Организация пожарной профилактики / Atomniye stantsii. Obespecheniye pozharnoy bezopasnosti 2012

веществ и возможных проектных решений по организации водоотвода в системы канализации;

мероприятия по предотвращению разлива средств тушения за пределы помещения (гидроизоляция, пороги);

определение безопасной высоты размещения технологического оборудования.

2.4.1. Пожарная опасность АЭС с реакторами типа ВВЭР

В состав энергоблока входит следующее основное оборудование: водо-водяной энергетический реактор ВВЭР; парогенераторы; турбина; генератор;

блочный трансформатор.

К основным зданиям, обеспечивающим работу энергоблока, относятся: главный корпус с реакторным отделением, машинным залом, этажеркой

электротехнических устройств; резервная дизельная электрическая станция (3 ячейки); блочная насосная станция.

Пожарная опасность указанных объектов обуславливается наличием на энергоблоке разветвленной системы электрических кабелей, применением водорода для охлаждения турбогенератора, применением в технологических процессах большого количества горюче-смазочных материалов и твердых сгораемых материалов.

Пожарная опасность вспомогательных зданий и сооружений обуславливается использованием в технологических процессах легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, хранением, переработкой твердых сгораемых материалов, наличия оборудования в сгораемой упаковке; производством, хранением, транспортировкой взрывопожароопасных газов, наличием разветвленной сети электрических кабелей. Для них предусмотрено устройство противопожарных преград для разделения пожароопасных участков на отсеки и зоны.

Пожароопасные кабельные помещения, сеть ячеек для хранения твердых радиоактивных отходов, маслокороб, маслоохладители, повысительные

трансформаторы,	помещения маслохозяйства реакторных отделений, блочных
насосных станций, резервных электростанций,			защищаются		установками
автоматического	пожаротушения.	Отсеки		для	размещения
маслонаполнительного оборудования машзала			защищаются стационарными
установками пожаротушения ручного		пуска.	В	остальных пожароопасных
					121

помещениях должен быть предусмотрен и выполнен монтаж установок автоматического обнаружения пожара. Также предусматривается разделение объектов на противопожарные отсеки и зоны, установка противопожарных преград, систем подпора воздуха и дымоудаления, наличие систем внутреннего и наружного противопожарного водоснабжения.

Опасность возникновения пожара на АЭС связана также с широким обращением горючих масел и дизельного топлива.

В качестве смазочного материала для подшипников турбины генератора, различного рода насосов предусмотрено использование нефтяного турбинного масла Тп-22. Это масло является горючей жидкостью с температурой вспышки в открытом тигле не ниже 180 С. Теплота его сгорания составляет 41,87 МДж/кг.

В качестве трансформаторного масла предусмотрено использовать масло ГК по ТУ 38.101.1025-85 температура вспышки этого масла в закрытом тигле составляет 135 С, температура самовоспламенения 270 С, теплота сгорания 43,5 МДж/кг.

В зданиях дизельных электростанций (РДЭС) пожарная опасность определяется наличием следующих веществ и материалов:

дизельное топливо; масло;

литол-смола для трансформаторов; кабели.

Для дизель-генераторных установок, предусмотрено применение топлива, относящегося к горючим жидкостям с температурой вспышки более 61 С в закрытом тигле или более 66 С в открытом тигле. Это позволяет не относить помещения, в которых обращается такое дизельное топливо, к взрывопожароопасной категории «Б». Теплота сгорания дизельного топлива составляет величину 48,8 МДж/кг.

Из газообразных продуктов наибольшую опасность представляет водород, используемый в системе охлаждения генератора. Нижний концентрационный предел взрываемости его смеси с воздухом составляет 4 %, верхний составляет 75 %. Температура самовоспламенения в воздухе 510 С. Температура пламени до 3000 С. Теплота сгорания 10,8 МДж/м3.

Указанное оборудование и обращающиеся на энергоблоке горючие вещества и материалы являются при определенных условиях возможными источниками пожара.

Пожар, как источник возможного возникновения и развития аварийной ситуации, воздействующий своими факторами на аппаратуру и оборудование,

122

может привести к последствиям, влияющим на безопасную работу энергоблока и реакторной установки в частности.

Одним из наиболее пожароопасных участков на АС с реактором ВВЭР является генератор, заполненный охлаждающим его водородом. Взрывопожароопасная ситуация может возникнуть при разуплотнении корпуса генератора, оборудования и трубопроводов газовой системы, так как водород может воспламеняться при истечении из аппаратов, где он находится под давлением, и без источников зажигания. Технологические параметры нормальной эксплуатации генератора имеют следующие значения:

давление в корпусе генератора - 5 кг/см2; газовый объем генератора - 120 куб.м ;

содержание водорода в картерах подшипников уплотнения, экранированных токопроводах, кожухах линейных и нулевых выводов - менее

1%;

суточная утечка водорода из корпуса генератора - не более 5 %.

В целях избежание пожароопасных ситуаций следует предусматривать следующие меры по предупреждению взрыва водорода:

подпитку генератора водородом осуществлять с газовой рампы, вынесенной в безопасное место;

при останове генератора водород из системы вытеснять азотом в атмосферу через сбросной трубопровод, выведенный выше кровли машинного зала;

постоянно автоматически контролировать давление в корпусе генератора. При его отклонении на +/- 0,2 кгс/см2 должна срабатывать сигнализация на БЩУ;

в местах возможной утечки водорода устанавливать датчики контроля концентрации водорода. Сигнализацию с датчиков выводить на БЩУ.

К пожароопасным факторам в реакторном отделении относятся:

наличие горючего масла в маслосистемах главных циркуляционных и подпиточных насосов. Температура вспышки масла 180-190 оС, температура воспламенения 200-210 о С, температура самовоспламенения 370-380 оС;

возможность утечки взрывоопасного водорода из систем газоудаления с технологического оборудования (систем СГО и дожигания водорода). Пределы взрывоопасной концентрации водорода (в процентах от объема газа в смеси с воздухом): нижний – 4%; верхний – 75%;

высокая температура поверхностей оборудования (возможно воспламенение масла при попадании его на поверхность ГЦН и т.д.);

123

наличие большого количества электроприводов насосного оборудования и арматуры, кабельных коммуникаций и осветительной проводки, в которых при аварийных режимах работы не исключена возможность возникновения пожаров;

наличие внутренней ремонтной разводки кислорода; ведение ремонтных и реконструктивных работ с применением электро- и

аргонодуговой сварки, газорезки и газосварки, с применением горючих материалов.

Меры по предотвращению горения маслонаполненного оборудования реакторного отделения:

напорные маслопроводы с избыточным давлением более 1 кгс/см2 необходимо выполнять из бесшовных труб с минимальным количеством фланцевых соединений, следует использовать фланцевые соединения оборудования и трубопроводов фасонного типа «шип-паз»;

на фланцевых соединениях маслопроводов и маслонаполненном оборудовании, работающим под давлением более 1 кгс/см2, необходимо устанавливать специальные маслозащитные кожухи для предотвращения разбрызгивания и разлива масла при нарушении их плотности с организованным отводом масла через сбросные трубопроводы в бак протечек;

все горячие участки поверхностей оборудования и трубопроводов, находящиеся в зонах возможного попадания на них масла, покрывать негорючим теплоизоляционным материалом с металлической обшивкой. Стыки обшивки должны быть обмотаны стеклотканью и покрыты жидким стеклом.

под маслонаполненным оборудованием объемом более 0,1 м3 необходимо устанавливать поддоны, из которых масло стекает в маслобак протечек, и затем насосами откачивается на ММДХ или СК;

для слива масла из маслосистем, в случае аварии (пожара), в помещении необходимо устанавливать бак аварийного слива масла.

все помещения с маслонаполненным оборудованием следует защищать

АУП.

Пожарная опасность машинного зала обусловлена сосредоточением в его объеме маслонаполненного оборудования и трубопроводов турбогенераторной установки, турбопитательных насосов и вспомогательных систем (маслобаков, масляных насосов, магистральных и проводящих маслопроводов).

В здании машинного зала основным источником пожара могут быть: кабельные линии; масло в системе маслохозяйства турбоустановки;

водород, используемый в системе охлаждения генератора.

Основными горючими и взрывоопасными веществами и материалами в машинном зале являются:

124

масло турбинное в маслосистемах турбины; водород в системе водородного охлаждения генератора. Нижний предел

взрыво-опасной концентрации водорода в смеси с воздухом 4%, верхний предел

- 75%;

изоляция кабельной продукции; масло турбинное применяемое на БНС.

Меры по предотвращению горения маслонаполненного оборудования в машинном зале:

напорные маслопроводы с избыточным давлением более 1 кг/см2 следует выполнять из бесшовных труб с минимальным количеством фланцевых соединений, применять фланцевые соединения оборудования и трубопроводов фасонного типа «шип-паз»;

на фланцевых соединениях маслопроводов и маслонаполненного оборудования, работающих под давлением более 1 кгс/см2, следует предусматривать специальные маслозащитные кожухи для предотвращения разбрызгивания и разлива масла при нарушении их плотности с организованным отводом масла через сбросные трубопроводы в бак протечек;

напорные маслопроводы турбоустановки, находящиеся в зоне горячих поверхностей, необходимо заключать в защитный герметичный маслокороб из листовой стали, соединенный с аварийным маслобаком трубой;

все горячие участки поверхностей оборудования и трубопроводов, находящиеся в зонах возможного попадания на них масла (в радиусе 10 м), следует покрыть негорючим теплоизоляционным материалом с металлической обшивкой. Стыки обшивки обмотать стеклотканью и покрыть жидким стеклом; под маслонаполненным оборудованием объемом более 0,1 м3 установить поддоны, из которых масло должно отводиться в маслобак протечек, а затем

насосами откачиваться на ММДХ или через МОУ в ГМБ; для слива масла из ГМБ в случае аварии (пожара) за пределами машзала со

стороны БНС следует установить бак аварийного слива масла. На трубопроводе аварийного слива масла из ГМБ в БАСМ установить две запорные задвижки. Расчетное время слива не должно превышать 15 минут;

все проемы и трубопроводные проходки в перекрытиях машинного зала необходимо оградить бортиками высотой не менее 0,1 м;

для обнаружения и тушения пожара на ранней стадии его развития маслокороб турбоустановки и помещения НГПР, ПГА, МОУ, маслохозяйство БНС оборудовать АПС и АУП с выводом сигнализации по машзалу - на БЩУ, по БНС - на ЦЩУ;

пожароопасные помещения и маслонаполненное оборудование необходимо защищать стационарными системами пожаротушения с

125

применением распыленной воды (ССПТ). Установки пожаротушения маслокороба машзала, помещения маслоочистительной установки и маслохозяйства БНС выполнять автоматическими, остальные установки должны работать в режиме дистанционного управления согласно проекту;

электроосвещение взрывопожароопасных и пожароопасных помещений и зон выполнять во взрывозащищенном и в закрытом исполнении, соответственно.

Впомещениях систем безопасности основную пожарную нагрузку дают эпоксидные покрытия, кабельные прокладки, активированный уголь в фильтрах вентсистем и незначительное количество масла в системах смазки.

Вздании этажерки электротехнических устройств расположены основные возможные очаги пожара. Здесь имеется высокая горючая нагрузка в кабельных этажах, шахтах, тоннелях, двойных полах и кабельных коробах.

Вздании расположено также большое количество вычислительной техники и технических средств систем контроля и автоматики.

Аккумуляторные батареи могут являться источниками появления водорода, в основном, в режиме заряда.

Всоответствии с пожарной нагрузкой наиболее характерные пожароопасные помещения имеют следующие категории:

кабельные сооружения В2, В1; помещения КИП В3; помещения фильтров В1, В2, В4; помещения распредустройств В3; помещения СКУ В3;

помещения щитов управления В3; помещения с маслонаполненным оборудованием; и дизельным топливом В2, В1;

хранилище сухих горючих отходов В3, В2, В1.

Для исключения причин развития неуправляемого процесса в случае развития пожара на энергоблоке проектом и производственно-технической документацией должно быть предусмотрено:

три дублирующих канала систем безопасности для обеспечения надежной работы реакторной установки;

прохождение каналов управления систем безопасности по кабельным трассам, не имеющим пересечений в объеме одного помещения и с разделением противопожарными перегородками, предел огнестойкости которых составляет не менее 1,5 часа (физическое разделение каналов систем безопасности);

разделение технологических участков помещений на противопожарные отсеки и зоны;

126

установка противопожарных преград и барьеров; наличие системы подпора воздуха и дымоудаления;

оборудование пожароопасных помещений системами обнаружения и тушения пожаров;

наличие систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода;

предписанные меры по обеспечению безопасности персонала АС при пожаре.

2.4.2. Пожарная опасность АЭС с реакторами типа РБМК

Реакторы типа РБМК используются на Смоленской АС. Энергоблок АС оснащен реакторной установкой типа РБМК-1000 тепловой мощностью 3200 кВт с контуром многократной принудительной циркуляции теплоносителя, включающим в себя 8 главных циркуляционных насосов, 4 сепаратора пара и соответствующие водяные и паропроводящие коммуникации.

Система управления и защиты (СУЗ) реактора основана на перемещении 211 стержней-поглотителей.

Пар после барабанов сепараторов поступает на 2 турбоустановки типа К-500-65/3000-2 с турбогенераторами типа ТВВ-500-2 УЗ на напряжение 20 кВ.

Энергоблок, в соответствии с действующими нормативными документами, оснащен системами безопасности, принцип построения которых - трехканальный по схеме 3 х 50%, что позволяет обеспечить выполнение ими требуемых функций даже при отказе одного из каналов безопасности. Оборудование каждого из 3 каналов размещается в отдельных независимых помещениях.

Энергоблок Смоленской АС предназначен для комбинированной выработки тепла и электроэнергии (при электрической нагрузке блока 1000 МВт максимальный отпуск тепла составляет 350 Гкал/ч).

Реактор РБМК-1000 представляет собой систему, в которой в качестве замедлителя используется графит, в качестве теплоносителя - вода, в качестве топлива используется два вида ядерного топлива: первое – UO2 с обогащением –2.4%, второе -U02 + ErO2 c обогащением соответственно 2.6% и 0.41% .

Реактор оснащен двумя идентичными петлями охлаждения. Циркуляция теплоносителя в каждой петле – принудительная; обеспечивается четырьмя главными циркуляционными насосами типа ЦВН-8 (три – рабочих, один – резервный).

Теплоноситель поступает в топливные каналы снизу при температуре 270оС. Вода в каналах нагревается и частично испаряется. Пароводяная смесь со средним массовым паросодержанием 14,5% отводится по пароводяным

127

коммуникациям в горизонтальные гравитационные барабаны-сепараторы (по два – в каждой петле охлаждения). Отсепарированный в них сухой насыщенный пар (влажностью не более 0,1%) поступает по паропроводам в две турбины, мощностью по 500 МВт каждая, а вода после смешения с питательной водой по опускным трубопроводам подается во всасывающий коллектор ГЦН.

К главным паропроводам подключены:

четыре быстродействующие редукционные установки со сбросом пара в конденсаторы турбин (БРУ-К), производительностью по 750 т/ч каждая (по две БРУ-К на каждую турбоустановку);

четыре быстродействующие редукционные установки собственных нужд (БРУ-Д) производительностью по 100 т/ч каждая;

две быстродействующие редукционные установки собственных нужд со сбросом пара в технологические конденсаторы (БРУ-ТК) производительностью по 100 т/ч каждая;

восемь главных предохранительных клапанов (ГПК), со сбросом пара под уровень воды бассейна-барботера системы локализации аварий, производительностью 350 т/ч каждый.

Количество и пропускная способность установленных паросбросных устройств позволяют использовать их (кроме основного технологического назначения) для нормального и аварийного расхолаживания энергоблока, в том числе и при пожаре в помещениях АС.

Отработавший в турбинах пар сбрасывается в конденсаторы турбин, где конденсируется циркулирующей в трубной системе низконапорной (циркуляционной) водой. Конденсат пара, пройдя 100%-ую конденсатоочистку и систему регенеративных подогревателей низкого давления (ПНД) попадает в четыре деаэратора, в которых при давлении 0,76 МПа осуществляется деаэрация питательной воды и создается

необходимый для устойчивой работы питательных насосов запас воды.

Из деаэраторов вода с температурой 167,5оС подается во всасывающий коллектор пяти основных питательных насосов (ПН) типа ПЭА-1650-75 (четыре насоса – рабочие, один – резервный). Из напорного коллектора питательная вода по четырем трубопроводам равномерно раздается в барабаны-сепараторы обеих половин реакторной установки с помощью регулирующих клапанов питательных узлов.

К всасывающему коллектору ПЭН подключены три аварийных питательных насоса (АПЭН), обеспечивающие подпитку КМПЦ при отказе ПЭН, а также в режимах штатного и аварийного расхолаживания энергоблока, в том числе и при пожаре в помещениях АС.

128

Для осуществления технологического процесса выработки электрической и тепловой энергии энергоблок Смоленской АС оснащен необходимыми технологическими системами нормальной эксплуатации, системами контроля и управления, электроснабжения, вентиляции.

Безопасность энергоблока при нарушениях нормальной эксплуатации и при авариях обеспечивается наличием на энергоблоке АС защитных, локализующих, управляющих и обеспечивающих систем безопасности.

Ктехнологическим системам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию, относятся:

контур многократной принудительной циркуляции; газовый контур РУ, предназначенный для предотвращения окисления

графитовой кладки прокачкой через РП азотно-гелиевой смеси, контроля за герметичностью РП, металлоконструкций, ТК и специальных каналов;

контур охлаждения каналов СУЗ, БАЗ, КД, ДКЭ, КОО, предназначенный для обеспечения требуемого температурного режима этих каналов и размещенных в них устройств;

система продувки и расхолаживания, предназначенная для поддержания требуемого качества теплоносителя КМПЦ и отвода остаточных тепловыделений в режимах расхолаживания РУ;

питательный узел; промежуточный контур реакторного отделения, предназначенный для

отвода тепла от оборудования с активной средой для предотвращения попадания активности в технологическую воду;

система технического водоснабжения, предназначенная для отвода тепла от оборудования нормальной эксплуатации и безопасности;

система бакового хозяйства, предназначенная для заполнения и подпитки контуров энергоблока при нормальной эксплуатации и при авариях;

системы спецводоочисток, предназначенные для поддержания требуемого качества теплоносителя контуров энергоблока.

Ксистемам безопасности, предназначенным для выполнения функций безопасности (предотвращение или ограничение повреждений ядерного топлива, оболочек ТВЭЛ, оборудования и трубопроводов, содержащих радиоактивный теплоноситель, предотвращение или ограничение распостранения выделяющихся при авариях радиоактивных веществ и излучений за установленные границы) относятся:

система управления и защиты (СУЗ) реактора; система аварийного охлаждения реактора (САОР); система аварийной подпитки БС; система защиты КМПЦ от превышения давления;

129

система защиты РП от превышения давления; система герметичных помещений, в которых расположены оборудование

и трубопроводы КМПЦ; спринклерно-охладительная система (СОС);

система удаления водорода (СУВ) из герметичных помещений.

Быстрому развитию и сложному тушению пожаров на энергоблоке АС способствуют большая площадь и объем отдельных помещений, их значительная высота, размещение под одной крышей 6-ти ТГ, разлив и растекание смазочного и турбинного масла, образования взрывовоздушных смесей с разрушением конструкций и оборудования, а также протяженные кабельные трассы.

Энергоблок АС расположен в здании главного корпуса который по функциональному назначению разделен на блоки А, В, Г, Д, ВСРО.

Блок «А» – реакторные отделения 1-го энергоблока, категория производства «Д». Пожарную опасность представляют в основном сгораемая изоляция кабелей.

Блок «В» – блок вспомогательных систем реактора, мастерских, лабораторий. Категория производства по взрывопожарной и пожарной опасности «Д». Пожарную опасность представляют в основном сгораемая изоляция кабелей.

Блок «Г» – машинный зал турбогенераторов (единый для 1,2 и 3 энергоблоков). Категория производства «В». Пожарную опасность представляет горючее масло турбогенераторов (по 80 тонн на каждом из 6 турбогенераторов), водород (по 96 м3 на каждом турбогенераторе), сгораемая изоляция кабелей.

Блок «Д» – деаэраторная, в которой расположено оборудование конденсатно-питательного тракта, вентиляционные системы, кондиционеры, щиты управления. Категория производства «Д». Пожарную опасность представляют в основном сгораемая изоляция кабелей.

Блок «ВСРО» - общий для 1-го и 2-го блоков, в котором расположены лаборатории, мастерские и вспомогательные помещения. Категория производства «Д». Пожарную опасность представляют в основном сгораемая изоляция кабелей.

Пожароопасными (взрывопожароопасными) являются помещения, в которых возможно поступление водорода и его воспламенение. К таким помещениям на АС относятся:

реакторное отделение; машинный зал; аккумуляторные помещения АС.

130