АЭС «Аккую» строится в Турции с 2018 года государственной корпорацией по атомной энергии Росатом по российскому проекту. Местоположение АЭС: Гюльнар, 75 километров от Кипра.

 Обеспечение пожарной безопасности проектируемой АЭС «Аккую» требует проведение расчетного обоснования пределов огнестойкости границ пожарных зон, обеспечивающих нераспространение пожара за их пределы в течение времени полного свободного выгорания пожарной нагрузки [1].

В соответствии со статьей 35 ФЗ №123 [2] наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций можно определять в результате расчетов, в том числе с помощью температурной зависимости «стандартного» пожара [3].

Здание обращения с твердыми радиоактивными отходами с очень низким уровнем активности является одним из основных производственных зданий АЭС «Аккую», в которых находится большая пожарная нагрузка.

Наибольшую пожарную опасность представляют следующие помещения, выделенные в отдельные пожарные зоны:

- помещение отсеков с горючими отходами, в котором предусматривается хранение 246 280 кг горючих материалов с удельной пожарной нагрузкой 49 740,7 МДж/м²;

- помещение по обращению с ОНУА (отходы с очень низким уровнем радиоактивности) при удельной пожарной нагрузке 1373,3 МДж/м².

Для расчета фактических пределов огнестойкости ограждающих конструкций пожарных зон использованы детерминистические методы, которые позволяют объективно оценивать уровень пожарной опасности и прогнозировать последствия воздействия опасных факторов пожара на вышеуказанные конструкции.

Расчет фактических пределов огнестойкости ограждающих конструкций пожарных зон разделен на теплотехническую и прочностную части.

При решении теплотехнической задачи используются программы расчета для ЭВМ [4], реализующие интегральную и полевую математические модели прогнозирования опасных факторов пожара [5].

Для решения прочностной задачи используется метод критических температур, когда предельное состояние конструкции определяется по достижению температуры арматуры в железобетонных конструкциях или температуры металлической конструкции ее критического значения.

Рассматривались «стандартный» пожар и два варианта развития «реального» пожара в каждой пожарной зоне, когда двери помещения закрыты или открыта одна дверь (единичный отказ системы безопасности).

При расчете в случае «стандартного» пожара, а так же при условии полного выгорания горючей нагрузки [1] при моделировании «реального» пожара продолжительность пожара составила более 6 час, и температура ограждающих конструкций была выше критической. Поэтому для обоснования пределов огнестойкости были обоснованы реально возможные сценарий пожара.

«Реальный» пожар при закрытой двери помещения будет менее опасным, чем при открытой двери, так как происходит до момента выгорания не пожарной нагрузки, а кислорода в помещении.

При сценарии №1 пожар возникает в помещении по обращению с ОНУА. Пожарной нагрузкой являются (рис.1): горючие материалы в конструкции спецавтомобиля и электропогрузчика, твёрдые горючие радиоактивные вещества в герметичных металлических бочках (6 штук), находящиеся на электропогрузчике, а также изоляция кабелей. Возгорание происходит на электропогрузчике с перебросом горения на остальные горючие материалы, то есть на 6 бочек с горючими отходами.

 

 

 

Рис. 1. Наиболее опасное расположение горючей нагрузки в помещении по обращению с ОНУА: 1   технологическая линия; 2   электропогрузчик; 3   бочки с ОНУА на электропогрузчике (6 штук).

При сценарии № 2 пожар возникает в помещении хранения ОНУА (рис. 2). Пожарной нагрузкой являются: горючие материалы в конструкции электропогрузчика, твёрдые горючие радиоактивные вещества в герметичных металлических бочках (6 штук), находящиеся на электропогрузчике,. Возгорание происходит на электропогрузчике с перебросом горения на остальные горючие материалы, находящиеся на нем ‒ 6 бочек с горючими отходами.

 

  Рис. 2. Вид помещении хранения ОНУА:

1 ‒бочки с ОНУА на электропогрузчике (6 штук) ‒ очаг пожара.

В состав твердых горючих радиоактивных отходов входят текстиль, древесина, бумага, резина, лавсан, хлорсодержащие полимеры и полиэтилен. В электропогрузчике находятся следующие горючие вещества и материалы: резина, ПВХ, гидравлическое масло, ледерин, пенополиуретан и текстиль. В спецавтомобиле находятся смазочное масло, резина, пенополиуретан, полиэтилен, картон, ледерин, текстиль, поролон, дизельное топливо и ПВХ.

Ограждающие конструкции пожарной зоны помещения по обращению с ОНУА выполнены из навесных сэндвич панелей, крепящихся к вертикальным железобетонным колоннам, и стальных ферм покрытия. Ограждающие конструкции пожарной зоны помещения отсеков с горючими отходами являются железобетонными.

На рис. 3 и 4 представлены зависимости от времени с начала пожара характерных температур, в пожарной зоне помещения по обращению с ОНУА при открытых дверях (сценарий № 1).

Анализ результатов расчетов показал, что при «стандартном» пожаре фактический предел огнестойкости элемента стальной конструкции покрытия равен R87,9, что меньше требуемого предела R90.

При «реальном» пожаре температуры конструкций не достигают критического значения 500 С через 90 мин от начала пожара:

- температура вышеуказанного элемента равна 337,3 С;

- температура металлического элемента крепления сэндвич-панели составляет 383,1 С.

• Время полного выгорания пожарной нагрузки

  T, ^оС

  1 2 3 4 5

•   

   , мин

       

  R90

      

  6 7

   

  Т_кр=500^оС

     
• Рис. 3. Зависимости от времени характерных температур в случае обработки поверхности элемента стальной конструкции покрытия с минимальной приведенной толщиной  _пр=1,9 мм, расположенного над геометрическим центром пожарной нагрузки, с нанесенным покрытием огнезащитным силиконовым «Силотерм ЭП-6» с толщиной сухого слоя  _с=3,68 мм при сценарии №1: 1 – среднеобъемная температура при «стандартном» пожаре; 2 – температура наружной поверхности огнезащиты при «стандартном» пожаре; 3 – температура наружной поверхности огнезащиты при «реальном» пожаре; 4 – температура поверхности стальной конструкции при «стандартном» пожаре; 5 – температура поверхности стальной конструкции при «реальном» пожаре; 6 – температура поверхности железобетонной колонны сечением 400 400 мм с толщиной защитного слоя 34 мм при «стандартном» пожаре;

7 – температура арматуры железобетонной колонны сечением 400 400 мм с толщиной защитного слоя 34 мм при «стандартном» пожаре.

На рис. 5 представлены зависимости от времени с начала пожара характерных температур в пожарной зоне помещения хранения ОНУА при открытых дверях (сценарий № 2).

Анализ результатов расчетов показал, что при «стандартном» пожаре

• фактический предел огнестойкости железобетонной конструкции равен R73,5, что меньше требуемого предела R90. При «реальном» пожаре максимальная температура арматуры через 90 мин от начала пожара равна 270,5 С и за полное время пожара достигает 341,5 С, что меньше критического значения 500 С.

• Рис. 4. Зависимости от времени характерных температур в случае металлического элемента крепления сэндвич-панели к элементам покрытия, расположенного над геометрическим центром пожарной нагрузки, с нанесенным огнезащитным слоем минеральной ваты толщиной 30 мм при сценарии №1:
• 1 – среднеобъемная температура при «стандартном» пожаре;
• 2 – температура наружной поверхности огнезащиты при «стандартном» пожаре;
• 3 – температура наружной поверхности огнезащиты при «реальном» пожаре;
• 4 – температура поверхности металлического элемента крепления при «стандартном» пожаре; 5 – температура поверхности металлического элемента крепления при «реальном» пожаре.

Рис. 5. Зависимости характерных температур железобетонных ограждающих конструкций покрытия толщиной 200 мм с толщиной защитного слоя 28 мм пожарной зоны хранения ОНУА от времени при сценарии №2 в случае открытых дверей:

1 – среднеобъемная температура «стандартного» пожара;

2 – среднеобъемная температура «реального» пожара;

3 – средняя температура обогреваемой поверхности покрытия при «реальном» пожаре;

4 – средняя температура арматуры покрытия при «реальном» пожаре;

5 – максимальная температура внутренней поверхности покрытия

над геометрическим центром пожарной нагрузки при «реальном» пожаре;

6 – максимальная температура арматуры покрытия над геометрическим центром пожарной нагрузки при «реальном» пожаре;

7 – максимальная температура арматуры покрытия при «стандартном» пожаре.

•   Заключение
•   При «стандартном» режиме пожара фактические пределы огнестойкости ограждающих конструкций пожарных зон здания обращения с твердыми радиоактивными отходами с очень низким уровнем активности АЭС «Аккую» меньше требуемых.
•   При наиболее опасных сценариях развития «реального» пожара пределы огнестойкости пожарных зон соответствуют требованиям пожарной безопасности в случае нанесения на элементы стальной конструкции покрытия огнезащитного силиконового покрытия «Силотерм ЭП-6».
•   
•   
•   СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Свод правил СП 13.13130.2009. Атомные станции. Требования пожарной безопасности.
2. ФЗ №123. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. – М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008. – 156 с.
3. Ройтман М.Я. Пожарная профилактика в строительном деле. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1975. – 145 с.
4. Пузач С.В. Интегральные, зонные и полевые методы расчета динамики опасных факторов пожара. Свидетельство об официальной регистрации программы № 2006614238 в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам от 8.12.2006 г.
5. Пузач С.В., Лебедченко О.С. Математическое моделирование динамики опасных факторов пожара при пассивной противопожарной защите в основных зданиях атомных электростанций с водно-водяными реакторами. Монография. ‒ М.: Академия ГПС МЧС России, 2019. ‒ 304 с.