COMPF2, FIRST, BERRY — кривые огневых испытаний; BS 476 — стандартная температурная кривая; LIE — кривая корреляции температур горящего штабеля
пессимистичным. LIE — это простая корреляция температуры горящего штабеля из дерева. В этом случае корреляция производилась путем выражения жидкого топлива в виде эквивалентной массы дерева. Форма кривых совпадает. Более высокие температуры обозначают более высокую скорость горения и более короткую продолжительность пожара. Пики кривых поднимаются все выше, и чем пессимистичнее модель, тем раньше появляется пик.
Адекватность пожарных перегородок. Можно предположить, что пожарные перегородки, имеющие определенную огнестойкость, выдерживают этот период при испытаниях в стандартной огневой печи. Перегородка считается адекватной, если максимальное воздействие пожара, которому она может подвергнуться в течение своего срока службы, меньше воздействия стандартного пожара при испытаниях в огневой печи. Поэтому, если пессимистичная модель предсказывает по своей кривой пожар, менее разрушительный по сравнению со стандартным, целесообразно заключить, что преграда, является адекватной.
Степень развития пожара на АЭС можно охарактеризовать с помощью всего лишь трех параметров, поскольку значения других важных переменных известны и являются общими для всех помещений. Эти три параметра следую-
Рис. 2.16. Сравнение прогнозируемых кривых со стандартными (BS 476—ISO 834):
а — температура больше стандартной кривой, степень развития пожара больше
стандартного пожара; b — степень развития меньше стандартного пожара; с —
продолжительность пожара более 3 ч, степень развития пожара больше стан-
дартного пожара
|
|
|
щие: площадь поверхности стен, горючая нагрузка, скорость вентиляции. Пессимистичная модель пожара жидкого углеводорода (по зонам) прогонялась для нескольких тысяч комбинаций значений этих параметров, которые охватили все помещения АЭС. При каждом прогоне кривая, полученная с помощью моделирования зон, сравнивалась со стандартной кривой, верной для горения твердых горючих и жидких углеводородов.
Результаты нанесены на график, показывающий, какие комбинации дают «неопасный» пожар, а какие — опасный. Любой специалист, вооруженный таким графиком, легко может оценить, насколько серьезен пожар по сравнению со стандартным.
На рис. 2.16 показано, как получаемые кривые пожара сравниваются со стандартными (BS476). Пожар менее разрушителен, если температура и продолжительность ни в одной точке не превышают соответствующих значений стандартного пожара. На рисунке представлены три про-
 |
У, м/с
Гйозируемые кривые и кривая для стандартного пожара продолжительно с тью 3 ч.
На рис. 2.17 даны комбинации значений горючей нагрузки, вентиляции и площади поверхност и, пр е дставляющие более разрушительные варианты пожаров по сравнению с 3-час о выми стандартными иожарами (по BS 476 и стандарту на огневые испытания жидких углев о дородов) . Точки, не попадающие в очередную область, обозначают неопасные п о жары.
|
|
|
Огнестойкость конструкционных стальных элементов. У проектировщика может появиться желание проверить стабильность ко вструкциояных элементов или опор под об ор удование. Модель пожара прогнозирует изменени е условий окружающей среды в результате пожара. В этом случае параметрами усл о вий будут температура газа в области конструкционного элемента в радиационное тепл о,
 |
1 — стандартная кривая при нагрузке 20% текучести; 2— расчетная кривая при нагрузке 20 % текучести; 3—стан- дартная кривая при нагрузке 50 % текучести; 4 — расчетная кривая при нагрузке 60 % текучести
поглощаемое элементом (которое исходит, например, от пламени и горючих газов).
гЧодель последствий пожара рассчитывает изменение температуры элемента, которая, как обнаружено, зависит от его формы. В анализ намеренно вводится устойчивость параметров (например, при выборе коэффициентов теплопереноса). Зная свойства материала при повышенных температурах и напряжение нагрузки на элемент, легко можно предсказать, через какое время элемент обрушится.
|
|
|
Графики на рис. 2.18 и 2.19 были выведены при оценке огнестойкости стальных опорных труб, но они распространяются и на другие конструкционные элементы. Они показывают время обрушения в зависимости от формы при воздействии двух стандартных очагов пожара (BS476 и стандарт на огневые испытания жидких углеводородов). Испытания велись при двух нагрузках: 20 и 50 % предела текучести У, где У=275ЛГ
Воздействие пожара на оборудование по обеспечению безопасности. Влияние пожара на неподвижные компонен
ты, например трубы, клапаны, насосы, оценивается таким же образом, как это делается для конструкционных стальных элементов. Как прогнозируемые, так и экспериментальные кривые подходят для их оценки, с их помощью предсказывается изменение температуры компонента. И снова в анализе допускается устойчивость параметров. Для определения напряжения нагрузки на трубы достаточен статистический структурный анализ.. Как правило, и это доказано, трубы имеют большой запас прочности, хотя разрушение возможно вследствие обрушения опор, воздействия внешних нагрузок (например, когда на трубу падает оборудование) и избыточного давления из-за расширения текучей среды. Критериями оценки разрушения насосов и клапанов могут служить рабочие условия . Считается, что разрушение имеет место, если температура выше рабочей температуры насоса или уплотнения клапана.
|
|
|
Избыточное давление при пожаре. Помещения АЭС с реактором с водным замедлителем и теплоносителем под давлением имеют водонепроницаемые двери, защищающие от затопления. В вентиляционных каналах предусмотрены пожарные заглушки, срабатывающие в случае пожара и предотвращающие его распространение.
При пожарах в определенных помещениях (особенно, когда горят растворители, и в меньшей степени, когда горят масла) развивается значительное избыточное давление в герметичном отсеке до того, как пожар затухает из- за недостатка кислорода. Для оценки этой опасности была создана новая модель пожара по зонам, поскольку существующие модели недействительны для помещений без вентиляции. Эта модель показала, что при незначительных пожарах может теоретически развиться избыточное давление, достаточное для разрушения конструкции. Однако дальнейшие исследования свидетельствуют о том, что помещения и пожарные заглушки редко бывают воздухонепроницаемыми. Естественная вентиляция хотя бы в нескольких помещениях достаточна для сброса давления при пожаре. Для таких помещений можно предусмотреть специальные клапаны сброса давления.
Таким образом, моделирование пожаров на ЭВМ. применимо во многих областях проектирования АЭС. Приведенные примеры иллюстрируют, как можно вывести основополагающие принципы пожарной безопасности и представить их в простой форме.
ГЛАВА 3
ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ АЭС
3.1. ОБЩАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Пожарная опасность АЭС во многом близка к той, которая существует обычно на энергетических установках тепловых электростанций, однако последствия пожара на АЭС значительно тяжелее. Очень немногие из пожаров на неядерных установках могут повлиять на безопасность лиц, не находящихся в помещениях, в которых возник пожар. В то же время пожар на АЭС, не позволяющий произвести безопасную остановку станции или приводящий к выбросу радиоактивных частиц или газов в атмосферу, может повлиять на большое число людей, живущих вблизи станции.
Переломным моментом в переоценке вопросов пожарной опасности АЭС явился пожар, происшедший 11 мая 1969 г. на заводе по переработке плутония в Роки-Флэтс, ущерб от которого составил 45 млн. руб., а с учетом реконструкции станции — 72 млн. руб. После этого пожара комиссия по регулированию ядерной энергетики США приняла программы по различным направлениям, в том числе и по развитию исследований в области противопожарной защиты (рис. 3.1).
Анализ 332 крупных пожаров, происшедших в 1951 — 1981 гг. на энергетических объектах, проведенных Французским департаментом Electricite de France, позволил систематизировать их по различным параметрам. В табл. 3.1 представлена классификация горючих материалов и оборудования, приведших к пожарам, а в табл. 3.2 дан анализ источников их возникновения.
Исходя из показателей таблиц, обеспечение пожарной безопасности станций должно основываться на минимизации вероятности возникновения пожара. Поскольку непременным условием возникновения пожара является наличие источника загорания, сгораемых веществ и материалов, то исходная предпосылка заключается в ограничении возможных источников загорания и количества сгораемых веществ и материалов.
На уровень пожарной опасности АЭС влияют такие факторы, как состояние противопожарного нормирования на момент проектирования и строительства АЭС, проект-
он ивневогоггюи мшмод Т£ 'ОД
 |  |
 |  |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
обеспечению пожарной безопасности АЭС
| Глаавый элемент пожара | • ь г 1 мм » | fc s 1 г ям | fc г 1 § | S. ь ' S | ИТОГО | |
| L | % | |||||
| Горючее: | ||||||
| мазут | 7 | 12 | 22 | 4 | 45 | 13,6 |
| горючие жидкости (масло) твердое горючее | 17 | 28 | 31 ' | 7 | . 78 | 23,2 |
| 3 | 16 | 7 | 8 | ЭЙ | ! Н,8 | |
| горючий гаа | 1 | 3 | 2 | 2 | 8 | м 51,0 |
| Злектрооборудов&яие: | ||||||
| высокого иля среднего | 6 1 | 14 | 16 | 2 ; | 36 | 11.5 |
| напряжения | 1 | 8 | • | |||
| низкого напряжения | 5 | 2 | 16 | 4,8 | ||
| трансформаторы | — | 1 | : 1 | 1 | « | 0,9 |
| вращающееся | 2 | 8 | 4 | — 1 | 14 | 4,2 |
| оборудование | • < | |||||
| ♦' | 10,6 | |||||
| электрокабелн | f 5 | ; 9 | 18 | 3 | 36 | 32Д) |
| Разные | 12 | в | 32 | , 6 | бб | 17,0 |
| Общее количество пожаров | S9 | 97 | 141 | 35 | 332 | 100,0 |
| Таблица 3.1. Классификация горючих жатеркадов л оборудования, приведших и пожарам |
ные ошибки, строительные недоделки, просчеты в процессе эксплуатации, надежность систем пожарной автоматики, подготовка обслуживающего персонала к профилактике загораний и действиям при йх обнаружении, уровень профилактической и боевой работы объектовых пожарных подразделений^
Олределякйцим фактором в выборе технологического оборудования и компоновки АЭС в первую очередь является тип реактора. Основные типы сооружаемых и проектируемых в СССР АЭС:
| Истоепкв^вмпаомявмп isomj* | Кодяисао ливеров | |||||
| fc 8 Г ей » | 1» s в от г 8 •м | ; t 8 2 В ! | <» 1 | Итого | ||
| i§ | % | |||||
| Течь яле обрыв трубовро- ©одо», но негордо полают- | 8 | 19 | 29 | 10 | бб | 19,9 |
| ся горючие жжскосп | 13 | 10 | 29 | 1 | 53 | |
| Метереалы, пропитанные | 16,0 | |||||
| горючие веществами при контактах с горяэжмя стен- | ||||||
| камв | ||||||
| Разгерметиаджя трубо- Проводов е горючей газом | в | 13 | 9 | 8 | 36 | 10,8 |
| Общее количество ложа- | 27 | 42 | 97 | 19 | 155 | 46,7 |
| ров | ||||||
| Электрооборудование | • | 1 | ||||
| выеаног© к средвего яа- | 0 | 18 | 16 | 2 | 45 | 13,5 |
| дряжеяня | 10 | 11 | ||||
| вязкого надряжевжя | 4 | 2 | 27 | 8,1 | ||
| трансформаторы | —• | 2 ■ | 1 | — | 3 | 0,9 |
| вращающееся оборудо- | — | 1 | 4 | — | б 1 | 1,6 |
| взие | ||||||
| • | ’ 1.6 | |||||
| алектрокабеяи (брак вот нагрев) | 1 | 1 | 2 | I | 5 | 2 5,5 |
| Разные | 18 | 23 | 40 | 11 | 92 | 27,8 |
| Общее количество ножа- ров | 59 | 97 | 141 | 35 * | 332 | 100,0 |
| тер* |
| Таблица 8J. Андою асточнаков |
ставгцгя с одноконтурными реакторами РБМК мощ- . ностью 1000 в 1500 МВт;
етявдяи с двухконтурными реакторами ВВЭР (водо-во- : джноА энергетический реактор) электрической мощностью : 440 и 1000 МВт;
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 275; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!