines aufschäumenden Werkstoffs versehen. Dabei ist nicht zwingend jedes einzelne Kabel 8 um¬ hüllt. Beispielsweise können die Kabel 8 durch Spritzen oder Streichen mit der Feuerschutzschicht 14 aus dem aufschäumen¬ den Werkstoff mit einer Dicke von ca. 1 mm versehen werden Dazu werden insbesondere wasser- oder losungsmittelverdunn- bare Ein- und Mehrkomponentenstoffe verwendet.

Im Brandfall, d.h. ab einer maximal zulässigen Temperatur, dehnt sich der aufschäumende Werkstoff derart aus, daß die Feuerschutzschicht 14 einerseits eine Warmeschutzschicht bil- det, und den Sauerstoffzutritt zu den Kabeln 8 verhindert, andererseits aber nicht vollständig beschichtete Teilbereiche der Kabel 8 praktisch verschließt. D e Feuerschutzschicht 14 gewährleistet somit eine gute Isolation gegen thermische Be¬ anspruchung.

Damit die Feuerschutzschicht 14 eine ausreichende Schutzwir¬ kung entfalten kann, sind Freiraume Fl, F2 und F3 mit Min¬ destabstanden dl, d2 bzw. d3 zwischen der Kabeltrasse 2 und dem Kabel 12 bzw. zwischen den einzelnen Kabeltrassen 2 bzw. zwischen der Kabeltrasse 2 und dem Boden 16 vorgesehen. Die Mindestabstände dl, d2 und d3 sollen dabei ein Übergreifen offener Flammen von einem Bauteil, z.B. von der Kabeltrasse 2, auf ein benachbartes Bauteil, z.B. Kabel 12, verhindern sowie einen hinreichend großen Abstand zur nachstgelegenen Redundanz gewährleisten.

Figur 2 zeigt eine Alternative der Feuer- und Brandschutz- anordnung 1 gemäß Figur 1 mit einer zwischen der Kabeltrasse 2 und einer die Kabel 8 vertikal fuhrenden Kabeltrasse 18 an¬ geordneten feuerwiderstandsfähigen Wand/Konstruktion 20. Da¬ bei umfaßt die feuerwiderstandsfahige Wand/Konstruktion 20 ein nicht brennbares Material, z.B. ein Glasfasermatenal . Die in der Kabeltrasse 18 geführten Kabel 8 sind dabei eben¬ falls mit der Feuerschutzschicht 14 des aufschäumenden Werk¬ stoffs versehen.

Für den Fall das ein Mmdestabstand d4 einem Freiraum F4 nicht eingehalten werden kann, ist die feuerwiderstandsfahige Wand/Konstruktion 20 m diesem Freiraum F4 anzuordnen. Bei¬ spielsweise ist dies bei einem Abstand d4 von kleiner 500 mm für benachbarte Kabeltrassen 2 und/oder Kabeltrassen 18 er¬ forderlich. Damit soll im Brandfall ein Übergreifen des Feu¬ ers verhindert werden.

Dabei ist zu beachten, daß die Lange der feuerwiderstandsfa- higen Wand/Konstruktion 20 derart bemessen ist, daß diese über die zu schützende Kabeltrasse 2 hinaus die Freiraume F5 und F6 mit einem ausreichenden Mindestabstand d5 bzw. d6 überdeckt .

Analog zu der m Figur 1 gezeigten Feuer- und Brandschutz- anordnung 1 sind Freiraume F7 und F8 mit den dazugehörigen Mindestabstanden d7 bzw. d8 zwischen der Kabeltrasse 18 und dem Boden 16 bzw. zwischen der Kabeltrasse 2 und dem Boden 16 angeordnet. Dort können auch Wände/Konstruktionen 20 angeord- net sein, falls die Freiraume F7, F8 klein sind.

Durch die Feuer- und Brandschutzanordnung 1 ist ein in einer Kabeltrasse 2, 18 auftretender Brand an seiner Ausbreitung und an seiner Ausweitung auf benachbarte Bauteile, wie z.B.

auf weitere Kabeltrassen 2 oder Kabeltrassen 18 oder einzelne Kabel 12, verhindert.

Gerade durch die Kombination von Freiraumen Fl bis F8 und Feuerεchutzschichten 14 ist bei einfacher Ausführung eine be¬ sonders gute Brandschutzwirkung gewährleistet, die den beson¬ ders hohen Sicherheitsanforderungen in einer Kernkra tanlage entspricht. Gleichzeitig ist gewährleistet, daß Kabel 8, 12 nachverlegt werden können. In Kombination mit einer feuerwi- derstandsfahigen Wand/Konstruktion 20 entspricht die Feuer- und Brandschutzanordnung 1 darüber hinaus auch m engen räum¬ lichen Verhaltissen höchsten Sicherheitsanforderung.