ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пожарная опасность водорода из "Противопожарная защита АЭС" Одной из актуальных проблем повыщения пожарной безопасности АЭС является снижение взрывоопасности процессов, протекающих с участием водорода. Водород образуется при определенных нарущениях правил эксплуатации АЭС, о чем свидетельствует проведенное в сентябре 1983 г. в СССР научно-техническое совещание. [c.94] В связи с уникальными горючими свойствами водорода требуется тщательное изучение его взрывоопасных свойств, условий образования взрывоопасных смесей этого вещества с воздухом, разработки средств и способов предупреждения зажигания водородовоздушных смесей и их тушения. Только при наличии таких данных и разработок можно обоснованно назначать меры по обеспечению безопасности при работах с водородом. [c.94] Согласно многочисленным справочным данным взрывоопасные свойства водородной смеси с воздухом характеризуются следующими данными область воспламенения 4,12—75% объема, минимальная энергия зажигания — 0,02 мДж, температура самовоспламенения — 783 К, нормальная скорость распространения пламени — 2,7 м/с, критический диаметр — 0,6-10 м, минимальное взрывоопасное содержание кислорода —5 % объема. [c.94] Определены условия флегматизации водородсодержащих смесей инертными разбавителями. Кривые флегмати-зации для ряда составов показаны на рис. 3.3. По этим кривым могут быть вычислены безопасные концентрации водорода. [c.94] Концентрации водорода и инертного разбавителя в точке флегматизации приведены в табл. 3.4. [c.95] Разбавитель Коэффициент диффузий, см /с Концентрация кислорода, % (об.) г % (об.) Vф. [c.96] Система уравнений, описывающих кинетику самовоспламенения с учетом разогрева в отсутствие теплопотерь, реще-на численно на ЭВМ при начальных температурах от 860 до 1100 К. [c.97] На рис. 3.5 представлена зависимость периода индукции от температуры для различных скоростей генерации атомарного водорода. Для высоких (более 930 К) температур влияние генерации активных центров на период индукции практически не сказывается, заметное влияние наблюдается при температурах ниже 890 К. [c.97] Как известно, тепловому горению и взрыву предшествует цепное воспламенение. При невысоких температурах период индукции для водородсодержащих смесей полностью определяется временем этого цепного воспламенения. [c.97] Водород на АЭС появляется как результат нормального или аварийного функционирования ядерного энергоисточника, и его неконтролируемые утечка или сгорание сопряжены с осложнением радиационной обстановки, а в случае силовых воздействий при взрывах — с возможностью повреждения оборудования и помещений станции. [c.97] Очевидно, что опасность возникновения и развития детонационной волны может быть снижена разбавлением водородсодержащих смесей азотом. Условия развития детонационной волны в газовом слое гремучей смеси, разбавленной азотом, оценены в указанной выше работе. Показано, что для смеси гремучего газа и азота (в соотношении 4 I) при толщине газового слоя, равной 1,35 см, происходит затухание, а при толщине в 1,80 см — стационарное распространение детонационной волны. [c.98] Эффект роста бкр от степени разбавления гремучей смеси азотом обусловлен увеличением периода индукции самовоспламенения горючей смеси. [c.99] Установлено также, что характер горения водорода зависит от ряда факторов, в том числе от общей и локальной концентрации водорода под оболочкой и от наличия источников его зажигания. Если водород воспламеняется до его перемешивания со средой, заполняющей объем защитной оболочки, то будет иметь место дифузионное горение если воспламенение произойдет после полного перемешивания водорода с атмосферой оболочки и его концентрация будет выше нижнего предела распространения пламени водорода (4—9 % при типичных для послеаварийного периода условий под оболочкой), то будет иметь место горение без взрыва. Так как под защитной оболочкой имеются возможные источники зажигания, то наиболее вероятно постепенное горение водорода. Однако при очень маловероятном развитии аварийной ситуации, когда водород накопится, не воспламенившись, в таких количествах, что его концентрация превысит нижний детонационный предел (18,2 % для водородно-воздушной смеси), то его горение может завершиться детонацией. При таком катастрофическом развитии аварии защитная оболочка будет последним барьером на пути выхода радиоактивных продуктов в окружающую среду. [c.100] В целях предотвращения образования взрывоопасной концентрации водорода, нижняя граница которой составляет 4 % объема газа, считается необходимым осуществление постоянного контроля за концентрацией водорода в помещениях парогенераторов и компенсаторов давления, в местах размещения арматуры компенсатора давления и в куполе защитной оболочки. [c.100] При определении общего количества водорода в защитной оболочке следует учитывать долю водорода, образовавшегося в бассейне выдержки тепловыделяющихся сборок (ТВС) в результате радиолиза. [c.101] В течение года около трети ТВС при перегрузке топлива переносится в бассейн выдержки. Уровень активности выгоревших ТВС спадает относительно быстро. По этой причине наибольшее количество водорода, выделяющегося в результате радиолиза воды в бассейне, следует ожидать в начале цикла. Скорость образования водорода в начале цикла составляет от 7 до 12 л/ч. В дальнейшем скорость образования водорода снижается в соответствии с уменьшением дозы излучения. [c.101] В соответствии с результатами расчетов аварийного охлаждения активной зоны максимальное локальное окисление на самых горячих ТВС составляет 0,3 % оболочки из цирколоя. В остальных участках оболочки повышение температуры и тем самым окисление цирколоя значительно ниже. [c.102] Ряд экспериментов по исследованию процессов воспламенения, сгорания и тушения струй водорода в условиях, близких к постулируемым аварийным ситуациям, был выполнен в Хэнфордской инженерной лаборатории (США). Эксперименты показали, что струи водорода самовоспламеняются при температуре более 790 °С в случае содержания в них более 7 г Нг на 1 газа. При температ ре 260 °С затухание водородного пламени происходит, если содержание Нг не превышает 20 г/м газа, а концентрация Ог находится в пределах 5—14 %. [c.102] Вернуться к основной статье