Организация пожарной профилактики / Atomniye stantsii. Obespecheniye pozharnoy bezopasnosti 2012

на выходе из теплообменника	520
Максимальный нейтронный поток в активной	0,77 х 10
зоне,
16 Н/см2 х с
Коэффициент воспроизводства топлива	1,3
Время между перегрузками, сут.	150

Рис. 4. Схема реактора БН 600

81

Рис. 5. Схема АЭС с реактором БН 600

2.1.4. Энергетический гетерогенный прямоточный реактор (ЭГП)

Реакторы типа ЭГП используются только на Билибинской АЭС. Энергоблоки ЭГП-6 с канальными уран-графитовыми реакторами малой мощности относятся к первому поколению и на протяжении всего срока эксплуатации демонстрируют свою надежность и безопасность.

На станции работают 4 блока ЭГП-6 (графитовые канальные реакторы раннего периода). 1 и 2 блоки введены в эксплуатацию в 1974, 3 блок - в 1975 году, 4 блок - в 1976 году. Принципиальная схема АЭС с реактором ЭГП-6 представлена на рис. 6.

Наружные стены реакторного зала сделаны из алюминиевых панелей. В связи с отсутствием бетонных стен при перезагрузке топливных каналов используется контейнерный способ. С помощью специального защитного контейнера топливные каналы выгружаются в хранилище, находящееся прямо в реакторном зале.

На Билибинской АЭС применена одноконтурная тепловая схема.

82

Рис. 6. Принципиальная схема АЭС с реактором ЭГП-6

Реакторная установка включает: собственно реактор;

контур естественной циркуляции теплоносителя (или основной циркуляционный контур) с системой контроля и защиты;

контур СУЗ; газовый контур;

систему ремонтного расхолаживания; аварийную систему подачи охлаждающей воды (АСПОВ).

Реактор включает: графитовую кладку; 273 ТВС и 60 каналов СУЗ;

металлоконструкции реактора, обеспечивающие размещение элементов реактора и защиты (нижняя плита, кожух, верхняя плита, бак биологической защиты);

систему управления и защиты.

Технические характеристики реакторной установки приведены в таблице

2.1.4.1.

83

Таблица 2.1.4.1

Основные характеристики реакторной установки с реактором типа ЭГП

	Характеристика	Номинальная
		величина
	Тепловая мощность, МВт	62
	Отпуск тепла, МВт	До 29
	Паропроизводительность при температуре питательной воды 107ºС ,	95,5
	т/час
	Давление в барабан-сепараторе, МПа (кгс/см2)	5,88-6,08 (60-62)
	Расход воды через активную зону, т/час	»630
	Температура теплоносителя на выходе ТВС, ºС	274-276
	Давление пара перед стопорным клапаном турбины, МПа (кгс/см2)	5,78-5,98 (59-61)
	Степень сухости пара на турбину	0,995
	Среднее массовое паросодержание по реактору, %	16
	Паросодержание на выходе из наиболее напряженной ТВС, %	33

Контрольные вопросы для проверки знаний по разделу 2.1. «Типы и особенности ядерных реакторов»

1. Какие типы ядерных реакторов используются на российских атомных электростанциях?

2. Особенности водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР)? 3. Особенности реактора большой мощности канального (РБМК)? 4. Особенности реактора на быстрых нейронах (БН)?

5. Особенности энергетического гетерогенного прямоточного реактора

(ЭГП)?

2.2.Подходы к обеспечению пожарной безопасности АЭС

2.2.1.Основные принципы обеспечения пожарной безопасности АЭС

2.2.2.Культура безопасности при эксплуатации атомных станций

2.2.1. Основные принципы обеспечения пожарной безопасности АЭС

Опасность радиационных выбросов при нормальной эксплуатации и в случае аварии, обусловленная расщеплением ядер урана в реакторе, позволят

84

характеризовать АЭС как объекты постоянного экологического и радиологического риска. В связи с этим, вопросы обеспечения радиационной безопасности для объектов атомной энергетики имеют доминирующее значение.

Риск связан с потенциальной возможностью выхода радиоактивных веществ при аварийном нарушении заложенных в проект эксплуатационных барьеров безопасности: тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), герметичности первого контура и защитной оболочки.

Вкачестве одного из основных событий, при котором возможно нарушение проектных барьеров безопасности, рассматривается пожар как исходное событие, приводящее к множественным отказам технологического оборудования и характеризующееся относительно высокой частотой возникновения – около 10-1 (реактор / год).

Частота возникновения пожаров и массовый выход из строя оборудования при его развитии обусловили отнесение пожаров на АЭС к разряду наиболее опасных событий, таких как землетрясение или падение самолета на АЭС.

Всвязи с этим на каждой АЭС разрабатывается в соответствии с законодательными актами, нормативными правовыми актами и нормативными документами по пожарной безопасности комплекс технических и организационных мероприятий по обеспечению ее пожарной безопасности, предусматривающий защиту персонала от воздействия опасных факторов пожара; защиту систем (элементов), важных для безопасности АЭС, от воздействия опасных факторов пожара; обеспечение управления системами безопасности, перевод и удержание реактора в подкритичном состоянии, отвод тепла от реактора; контроль за состоянием реакторной установки во время и после пожара, а также удержание радиоактивных веществ в установленных границах и защиту персонала и личного состава пожарных подразделений от превышения установленных доз облучения.

Другими словами основные принципы безопасности, реализуемые при проектировании (эксплуатации) атомных станций должны соответствовать концепции глубоко эшелонированной защиты, которая предусматривает наличие на АЭС специальных систем безопасности, предназначенных для выполнения указанных выше функций.

Вкачестве основного способа защиты систем (элементов) от отказов по общей причине рассматривается их проектная избыточность (резервирование) и физическое разделение на независимые каналы, а также использование специальных технических средств защиты.

Системы (элементы), важные для безопасности, должны быть способны выполнить свои функции в установленном проектом объеме с учетом возникновения возможных в районе площадки АЭС внешних техногенных

85

событий, свойственных выбранной для сооружения АЭС площадке и/или при возможных механических тепловых, химических и прочих воздействиях проектных аварий.

Важнейшими документами, определяющими концепцию, принципы и общие требования к построению противопожарной защиты АЭС являются нормы пожарной безопасности НПБ 113-2003 «Пожарная безопасность атомных станций. Общие положения», НПБ 114-2002 «Противопожарная защита атомных станций. Основы проектирования» и свод правил 13.13130.2009 «Атомные станции. Требования пожарной безопасности».

Основная задача систем обеспечения пожарной безопасности АЭС заключается в защите от разрушения (отказа) систем (элементов) обеспечения безопасности атомной станции.

Атомная станция удовлетворяет требованиям пожарной безопасности, если радиационное воздействие на персонал, население и окружающую среду в случае пожара не приводит к превышению установленных доз облучения персонала и населения, нормативов по выбросам и сбросам, содержанию радиоактивных веществ в окружающей среде, а также обеспечивается безопасность персонала АС от воздействия опасных факторов пожара.

Таким образом, при обосновании ядерной и радиационной безопасности энергоблока при пожаре следует рассматривать воздействие первичных и вторичных опасных факторов:

на население; на персонал АЭС, подлежащий эвакуации;

на персонал АЭС, выполняющий функции по обеспечению безопасности энергоблока при пожаре (аварии) и подлежащий спасению;

спасателей и работников пожарной охраны.

Для обеспечения безопасности населения необходимо обеспечить безопасный останов и расхолаживание реакторной установки, устойчивость и функционирование барьеров безопасности, предназначенных для локализации радиоактивных веществ и материалов в течение всего пожара. Безопасность персонала, подлежащего эвакуации, достигается его эвакуацией из горящего здания в течение времени, соответствующего времени достижения опасными факторами пожара критических для людей значений на путях эвакуации. Обеспечение безопасности персонала АЭС, выполняющего функции по приведению энергоблока в безопасное состояние и подлежащего спасению, достигается за счет защиты помещений управления и путей эвакуации от воздействия опасных факторов пожара в течение времени, необходимого для начала спасательных работ и тушения пожара. Деятельность спасателей и подразделений пожарной охраны обеспечивается устойчивостью строительных

86

конструкций здания в течение пожара с учетом принятия мер по его локализации и ликвидации.

Учитывая, что пожар может возникнуть и развиться в любом помещении АЭС, где имеются горючие материалы, то его распространение за пределы горящего помещения через ограждающие данное помещение строительные конструкции, проемы, кабельные, трубопроводные и вентиляционные коммуникации возможно в том случае, если фактические (проектные) пределы огнестойкости строительных конструкций (противопожарных преград) и заполнений проемов (противопожарных барьеров) ниже требуемых по нормативным документам или обоснованных расчетными методами.

В целях исключения (снижения вероятности) развития и распространения пожара оценивается пожарная опасность энергоблока (помещений энергоблока) и воздействие опасных факторов на людей. Оценка проводится по двум направлениям технологическому и теплофизическому:

а) технологическая сторона включает в себя:

функции, реализация которых необходима для безопасного останова и расхолаживания реактора, а также локализации и контроля радиоактивных выбросов в окружающую среду (БОРЛК);

варианты (пути) останова и расхолаживания реактора; перечень систем (элементов), предназначенных для выполнения функций

БОРЛК по каждому из вариантов; перечень помещений, в которых размещаются системы (элементы) БОРЛК

(далее - перечень) по каждому из вариантов; перечень помещений нормальной эксплуатации смежных с помещениями

БОРЛК; б) теплофизическая сторона включает в себя:

категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности; требуемые и фактические пределы огнестойкости конструкций,

разделяющих помещения БОРЛК между собой и отделяющих помещения БОРЛК от пожароопасных помещений нормальной эксплуатации;

требуемые и фактические предельные (безопасные) расстояния между системами (элементами) БОРЛК при размещении их в одном помещении;

соответствие требуемых и фактических предельных расстояний между системами (элементами) БОРЛК и идентификация границ пожарных зон;

потенциальная опасность воздействия пожаров на системы безопасности; значения опасных факторов пожара в помещениях, из которых

предусматривается эвакуация персонала и на путях эвакуации; потенциальная опасность воздействия опасных факторов пожара на

персонал, подлежащий эвакуации;

87

значения опасных факторов пожара в помещениях управления системами БОРЛК и на путях эвакуации на момент начала спасательных работ и тушения пожара;

потенциальная опасность воздействия пожара на персонал в помещениях управления системами БОРЛК.

Основной упор при проектировании системы пожарной безопасности делается на выделение помещений энергоблока и иных помещений АЭС в пожарные зоны.

Помещения (участки помещения) АЭС, содержащие системы (элементы), важные для безопасности, на которые может распространиться пожар, называются пожарной зоной, т.е. под пожарной зоной понимается помещение (участок помещения), группа помещений или участок промплощадки, в пределах которых постоянно или периодически, в том числе при нарушении технологического процесса, находятся (обращаются) горючие вещества и материалы, которые отделены от других помещений (участков помещения), групп помещений, участков промплощадки безопасными (предельными) расстояниями или противопожарными преградами (строительными конструкциями) или противопожарными барьерами (противопожарными дверями, люками, огнезадерживающими клапанами, а также кабельными, трубопроводными и вентиляционными проходками) с регламентированными пределами огнестойкости.

По результатам оценки пожарной опасности помещений энергоблока подготавливается перечень пожарных зон, содержащих:

системы (элементы) безопасного останова и расхолаживания реактора, локализации и контроля радиоактивных выбросов только одного канала безопасности;

системы (элементы) БОРЛК двух и более каналов безопасности; системы (элементы) БОРЛК канала безопасности и системы (элементы)

нормальной эксплуатации, важные для безопасности.

Исходя из положений ОПБ 88/97 о возможности единичного отказа, как в системах нормальной эксплуатации, так и в системах безопасности, полагается, что пожар представляет опасность для ядерной и радиационной безопасности энергоблока, если в одной пожарной зоне находятся системы нормальной эксплуатации и системы (элементы) хотя бы одного канала безопасности или системы (элементы) не менее двух каналов безопасности.

Таким образом, помещения энергоблоков АЭС должны идентифицироваться в пожарные зоны, в которых одновременно находятся системы (элементы) нормальной эксплуатации или хотя бы один из каналов безопасности, или системы (элементы) не менее двух каналов безопасности.

88

Идентификация помещений, содержащих системы или элементы систем БОРЛК в пожарные зоны осуществляется с учетом анализа следующих взаимосвязей помещений энергоблока:

1 тип связи – через строительные конструкции;

2тип связи – через различные проемы (двери, люки, ворота);

3тип связи – по кабельным линиям;

4тип связи – по трубопроводным коммуникациям;

5тип связи – по вентиляционным коммуникациям;

6 тип связи – в одном помещении.

Вслучае если фактический предел огнестойкости хотя бы одной связи ниже требуемого, то два пожароопасных помещения связанных между собой объединяются в одну пожарную зону.

При этом:

а) в пожароопасном помещении, соседнем с горящим, воспламенение пожарной нагрузки из-за теплового воздействия пожара происходит по любому из пяти типов связи при недостаточном пределе ее огнестойкости;

б) в помещение, не содержащее горючих материалов, соседнее с пожароопасным, поступают продукты горения, что приводит к повышению температуры в объеме помещения до значений, при которых может возникнуть отказ элементов безопасности (если ожидаемая температура в помещении, в котором отсутствуют горючие материалы превышает допустимое значение для оборудования систем безопасности или составляет 250 °С, то данное помещение включается в пожарную зону);

в) в помещения, отделенные от пожароопасных помещений помещениями, не содержащими горючих материалов, но связанных трубопроводными коммуникациями, не содержащими горючие газы и жидкости или вентиляционными коммуникациями, поступают «холодные» продукты горения, которые представляют опасность только для людей, находящихся в данных помещениях, в этом случае обслуживаемые персоналом помещения систем безопасности также включаются в пожарную зону.

Видеальном варианте компоновочные решения должны исключать размещение в одной пожарной зоне систем (элементов) разных каналов безопасности, а также систем (элементов) безопасности и нормальной эксплуатации АЭС.

При размещении в одной пожарном зоне систем (элементов) разных каналов безопасности целесообразно предусматривать противопожарную защиту систем (элементов) каждого канала безопасности.

Противопожарная защита пожарной зоны, вошедшей в перечень, должна проектироваться как единая система, включающая в себя комплекс технических

89

решений по обеспечению безопасности персонала, предотвращению возникновения и ограничению распространения пожара, его обнаружению и тушению в соответствии с законодательными актами, нормативными правовыми актами и нормативными документами по пожарной безопасности и предусматривающая:

при размещении в пожарной зоне систем (элементов) только одного канала безопасности - локализацию пожара в пределах пожарной зоны и его ликвидацию в течение расчетного времени, равного минимальному пределу огнестойкости противопожарных преград;

при размещении в пожарной зоне систем (элементов) разных каналов безопасности или систем безопасности и нормальной эксплуатации - локализацию пожара в пределах одного канала безопасности и его ликвидацию на начальной стадии развития.

При этом для зданий и сооружений, имеющих ограничения по связи с окружающей средой, в пожарной зоне следует предусматривать локализацию продуктов горения и их удаление специальными системами после пожара.

Противопожарная защита помещений пожарных зон, вошедших в перечень, должна состоять не менее чем из трех эшелонов средств противопожарной защиты. В качестве первого эшелона следует рассматривать средства ограничения распространения пожара, в качестве второго эшелона - первичные средства тушения пожара и автоматические установки пожаротушения, в качестве третьего эшелона рассматриваются подразделения пожарной охраны. При этом следует иметь в виду, что для пожарных зон, вошедших в перечень, подача огнетушащих веществ на начальной стадии пожара должна обеспечиваться двумя эшелонами средств тушения.

Представляется, что классификация элементов системы противопожарной защиты в соответствии с ОПБ 88/97 может быть выполнена следующим образом:

При размещении в пожарной зоне систем (элементов) разных каналов безопасности или систем (элементов) каналов безопасности и нормальной эксплуатации:

строительные конструкции, конструкции заполнений проемов ограждающих зону, огнезащита кабельных линий, конструкций и оборудования внутри зоны, огнепреграждающие устройства на коммуникациях как внутри зоны, так и пересекающих ограждающие конструкции следует относить к элементам, обеспечивающим безопасность;

средства автоматической пожарной сигнализации - к элементам нормальной эксплуатации и элементам важным для безопасности;

90