Методика анализа влияния пожара на ядерную и радиационную безопасность АЭС

• Автор: Пуцев, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с.

Оглавление
1 Введение.

2 Обзор методов анализа пожарной опасности помещений АЭС.

2.1 Методы анализа состояния технологических систем безопасности АЭС

2.2 Методы анализа динамики пожара в помещениях.7.

2.2.1 Экспериментальные и полуэмгшрические методы определения параметров

пожара

2.2.2 Методы расчета динамики пожара

2.2.2.1 Интегральные методы моделирования.

2.2.2.2 Зонные модели.

2.2.2.3 Дифференциальные полевые методы.

2.2.3 Область применения, необходимость верификации, адаптации и доработки количественных методов для оценки опасности пожаров на АС
2.3 Выбор направлений исследований
3 Методика определения пожарных зон для энергоблока и оценки их опасности для ядерной и радиационной безопасности АЭС
3.1 Методы обеспечения безопасности энергоблока при пожаре
3.2 Алгоритм разбиения энергоблока на пожарные зоны.
4 Дифференциальная модель расчета динамики пожара в помещениях атомной станции
4.1 Математическая постановка задачи
4.1.1 Выбор системы уравнений.
4.1.1.1 Решение полной системы уравнений ПавьеСтокса.
4.1.1.2 Приближение Буссинеска и модель вязкой несжимаемой жидкости
4.1.1.3 Модель существенно дозвуковых течений СДТ
4.1.2 Моделирование физикохимических процессов, протекающих при пожаре в
помещениях АЭС.
4.1.2.1 Начальные условия.
4.1.2.2 Граничные условия.
4.1.2.3 Методы расчета диффузионных потоков
4.1.2.4 Модель горения.
4.1.2.4.1 Моделирование химических реакций горения
4.1.2.4.2 Задание эквивалентных тепловых и массовых потоков.
4.1.2.5 Модель переноса тепла излучением
4.2 Выбор конечноразностной расчетной схемы
4.2.1 Требование согласованности численного алгоритма.
4.2.2 Требование устойчивости численного алгоритма
4.2.3 Сходимость решения маршевых задач.
4.2.4 Анализ существующих численных методов решения задач
газодинамики и теплообмена.
4.2.4.1 Характеристики наиболее распространенных методов решения
задач газодинамики и теплообмена
4.2. Выбор оптимальной конечноразностной схемы расчета динамики
пожара в помещениях АС. х
4.3 Компьютерная программа для проведения вычислений.
4.4 Расчет пожаров в помещениях и сравнение результатов с
экспериментальными данными л.
4.4.1 Экспериментальное исследование распространения опасных
факторов пожара в здании
4.4.2 Сравнение экспериментальных данных и результатов расчетов
5 Результаты расчетов динамики пожара в помещениях систем безопасности АЭС
5.1 Расчет динамики пожара и определения требуемого предела
огнестойкости ограждающих конструкций кабельной шахты интегральные
методы.
5.1.1 Исходные данные по геометрии и пожарной нагрузке помещения.
5.1.2 Результаты расчета параметров пожара в помещении 4.
5.1.2.1 Герметичное помещение 4
5.1.2.2 Негерметичное помещение
5.1.3 Анализ результатов расчета.
5.2 Результаты расчетов динамики пожара в машинном зале Кольской АЭС
дифференциальная модель пожара.
6 Выводы
Список литературы


Введение. Обзор методов анализа пожарной опасности помещений АЭС. Методы анализа динамики пожара в помещениях. Интегральные методы моделирования. Зонные модели. Дифференциальные (полевые) методы. Алгоритм разбиения энергоблока на пожарные зоны. Выбор системы уравнений. Решение полной системы уравнений Павье-Стокса. АЭС. Начальные условия. Граничные условия. Модель горения. Задание эквивалентных тепловых и массовых потоков. Требование согласованности численного алгоритма. Сходимость решения маршевых задач. АС. Компьютерная программа для проведения вычислений. Исходные данные по геометрии и пожарной нагрузке помещения. Результаты расчета параметров пожара в помещении 4. Анализ результатов расчета. Приложение. К атомным станциям относятся атомные электрические станции (АЭС) и атомные станции теплоснабжения (ACT). C. 'С. АЭС для промышленных и хозяйственных целей. Предприятия атомной энергетики, так же как и все энергетические предприятия, воздействуют на окружающую среду различными способами. Для выработки энергии используются природные ископаемые ресурсы (урановая руда), ггри их работе возникают побочные продукты, такие как радиоактивные отходы, которые необходимо должным образом удалять, а также, требуются значительные земельные участей под строительство, водные ресурсы и развитая строительная база. Вместе с тем, опасность радиационных выбросов при нормальной эксплуатации и в случае аварии, обусловленная расщеплением ядер урана в реакторе, позволят характеризовать АЭС (ACT) как объекты постоянного экологического и радиологического риска [1]. ACT, когда ядерные реакторы предполагается разметать вблизи больших городов. Л -л ”*•» -О. ТВЭЛ-ов, герметичности первого контура и защитной оболочки. В качестве одного из основных событий, при котором возможно нарушение проектных барьеров безопасности, рассматривается пожар [2] как исходное событие, приводящее к множественным отказам технологического оборудования и характеризующееся относительно высокой частотой возникновения: около '! В октябре года в Великобритании на реакторе № 1 по производству плутония произошел пожар в корпусе реактора. В результате горения активной зоны, состоящей из графита и урана, из-за отсутствия системы герметизации произошел выброс радиоактивных продуктов горения через 0-метровую трубу в окружающую среду. Пожар на реакторе продолжался более двух дней. Наивысший радиационный уровень вне площадки составил около 4 мР/ч. Относительно низкие радиационные уровни. ФРГ и Норвегии. В марте года на третьем блоке АЭС TVA Brown Ferry в Алабаме США, при проверке утечек воздуха через гермопроходку при помощи горящей свечи, произошло возгорание электрокабелей около операторской. Пожар повредил большинство кабелей третьего блока, а также кабели другого блока мощностью МВт, расположенные на площадке АЭС, разрушив тем самым важные части аварийных систем теплоносителя активной зоны двух блоков. Час гота возникновения пожаров в различных помещениях АЭС с водо-водяными реакторами приведены в таблицах 1. Таблица 1. Таблица 1. Помещение или здание -=¦ -о-— ** , Частота возникновения -Л -л;. Анализ оперативной обстановки по пожарам на отечественных атомных станциях показывает, что количество пожаров на них имеет тенденцию роста. По данным Минатомэнергопрома СССР за 9 лет (-г. АЭС произошло 6 пожаров и загораний. По - годам распределение представлено в таблице 1. Таблица 1. Наименование АЭС . Балаковская . XV. Распределение пожаров по месту возникновения приведено в Таблице 1. Таблица 1. Главный корпус Вспомогат. Всего . Из 6 пожаров и загораний - 3 или % произошли в главных корпусах и или % - во вспомогательных зданиях и сооружениях. Распределение пожаров и загораний, которые произошли на различного рода оборудовании представлено в Таблице 1.