За 50 лет своего существования ядерная энергетика шагнула далеко вперед, и будущее мировой экономики сегодня трудно представить без ее использования.
В настоящее время в более чем 30 странах мира работают 420 ядерных реакторов суммарной мощностью около 350 тыс. МВт (в том числе 56 реакторов общей мощностью 40 тыс. МВт действуют в России).
В стадии строительства в различных странах находятся еще 130 реакторов с общей мощностью свыше 150 тыс. МВт. Доля выработки электроэнергии на атомных электростанциях (АЭС) в различных странах колеблется в довольно широких пределах. В 2000 г. на долю АЭС приходилась восьмая часть всей вырабатываемой в России электроэнергии. В последние годы производство электроэнергии на АЭС мира возрастало ежегодно на 15-20% быстрее, чем производство какого-либо другого источника энергии. Значительно возросла средняя единичная и максимальная мощность энергоблоков: с 5 МВт (первая АЭС в СССР в Обнинске) она поднялась до 1000-1500 МВт. В нашей стране типовыми стали реакторы мощностью до 1500 МВт. Такая мощность, по мнению специалистов, является при современном техническом уровне предельной, и в ближайшее время сооружение более мощных реакторов не ожидается.
Предстоящий ввод в эксплуатацию значительного числа объектов ядерной энергетики повышает актуальность проблем высокой надежности работы всех систем АЭС и обеспечения ядерной радиационной и пожарной безопасности работы станций во всех режимах, включая аварийные.
При этом особое значение должно быть уделено пожарной безопасности АЭС, так как пожары могут быть причиной возникновения ядерной и радиационной опасности, а также причиняют большой материальный ущерб, как прямой (в результате уничтожения материальных ценностей, повреждения сооружений и оборудования), так и косвенный - вследствие потерь запланированной электроэнергии.
В процессе эксплуатации АЭС выявился целый ряд негативных моментов, одним из которых стала опасность пожаров и аварий на них. Опыт эксплуатации ядерных реакторов различных типов показал, что каждая авария и каждый пожар на АЭС влекут за собой серьезные последствия.
Готовить безопасность АЭС целесообразно уже на стадии выбора стройплощадки, проектирования и конструирования атомных станций. В этом процессе формулируются технические требования к месту размещения, оборудованию, отдельным системам и к АЭС в целом.
Тщательно разработанный проект АЭС - это необходимый, но лишь первый этап на пути к обеспечению высокой безопасности и надежности АЭС. Его претворение в жизнь зависит, прежде всего, от качества оборудования, строительных и монтажных работ.
Очень важен для последующей безопасной эксплуатации АЭС этап пусконаладочных работ. Это фактически последняя комплексная проверка соответствия реальных характеристик оборудования и систем заданным параметрам, контроль работоспособности всех узлов АЭС, особенно тех, которые непосредственно связаны с безопасностью АЭС.
Безопасная, безаварийная, надежная работа ядерных энергетических установок (ЯЭУ) в большой степени зависит от высокого уровня эксплуатации.
Ни одно техническое средство (даже самое современное) не может обеспечить безопасность без соответствующего выполнения регулирующих функций человеком. Поэтому при решении вопросов безопасности необходимо последовательно применять комплексный подход, при котором одновременно учитывались бы и технические меры, и человеческий фактор.
Вместе с тем следует учитывать, что высокая квалификация, уровень подготовки, дисциплина, порядок и организованность - основные предпосылки безопасной и надежной эксплуатации АЭС.
2. Факторы, влияющие на надежность оборудования и систем атомных электростанций
(АЭС)
На надежность работы оборудования и систем АЭС оказывают влияние:
• качество проектирования, изготовления оборудования,
• строительно-монтажных и пусконаладочных работ;
• технический уровень эксплуатации, квалификаций обслуживающего персонала и т.п.
При этом наукой доказано а практикой подтверждено, что по мере того как совершенствуется автоматика для защиты технологических процессов, человеческий фактор (то есть ответственность человека за эффективность и безопасность работ оборудования и систем) не только не падает, но даже возрастает.
Если рассматривать аварию или пожар как предельный случай отказа в системах АЭС, то практически любая аварийная ситуация или пожар являются следствием:
• первичных отказов;
• неправильных действий персонала, вызывающих повреждение оборудования.
Таким образом, повышение надежности оборудования (в том числе оборудования систем
безопасности) и улучшение качества эксплуатации в равной степени и непосредственно влияют на уровень безопасности.
Обычно пожару или аварии предшествует фаза накопления каких-либо дефектов в оборудовании или отклонений от нормальных процедур ведения процесса. Деятельность этой фазы может измеряться минутами или сутками.
Как правило, сами по себе дефекты или отклонения еще не представляют угрозы, но в критический момент они сыграют роковую роль.
Например, перед аварией на Чернобыльской АЭС было отключено несколько аварийных защит, а активная зона реактора лишена обязательного минимума стержней, поглощающих нейтроны. Накопление на этой фазе подобных отклонений от нормы связано с нарушением работы элементов конструкций и материалов из-за отсутствия необходимых средств. Либо (что бывает гораздо чаще) с тем, что персонал привыкает к такого рода отклонениям, ведь они довольно часты и в подавляющем большинстве случаев не приводят к пожарам и авариям. Поэтому ощущение опасности притупляется, восстановление нормального состояния приборов и оборудования откладывается, процесс продолжается в опасных условиях.
На второй фазе происходит какое-либо инициирующее событие, как правило, неожиданное и редкое. На Чернобыльской АЭС - это выделение положительной реактивности в активную зону реактора: последовал мгновенный перегрев тепловыделяющих элементов и теплоносителя.
В подобных ситуациях у оператора не оказывается ни времени, ни средств для эффективных действий.
Собственно авария происходит на третьей фазе, как результат быстрого развития событий. На Чернобыльской АЭС - разрушение конструкций и здания паровым взрывом, усиленным побочными химическими процессами, и вынос накопившихся радиоактивных газов и части диспергированного топлива за пределы четвертого блока.
Эта последняя фаза была бы невозможна без накопления ошибок на первой стадии.
Обстоятельный анализ статистических данных показывает, что хотя более 60% аварий происходило из-за ошибок персонала, львиная доля средств, расходуемых на безопасность производств, затрачивалась на совершенствование технических систем контроля и упреждения таких ситуаций.
Важную роль играют обобщение и анализ опыта эксплуатации, так как отсутствие налаженной информации может привести к повторению уже имевших место ошибок. В этой связи приобретают большое значение детальный учет и изучение всех имевших место отказов оборудования, систем и их узлов.
При этом дальнейшее повышение надежности работы оборудования и систем не только является одним из основных путей обеспечения безопасности АЭС, но также составляет большой резерв для роста их экономической эффективности.
На многих объектах в настоящее время внедряется автоматизированная система управления (АСУ) пожарной защитой. Она значительно повышает показатели эффективности и надежности (например, вероятность безотказной работы с 0,86 до 0,95), позволяет обеспечить централизованный контроль готовности.
Кроме того, АСУ может накапливать и обрабатывать статистические данные о неисправностях, ложных срабатываниях и т.д., выдавать информацию о необходимых действиях оператора в различных режимах функционирования системы, управлять техническим обслуживанием и ремонтом технических средств, анализировать и давать обобщенную оценку состояния установок пожаротушения и сигнализации.
3. Общие принципы и требования к организации пожаротушения на атомных
электростанциях (АЭС)
Ядерные установки можно встретить повсюду:
• в. университетских и промышленных лабораториях,
• на электростанциях,
• в исследовательских учреждениях.
Для каждой подобной установки составляется план действий при пожарах с учетом ее особенностей.
На крупных объектах (таких, как, например, научно-исследовательские учреждения) могут находиться различные установки повышенной опасности - силовой реактор, реактор для проведения исследований, установки для обогащения материала, склад хранения расщепляющихся материалов, лаборатории и цеха.
На таком объекте для каждого здания должны быть составлены планы действия при пожарах, и они являются неотъемлемой частью единого плана действия при пожарной тревоге на всем предприятии.
Не должна быть упущена и разработка системы информации населения при возникновении чрезвычайных ситуаций на атомных электростанциях.
При этом следует принимать во внимание следующие положения:
1. Достоверность. Абсолютно недопустимо распространение недостоверной, поспешной информации.
2. Точность. Поскольку информация достоверная, то она, прежде всего, должна быть и точной.
3. Сжатость. Необходимо говорить только об основных моментах, чтобы не создавать ошибочного впечатления.
4. Ясность. Для достижения единого понимания большим количеством людей смысл должен легко восприниматься. При этом следует избегать специальных терминов, понятных узкому кругу специалистов, а также сокращений.
5. Полнота освещения важных моментов. При всей сжатости освещения в целом важные моменты не следует сокращать.
6. Исключение неясной информации. Неясная и нечеткая информация может привести к неправильному толкованию событий, поэтому ее всячески следует избегать.
7. Повторение. При однократном оповещении вряд ли можно ожидать большого эффекта. Поэтому, по мере необходимости, очень важно повторять информацию многократно. Часто аварии имеют большой общественный резонанс. Поэтому при информировании средств массовой информации (СМИ) необходимо соблюдать точность и единообразие.
Радиоактивность является постоянным атрибутом АЭС, но она невидима и не имеет запаха. Население не может определить меру опасности, что обычно способствует панике. В ряде случаев даже специалисты с трудом оценивают ситуацию, их мнения зачастую расходятся, поэтому ответственные лица должны своевременно информировать население.
Силы и средства пожарных подразделений подготавливаются к действиям по тушению пожаров и ликвидации последствий аварий на АЭС заблаговременно, а также в ходе аварийновосстановительных работ.
Заблаговременная подготовка включает:
• разработку оперативных планов;
• обучение личного состава приемам работы в условиях ионизирующего излучения;
• поддержание в готовности технических средств (ТС) защиты личного состава и борьбы с пожарами;
• совершенствование системы управления.
Кроме того, большое значение в подготовке персонала отводится тренажерам, на которых персонал упражняется в ликвидации различных аварийных ситуаций на АЭС (в частности, компьютерным тренажерам).
При разработке оперативных планов и при организации тушения пожаров в случае повышенного ионизирующего излучения необходимо в полной мере учитывать:
• длительность работы (от нескольких часов до нескольких месяцев);
• возможность привлечения большого количества сил и средств и обеспечения их планомерной замены;
• необходимость защиты личного состава от радиоактивного облучения, дезактивации техники, вооружения и имущества;
• обязательность выполнения пожарной охраной специальных работ;
• необходимость профилактики или тушения пожаров при эвакуации населения в режимной зоне при нарушении сложившихся управленческих связей;
• полевые условия быта личного состава, ремонта техники, оборудования и т.п.
При тушении пожаров на АЭС, руководствуясь планами, необходимо анализировать и учитывать конкретную обстановку на объекте, особенно уровень радиации в помещениях, на которые распространился пожар.
До прибытия подразделений пожарной охраны руководителем тушения пожара (РТП) является старший по смене станции или руководитель объекта.
Начальник смены станции при возникновении пожара обязан принять меры по отключению и защемлению горящего оборудования, остановить (где это возможно) системы, работа которых способствует развитию пожара, привести в действие имеющиеся средства и установки пожаротушения.
Анализ аварий и пожаров на действующих АЭС показал, что четкая организация действий всех служб возможна только при условии полной и достоверной информации об оперативной аварийной обстановке.
Представитель администрации АЭС выдает письменный допуск установленной формы на проведение тушения пожара, все его указания заносятся в карточку распоряжений.
По прибытии к месту пожара старший начальник пожарной охраны принимает на себя руководство тушением пожара и независимо от размера пожара и числа работающих подразделений создает оперативный штаб, в состав которого обязательно включаются ответственные представители администрации объекта и дежурного инженерно-технического персонала.
Все решения, принимаемые в ходе тушения пожара, РТП обязан согласовывать с ними.
Во всех случаях, независимо от полученной информации, РТП перед началом тушения организует дозиметрический контроль с использованием как объективной, так и собственной радиационной службы. При тушении пожара основное внимание должно уделяться сохранению живучести систем управления реакторов.
Дозиметрический контроль за личным составом пожарной охраны осуществляется руководителем пожарных подразделений. В зависимости от обстановки могут использоваться как групповые, так и индивидуальные методы контроля.
4. Общие требования к противопожарной защите АЭС и к защите от аварий
Под противопожарной защитой АЭС следует понимать разработку и реализацию комплекса технических и организационных мероприятий, связанных с этой проблемой.
В мировой практике к техническим мероприятиям, обеспечивающим безопасность АЭС, относят:
• оптимальный выбор площадки для строительства;
• высокое качество проекта;
• высокое качество изготовления и монтажа;
• качественную эксплуатацию и ремонт всех элементов;
• включение в состав проекта АЭС специальных систем, устройств и конструкций, необходимых для того, чтобы предотвратить возникновение аварии и локализовать ее возможные последствия.
В организационные мероприятия, направленные на достижение той же цели, включают:
• создание санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения вокруг станции;
• подготовку и четкую обработку во всех деталях противоаварийных планов на площадке АЭС и за ее пределами;
• высокий уровень подготовки эксплуатационного персонала;
• формирование так называемой культуры безопасности.
Под культурой безопасности следует иметь в виду квалификационную и психологическую подготовленность людей, работающих в ядерной энергетике, при которой обеспечение безопасности становится приоритетной целью.
При этом большое значение в подготовке отводится тренажерам, на которых персонал упражняется в ликвидации различных аварийных ситуаций на АЭС (например, компьютерным тренажерам).
Исходным пунктом проекта комплексной противопожарной защиты должен явиться всеобъемлющий анализ факторов пожарной опасности, причем учитываются:
• возможность возникновения и распространения пожара;
• меры предосторожности в целях предупреждения, локализации и тушения пожара;
• меры предосторожности в целях защиты от опасностей, вызываемых пожарами;
• производственные инструкции для установок и агрегатов в целях уменьшения опасности пожара;
• указания по поведению персонала в случае пожара.
Анализируя современное состояние противопожарной защиты АЭС, можно выделить ряд недостатков в ее организации:
1. Во многих случаях отсутствуют противопожарные перегородки между реакторным отделением и машинным залом.
2. Проектирование зданий ведется без учета пожарной нагрузки.
3. Нет четких требований по устройству противодымной защиты и автоматических установок пожаротушения.
4. В коридорах реакторных отделений и других корпусов прокладываются десятки и сотни электрических кабелей с горючей изоляцией.
5. Для покрытий машинных залов используются материалы, имеющие в своем составе горючие утеплитель и мягкую рулонную кровлю с общей пожарной нагрузкой до 1200кДж х м2.
На уровень пожарной опасности зданий АЭС влияют следующие факторы:
1. Неудовлетворительное состояние противопожарного нормирования на момент проектирования и строительства АЭС.
2. Фактор, связанный с проектными ошибками.
При этом можно выделить наиболее характерные ошибки, установленные на основе экспертизы проектной документации:
• не проектируются системы противодымной защиты для пожароопасных помещений, лестничных клеток высотной части корпусов, блочных щитов управления, подвалов;
• не все помещения реакторного отделения обеспечиваются вторым эвакуационным выходом;
• подвальные помещения имеют сообщение с общими лестничными клетками;
• из лестничных клеток не предусмотрены эвакуационные выходы наружу;
• коридоры длиной более 60 м не разделяются противодымными перегородками;
• противопожарные перегородки многократно пересекаются воздуховодами и кабельными трассами, а места пересечений не имеют должной защиты;
• лестничные клетки разделены перегородками, имеющими опору на металлические несущие конструкции, а не на капитальные стены;
• дороги проектируются на расстоянии 10-40 м от стен главных корпусов, что затрудняет установку автолестниц;
• наружные пожарные лестницы расположены вертикально, а не наклонно, как требуется по нормам, а расстояние между ними более 200 метров.
• Фактор, связанный со строительными недоделками.
• К числу таких недоделок относятся:
• некачественный монтаж оборудования противопожарной автоматики;
• неудовлетворительная заделка отверстий в междуэтажных перекрытиях;
• ошибки в исполнении противопожарных дверей;
• замена предусмотренных проектов типов кабелей другими, более горючими.
• Просчеты, имеющие место в процессе эксплуатации АЭС и связанные с перестройкой здания, изменением назначения помещений.
• Ненадежность работы систем пожарной автоматики.
• Нарушение четко установленного порядка действия обслуживающего персонала:
• на 10-20 минут задерживается сообщение о пожаре в пожарную часть;
• разрешение на работу выдается руководителю тушения пожара несвоевременно.
• Уровень боеготовности и пожарно-профилактической работы объектовых пожарных подразделений.
• Однако, несмотря на важность всех перечисленных факторов, наиболее распространенная причина пожаров - нарушения правил пожарной безопасности. К таким нарушениям относятся:
• использование в административных и бытовых помещениях электронагревательных приборов;
• неисправности или перегрузка электросетей и электрооборудования;
• огнеопасные работы;
• перегрузка помещений оборудованием и горючими веществами (материалами);
• хранение горючих жидкостей в непосредственной близости от мест кабельной прокладки;
• необеспеченность помещений первичными средствами пожаротушения.
• В ФРГ и США противопожарная защита АЭС основывается на осуществлении следующих основных мероприятий:
• сведение до минимума горючих веществ и возможных источников воспламенения;
• применение огнестойких строительных конструкций;
• монтаж автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;
• наличие персонала, обученного обеспечению пожарной без-пасности.
• При этом основой обеспечения пожарной безопасности АЭС являются инженернотехнические решения, которые включают в себя:
• разделение зданий и помещений на соответствующие противопожарные отсеки с учетом безопасной эвакуации персонала станции в случае пожара и его успешного тушения;
• замена горючих материалов, используемых в конструкциях и оборудовании, огнестойкими (оболочки и изоляции кабелей, пластикат для полов, турбинное масло, элементная база приборов и т.д.);
• применение автоматических установок пожаротушения и обеспечение работоспособности систем безопасности и управления в условиях пожара.
• Заметим, что разделение территории АЭС по уровню радиоактивности на зоны свободного и строгого режима не исключает разделение станции на зоны противопожарной защиты и пожарные отсеки.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com