Организация пожарной профилактики / Atomniye stantsii. Obespecheniye pozharnoy bezopasnosti 2012

значительным количеством необслуживаемых пожароопасных помещений;

разветвленной сетью внутристанционных коммуникаций, что способствует развитию пожаров и задымлению помещений.

По результатам анализа специальной литературы и технической документации были выделены наиболее пожароопасные помещения и технологические установки АЭС. Схема размещения взрывопожароопасных веществ и материалов в зданиях и сооружениях АС приведена на рис. 8.

111

Водород

Натрий

Турбинные масла

Трансформаторные масла

Дизельное топливо, масло, мазут

Горючие материалы для покрытия полов, фильтрующая ткань

Горючие материалы и изоляция электротехнических устройств, аппаратуры, силовых и контрольных кабелей

Реактор

Турбогенератор

Электролизная

Реакторное отделение

Главный циркуляционный насос

Питательные насосы

Турбогенератор

Трансформаторы, выключателя

Резервная дизельная электростанция

Резервная котельная

Реакторное отделение, дезактивируемые помещения

Вытяжная вентиляция

Блочный щит управления

Центральный щит управления

Резервный щит управления

Рис. 8. Схема размещения взрывопожаропасных веществ и материалов на АЭС

112

Наиболее пожароопасными помещениями и технологическими установками на АЭС являются:

помещения с маслосодержащим оборудованием (помещение маслосистемы подпиточного насоса; помещение маслобака маслосистемы подпиточного насоса; помещение слива масла из маслосистем подпиточных насосов; помещение маслосистемы ГЦН; зал электродвигателей ГЦН; помещение аварийного слива масла; маслобак, маслоохладительные турбины, маслосистемы гидростатического подъема ротора турбины);

помещения электротехнических устройств (помещения СУЗ; помещения щитов управления, помещения УВС и УКТС; помещения аккумуляторных батарей; помещения АКНП и РУСН; помещение агрегата бесперебойного питания);

помещения спецкорпуса (блок мастерских спецкорпуса, включающий приточно-сушильный участок, материальную кладовую станочного отделения, кладовую реактивов, фотокомнату и др.; санитарно-бытовой блок спецкорпуса, включающий мастерскую по ремонту кабельных изделий с кладовой, помещения разборки и хранения спецодежды, кладовую обтирочного материала, масляную лабораторию, вытяжной центр и др.; блок спецводоочистки, включающий насосную исходного битума, помещения битуматоров);

кабельные помещения и помещения кабельных проходок; резервная дизель-электрическая станция; блочные трансформаторы; ячейки хранения радиоактивных отходов.

Далее приведено описание пожарной опасности по отдельным, наиболее характерным, помещениям (установкам) АЭС.

Кабельные помещения и помещения кабельных проходок. Развитие ядерной энергетики поставило перед промышленностью задачу обеспечения АЭС пожаробезопасными кабельными изделиями. Эти требования обусловлены высокой насыщенностью кабельными изделиями сооружений и помещений АЭС.

На АЭС протяженность кабельных линий в 2,5—3 раза больше, чем на ТЭС. Сложность систем управления и защиты (контролируется около 10 тыс. параметров и более 1,5 тыс. исполнительных механизмов), а также повышение требований к надежности этих систем обусловливают разработку комплекса мероприятий по обеспечению пожарной безопасности производственных и технологических помещений станции.

113

Кабели и кабельные разъемы на АЭС работают при температуре окружающего пространства 333 К, относительной важности воздуха в пределах 20—100 %, давлении 100 кПа, интенсивности излучения 0,1 Гр/ч.

К современным кабелям для АЭС предъявляется комплекс противопожарных требований при одновременном обеспечении высокого уровня основных эксплуатационных характеристик: высокая надежность, терморадиационная стойкость, функционирование в аварийных ситуациях и другие эксплуатационные качества.

Кабельные изделия, применяемые на АЭС, по условиям эксплуатации можно подразделить на две группы:

кабели для прокладки в кабельных сооружениях и технологических помещениях;

кабели специального назначения для работы в гермозонах реакторных отделений АЭС с воздействием спецфакторов в процессе эксплуатации (облучение, повышенные давление и температура, воздействие химагентов).

Номенклатура кабелей первой группы включает в себя основные типы кабелей общепромышленного назначения — кабели силовые с пропитанной бумажной и пластмассовой изоляцией, контрольные кабели и кабели управления с пластмассовой изоляцией и оболочкой, кабели связи, радиочастотные, сравнительно небольшие количества судовых и монтажных кабелей и некоторые другие. Особенностью этих кабелей на АЭС вследствие их большого количества (около 800 км на блок) является применение групповой прокладки в виде магистральных и ответвительных потоков, прокладываемых на металлоконструкциях, в коробах, каналах, шахтах и пучках.

Кабели второй группы, используемые в гермозонах АЭС, эксплуатируются при постоянном воздействии радиационного излучения с суммарной дозой до 1·105 Гр за срок службы, подвергаются воздействию температур до 150°С и химически активных сред. Вследствие значительного количества кабелей в гермозоне применяются групповые методы прокладки и формирования кабельных коммуникаций, как и для кабелей первой группы.

Пожарная опасность электрических кабелей определяется тремя основными факторами: при коротких замыканиях и перегрузке кабели являются источником воспламенения; при их горении выделяется большое количество высокотемпературных продуктов горения (низшая теплотворная способность ПВХ и ПЭ, входящих в состав оболочек и изоляции кабелей составляет от 18 до 22 МДж/кг и от 44 до 48 МДж/кг, соответственно); кабельные потоки ускоряют процесс развития пожара. По оценкам ВНИИПО МЧС России массовая скорость выгорания ПВХ составляет до 0,75 кг/м2 в мин, а линейная скорость

114

распространения горения по кабельному потоку, выполненному из кабелей не распространяющих горение, может составлять до 0,04 м/с.

Групповая прокладка кабелей в случае использования конструкций, не распространяющих горение на одиночном кабеле, создает высокий риск распространения пожара по кабельным коммуникациям в случае возгораний кабелей от внешнего или внутреннего источника. Из-за высокой концентрации горючих материалов на единицу длины кабельного потока при горении выделяется значительное количество тепловой энергии, вызывающей пиролиз горючих материалов, входящих в конструкцию кабелей, с последующим сгоранием продуктов пиролиза. В процессе горения возникает тепловая связь, способствующая развитию пожара и распространению огня в производственные помещения станции, связанные кабельными коммуникациями. Распространение горения по групповым прокладкам кабелей без применения специальных противопожарных мер к самим кабелям приводит к обширной зоне повреждений и соответственно к тяжелым последствиям от пожаров. При этом происходит задымленность помещений, препятствующая пожаротушению, и выделение коррозионно-активных веществ, повреждающих оборудование станции.

При горении изоляционного материала (полиэтилен, поливинилхлорид) кабелей выделяются токсичные соединения, такие как хлористый водород, окись углерода, вызывающие в организме человека отравления различной степени вплоть до смертельного исхода. Кроме того, вследствие перепада температур и существующего воздушного потока, газовоздушная смесь, содержащая хлористый водород, уносится от очага пожара, а затем оседает на оборудовании, приборах в виде легких капелек соляной кислоты, что приводит к коррозии металлических частей.

При пожарах в кабельных помещениях выделяющийся ядовитый газ окись углерода делает невозможным тушение пожара без кислородных приборов, а возникающий черный дым во многих случаях делает тушение почти невозможным.

Отмеченные выше условия горения кабелей при групповых прокладках следуют из анализа пожаров, которые имели место на атомных электрических станциях. Экспериментальные исследования по определению длины сгоревшего кабеля в зависимости от количества кабелей в потоке показывают, что при числе кабелей семь и выше наблюдается распространение горения на полную длину потока. Исследования проведены на силовых и контрольных кабелях с изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката стандартных рецептур, при этом кабели удовлетворяли требованиям нераспространения горения на одиночном кабеле.

115

Увеличение единичной мощности блоков АЭС, необходимость дублирования систем обеспечения безопасности (СОБ) и, следовательно, повышение насыщенности силовых цепей и систем управления и контроля кабельными изделиями обострили проблему пожарной безопасности кабельных коммуникаций.

Пожарная опасность помещений электронных и электротехнических устройств обуславливается размещением в их объеме соответствующего оборудования, а также кабельных линий, в состав которых входят горючие полимерные материалы. Так, например, в блочном щите управления размещаются 11 пультов управления и более 70 шкафов электронных, электротехнических устройств, общая пожарная нагрузка которых, в виде горючих полимерных материалов, составляет более 6000 кг. В помещении распределительных устройств собственных нужд может находиться до 90 шкафов или стоек электронных, электротехнических устройств, общая пожарная нагрузка которых составляет более 14000 кг полимерных материалов.

В электронных и электротехнических устройствах (шкафы, стойки, щитовые устройства) сосредоточены в большом количестве различные изделия, выполненные из горючих материалов: микросхемы, полупроводниковые приборы, резисторы, конденсаторы, трансформаторы, электродвигатели, реле и т.п.

Полная пожарная нагрузка помещений с электронным и электротехническим оборудованием по результатам оценки Санкт-Петербургского института «Атомэнергопроект» может составлять до

1400 МДж/м2 .

Возможной причиной пожара в зале электродвигателей ГЦН может являться возгорание одного из маслонасосов. Дальнейшее развитие пожара может быть обусловлено разгерметизацией уплотнений на маслосистемах насоса и проливом горящего масла в объем зала.

Пожарная опасность трансформаторов обуславливается значительным количеством используемого для охлаждения трансформаторного масла, обладающего высокими пожароопасными свойствами, характеризующимися приведенными ниже показателями:

116

	Наименование характеристики			Значение
				характеристики
	низшая теплота сгорания			~ 35,3 МДж/кг
	температура вспышки			135 - 140 °С
	температура самовоспламенения			270 °С
	нижний	концентрационный	предел	0,29% (об.)

распространения пламени

Большие количества масла в баках трансформаторов, а также высокая теплотворная способность масла обуславливают при возникновении пожара создание высоких температур, приводящих к выделению значительных количества масляных паров, и как следствие, к возникновению взрывов.

На силовых трансформаторах в большинстве случаев причиной возникновения горения являются внутренние повреждения, возникающие в результате короткого замыкания, износа и сгорания изоляции, а также ухудшения качества трансформаторного масла. При большой мощности короткого замыкания (особенно между фазами) происходит бурное выделение газов, приводящее иногда к существенному повреждению корпуса и выбросу наружу с розливом горящего масла на большую площадь и созданием угрозы соседнему оборудованию.

Возникновению пожаров в машинных залах АЭС предшествуют аварии на турбогенераторах. При аварийных режимах работы технологического оборудования машзалов возможно возникновение загораний и пожаров, среди которых можно выделить пожары, связанные с фонтанирующим горящим маслом, факельным горением водорода и горением значительных объемов масла, разлитого по площадям на разных отметках. Следствием подобных пожаров, как правило, является обрушение металлических ферм и покрытия на технологическое оборудование, которое в свою очередь, приводит к нарушению герметичности маслосистем и образованию новых очагов горения.

Для снижения опасности возникновения пожаров предусматриваются противопожарные мероприятия. Масляный бак турбины, маслоохладители турбины, маслонасосы уплотнения вала генератора и гидростатического подъема ротора, масляные насосы системы маслоснабжения и регулирования турбины, демпферные баки генератора и турбины оборудуются стационарными установками пожаротушения распыленной водой с управлением дистанционно и по месту.

Однако, как показывает анализ имевших место пожаров на действующих АЭС, эти мероприятия либо недостаточны, либо малоэффективны.

117

Известно, что для возникновения пожара необходимы три условия: наличие горючих материалов, взаимодействие горючих материалов с кислородом воздуха и источником зажигания.

Применительно к машинным залам АЭС, где горючие материалы (турбинное масло и водород) находятся в герметичном технологическом оборудовании, их взаимодействие с кислородом воздуха возможно при разгерметизации оборудования. В качестве возможных источников зажигания могут рассматриваться нагретые поверхности технологического оборудования и, прежде всего, паропроводы турбины.

Резервная дизель-электрическая станция. В качестве топлива для резервной дизельной электростанции и резервной котельной применяется дизельное топливо для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин марки Л-0,2-62 (вид I, код ОКП 02 5131) с температурой вспышки, требуемой по ГОСТ

305-82, не ниже 620С, фактическое значение этого показателя равно не ниже

720С.

Дизельное топливо представляет собой горючую жидкость. Взрывоопасная концентрация его паров и смеси с воздухом составляет 2-3 % (по объему). Температура самовоспламенения топлива марки Л - 300 °С, марки 3-310 °С, марки А - 330 °С; температурные пределы воспламенения для марок:

Л -	нижний	69 °С,	верхний	119 °С;
3	"	62 °С,	"	105 °С;
А	"	57 °С,	"	100 °С.

Примечание: Л - летнее; З - зимнее; А - арктическое.

Предельно допустимая концентрация паров топлива в воздухе рабочей зоны 300 мг/м3.

Дизельное топливо относится к малотоксичным веществам 4-го класса опасности.

Топливо раздражает слизистую оболочку и кожу человека. Оборудование, аппараты слива и налива, с целью исключения попадания

паров топлива в воздушную среду рабочего помещения, должны быть герметизированы.

В помещениях для хранения и эксплуатации дизельного топлива запрещается обращение с открытым огнем, искусственное освещение должно быть во взрывобезопасном исполнении.

При работе с топливом не допускается использовать инструменты, дающие при ударе искру. При загорании топлива применимы следующие

118

средства пожаротушения: распыленная вода, пена, при объемном тушении - углекислый газ, состав СЖБ, состав 3,5 и перегретый пар.

При разливе топлива необходимо собрать его в отдельную тару, место разлива протереть сухой тряпкой, а при разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением.

Емкости, в которых хранится и транспортируется топливо, а также трубопроводы должны быть защищены от статического электричества.

Масло моторное для дизельных двигателей применяется марки М-14Г2ЦС.

Масло моторное М-14Г2ЦС (ГОСТ 12337-84) состоит из смесей дистиллятного и остаточного компонентов, вырабатываемых из сернистых и малосернистых нефтей и композиции эффективных присадок. Обладает хорошей влагостойкостью, малой эмульгируемостью с водой и легким отделением воды при сепарации. Температура вспышки в открытом тигле по ГОСТ, не ниже 2150С.

Для снижения опасности возникновения пожаров предусматриваются противопожарные мероприятия.

Здания и сооружения АС необходимо оборудовать системами вытяжной и приточной противодымной вентиляции. Удаление дыма должно осуществляться через дымовые шахты с дымовыми клапанами, незадуваемые фонари с открывающимися фрамугами или открывающиеся зенитные фонари. Кратность воздухообмена при удалении дыма после пожара не регламентируется. В зданиях, сооружениях, строениях АС, расположенных в зоне контролируемого доступа, следует предусматривать локализацию продуктов горения и их удаление после пожара системами противодымной защиты или штатными системами общеобменной вентиляции. В сооружениях без постоянного пребывания персонала удаление дыма после пожара может производиться системами общеобменной вентиляции с механическим побуждением, предусматривающими исключение возможности проникновения продуктов горения в смежные помещения, регулирование направления движения продуктов горения, а также организованный выброс продуктов горения в атмосферу.

Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий, сооружений и пожарных отсеков АС должны отвечать требованиям пожарной безопасности. Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков АС.

Шахты технологических трубопроводов, не содержащих горючие жидкости (газы), и воздуховодов следует разделять перекрытиями 2-го типа в

119

местах пересечения ими междуэтажных перекрытий не реже чем через

20 - 25 м.

Высота порога дверного проема должна обеспечивать удержание всего объема масла, находящегося в системе маслоснабжения, и быть не менее 0,15 м. Протяженные кабельные сооружения следует делить противопожарными преградами на отсеки длиной не более 50 м.

При размещении в одном здании отсеков для регенерации и очистки горючих жидкостей с системами, важными для безопасности АС, их следует отделять от отсеков хранения горючих жидкостей и других помещений противопожарными преградами с требуемым в соответствии с Техническим регламентом пределом огнестойкости. Двери следует оборудовать устройствами для самозакрывания и уплотнениями притворов.

На промплощадке АС следует предусматривать отдельный магистральный противопожарный водопровод с гидрантами для забора воды пожарными машинами.

Противопожарный водопровод должен обеспечивать тушение пожаров снаружи и внутри зданий и сооружений АС и работу автоматических установок пожаротушения с необходимым расходом и напором воды в течение нормативного времени ее подачи для тушения расчетного (максимального) пожара.

Системы автоматической пожарной сигнализации и пожаротушения следует предусматривать для защиты пожароопасных помещений АС.

При выборе пожарных извещателей следует учитывать параметры окружающей среды, в которой они должны работать (скорость движения воздуха, влажность, взрывоопасность, поля излучения, рабочую температуру, наличие пара, освещенность, сейсмичность и т.п.). Целесообразно применение дублированных или комбинированных пожарных извещателей, обеспечивающих возможность обнаружения пожара как минимум по двум характерным признакам (температура, задымление, давление и т.п.).

Размещение пожарных извещателей следует выполнять в соответствии с требованиями пожарной безопасности и техническими условиями применения извещателей конкретных типов.

Для помещений, в которых устанавливаются автоматические установки водяного и пенного пожаротушения, следует предусматривать:

автоматическое отключение установок пожаротушения по истечении заданного времени работы;

расчетное обоснование величины возможного подтопления (высота слоя воды) исходя из требуемой интенсивности, времени подачи огнетушащих

120