ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПАССИВНОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОСНОВНЫХ ЗДАНИЙ АЭСС ВОДО-ВОДЯНЫМИ РЕАКТОРАМИ НА ОСНОВЕ РАСЧЁТА ОГНЕСТОЙКОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

1-20   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

УДК 614.841 DOI 10.25257/FE.2020.1.22-29

ПУЗАЧ Сергей Викторович                                   СИЗУХИН Станислав Владимирович
Доктор технических наук, профессор                        Академия ГПС МЧС России, Россия, Москва
Академия ГПС МЧС России, Россия, Москва                   E-mail: bobaks@bk.ru
E-mail: puzachsv@mail.ru

ЛЕБЕДЧЕНКО Ольга Сергеевна

Кандидат юридических наук, доцент

Академия ГПС МЧС России, Россия, Москва

E-mail: ol-26@mail.ru

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПАССИВНОЙ

ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОСНОВНЫХ ЗДАНИЙ АЭС

С ВОДО-ВОДЯНЫМИ РЕАКТОРАМИ НА ОСНОВЕ РАСЧЁТА ОГНЕСТОЙКОСТИ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Выполнен анализ возможных наиболее опасных сценариев развития пожара на атомных электростанциях (АЭС) на примере АЭС «Аккую» (Турция), Ленинградской АЭС-2 и Нововоронежской АЭС-2. Рассмотрены особенности рас- чёта утраты огнестойкости ограждающих конструкций при «реальных» режимах пожаров в помещениях основных зданий АЭС. Показано, что для обеспечения технологии пассивной противопожарной защиты зданий в дополнение к принципу пожарного зонирования необходимо разработать ряд дополнительных противопожарных мероприятий, обоснование которых проводится на основе расчёта утраты огнестойкости.

Ключевые слова: атомная станция, опасные факторы пожара, пассивная противопожарная защита, огнестойкость.

П     ожарной безопасности атомных станций по-
священо большое количество работ [1–6].
Основными инновациями в системах безопасности
исключая возможность распространения пожара
на другие пожарные зоны через вентиляционные
системы, кабельные и трубопроводные проходки,
технологического проекта «АЭС-2006» являются пас-         общие дренажные системы, взаимосвязанную элек-
сивные технологии систем безопасности [7–9]. Для          тросеть и другие общие коммуникации.
пожарной безопасности АЭС методы пассивной про-                  За единичный отказ системы безопасности
тивопожарной защиты приобретают особое значение,          в соответствии с п. 2.17 СП 13.13130.2009 «Атомные
поскольку активные системы противопожарной защи-          станции. Требования пожарной безопасности» при-
ты (пожарная сигнализация, дымоудаление, пожароту-        нимаем открытую дверь помещения во время пожара
шение, а также оповещение и управление эвакуацией         (открытая термодинамическая система).
при пожаре и т. д.) могут или не сработать или выйти из          Огнестойкость может обеспечиваться, в том чис-
строя в результате аварии.                                ле, применением вспучивающихся покрытий и исполь-
Методы пассивной защиты предусматривают           зованием огнестойких коробов для кабельных трасс.
минимальное влияние человеческого фактора (оши-                  Таким образом, основные направления расчёта
бочные действия персонала) на показатели безопас-         огнестойкости на АЭС включают в себя расчёт огне-
ности. Помимо этого снижается влияние отказов обе-        стойкости границ пожарных зон [10 , 11], огнестойко-
спечивающих и управляющих систем безопасности             сти кабельных коробов и толщины вспучивающихся
(обесточивание в энергосистеме, отказ источников ох-      покрытий.
лаждающей воды и т. д.) на показатели безопасности.              Целью статьи является анализ особенностей
Одним из основных методов пассивной противо-      расчёта пределов огнестойкости строительных кон-
пожарной защиты является обеспечение требуемых            струкций основных зданий АЭС с учётом различий
пределов огнестойкости ограждающих конструкций.           в их компоновке (моноблок или «ядерный остров»)
Принцип локализации пожара предполагает, что ог-          и объёмно-планировочных и конструктивных реше-
нестойкость ограждающих конструкций пожарных              ниях, а также специфики находящейся в зданиях го-
зон должна обеспечивать локализацию пожара до             рючей нагрузки.
полного свободного (без учёта воздействия на пожар               Для этого были проведены расчёты и про-
огнетушащих веществ) выгорания пожарной нагрузки          анализированы полученные результаты для наиболее
(п. 7.4.1.9 МУ 1.1.4.01.1408-2017 «Анализ влияния по-     опасных сценариев развития пожара на примере АЭС
жаров на безопасный останов и расхолаживание реак-        «Аккую» (Турция), Ленинградской АЭС-2 (ЛАЭС-2)
торной установки энергоблоков атомных станций»),          и Нововоронежской (НВО) АЭС-2.

22 © Пузач С. В., Лебедченко О. С., Сизухин С. В., 2020

Потенциально опасные объекты

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ,                         концентрации кислорода до величины, меньшей
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА                        низшего концентрационного предела горения.
ФАКТИЧЕСКИХ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ                          Пожар, происходящий при открытой две-
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ                        ри помещения, из-за притока воздуха внутрь из
соседнего помещения продолжается до полного вы-

Н     есмотря на свою сравнительную простоту,
детерминистические методы позволяют
объективно оценивать уровень пожарной опасности
горания горючих веществ и материалов (п. 7.4.1.9
МУ 1.1.4.01.1408–2017 «Анализ влияния пожаров на
безопасный останов и расхолаживание реакторной
АЭС различного типа и прогнозировать последствия       установки энергоблоков атомных станций»).
воздействия опасных факторов пожара (ОФП) на си-              Основной пожарной нагрузкой в зданиях АЭС
стемы и оборудование энергоблока.                      являются: кабели негорючие (НГ); кабели, распро-
Задача расчёта нагрева и поведения огражда-     страняющие горение (РГ); твёрдые горючие радиоак-
ющих конструкций помещения при пожаре делится          тивные отходы; масло турбинное и трансформатор-
на две сопряжённые части – теплотехническую            ное; дизельное топливо.
и прочностную.                                                Для определения наиболее опасных сценари-
Для решения теплотехнической части использу-    ев пожара, когда происходит максимальный нагрев
ются интегральная и полевая математические модели      ограждающих конструкций, выполнялся расчёт тер-
прогнозирования термогазодинамики пожара в сопря-      могазодинамики пожара во всём диапазоне измене-
жённой постановке с расчётом прогрева ограждающих      ния объёмов помещений. Например, на АЭС «Аккую»
конструкций [12, 13]. Области корректного примене-     объём помещений при горении кабелей НГ изменялся
ния этих моделей приведены в нормативных докумен-      от 29,6 м3 до 40 831 м3 (гермозона). Кроме того, необ-
тах (приказы МЧС России от 10.07.2009 г. № 404 и от    ходимо, чтобы при пожаре в гермозоне давление не
30.06.2009 г. № 382) и позволяют в большинстве ва-     превышало 2,4 атм.
риантов объёмно-планировочных решений основных
зданий АЭС использовать более простую интеграль-
ную модель. Вышеуказанные модели реализованы             РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
в компьютерных программах расчёта [14, 15].                 ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОГНЕСТОЙКОСТИ
Для решения прочностной части при опре-                ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
делении огнестойкости конструкций по потере
их несущей способности используется метод крити-
ческих температур [16]. В этом случае предельное
состояние определяется по достижению температу-
Д    ля обеспечения независимости каналов
СБ реакторного здания при пожарах необ-
ходимо проверить возможность одновременного воз-
рой арматуры в железобетонных конструкциях или         действия ОФП на кабели нескольких каналов СБ, на-
температурой металлической конструкции её кри-         ходящихся в разных помещениях.
тического значения.                                           Пример одного из наиболее опасных сцена-
риев развития пожара на кабельном этаже нормаль-
ной эксплуатации в помещении резервного пункта
ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ОПАСНЫХ СЦЕНАРИЕВ                    управления (РПУ) реакторного здания Нововоронеж-
РАЗВИТИЯ ПОЖАРА                             ской АЭС-2 представлен на рисунке 1.
Развитие пожара при этом сценарии может про-

П     ассивная противопожарная защита долж-
на, в первую очередь, предотвратить одно-
временный выход из строя нескольких каналов си-
исходить следующим образом. Начальный очаг пожара
возникает внутри помещения РПУ. Происходит выход
смеси горячих продуктов горения и воздуха из вы-
стем безопасности (СБ).                                шеуказанного помещения через дверь (открытая или
Наиболее опасные сценарии пожара выби-          потерявшая целостность от воздействия повышенной
рались из анализа исходных данных по категориро-       температуры) в коридор. В коридоре под влиянием
ванию помещений по пожарной и взрывопожарной           высокой температуры происходит потеря огнестойко-
опасности с учётом вида и количества горючих мате-     сти дверей, ведущих в помещения установок системы
риалов и размеров помещений.                           1-го и 2-го каналов СБ, что приведёт к поступлению
Рассматривались два варианта развития пожара:   горячей газовой смеси в вышеуказанные помещения.
– двери помещения с очагом пожара закрыты              Анализ результатов расчёта показывает, что
(закрытая термодинамическая система);                  при горении кабелей РГ среднеобъёмная температу-
– одна дверь помещения открыта (единичный       ра в помещении установок системы 1-го канала СБ
отказ системы безопасности в соответствии с п. 2.17    и в помещении системы установок 2-го канала СБ мо-
СП 13.13130.2009 «Атомные станции. Требования          жет достигнуть температуры воспламенения кабелей
пожарной безопасности» (открытая термодинамиче-        400 °С через 45 мин от начала пожара. Это приведёт
ская система).                                         к выходу из строя обоих каналов.
Пожар, происходящий при закрытых две-                  Поэтому для предотвращения одновременно-
рях помещения, продолжается до снижения                го выхода из строя 1-го и 2-го каналов СБ в коридоре

1-20   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

3 2 1 2

Рисунок 1. Сценарий развития пожара в помещении РПУ реакторного здания Нововоронежской АЭС-2:

1 – начальный очаг пожара; 2 – вторичные очаги пожара; 3 – помещение 1-го канала СБ; 4 – помещение 2-го канала СБ

необходимо установить две противопожарные                          среднеобъёмная температура внутри кабельного
перегородки с пределом огнестойкости EI 60 с проти-                короба равна 145,5 °С. Выгорание массы кислорода
вопожарными дверьми с EI 60.                                       внутри короба до концентрации, меньшей низшего
Одним из вероятных сценариев также является                 концентрационного предела горения, произошло
горение кабелей НГ внутри кабельного стального ко-                 через 10,5 мин от начала горения. Таким образом,
роба. Наиболее распространены короба с размерами                   не происходит разгерметизация короба и пожар не
9 м2 Ч 0,45 м, при этом максимальная длина участка                 распространяется наружу.
разгерметизации короба, выделенного огнепрегради-                         При расположении короба одного канала СБ
тельными клапанами, не более 20 м.                                 над коробом второго канала (например, в гермозо-
Система пассивной огнезащиты для герметиза-                 не) предполагаем наиболее опасный вариант пожара:
ции кабельных коробов СПО-Э-11 состоит из следу-                   нижний кабельный короб, в котором находятся горя-
ющих компонентов: силиконовый огнестойкий клей                     щие кабели, полностью разгерметизирован.
«Силотерм ЭП-71 кНС» толщиной δ = 0,5 мм; мине-                           Максимальная длина участка разгерметизации
раловатная плита (δ = 50 мм) и огнезащитное вспу-                  короба при максимальном объёме горючей массы
чивающееся силиконовое покрытие «Силотерм ЭП-6»                    внутри него 7 л/м и отсутствии автоматических уста-
(δ = 2 мм).                                                        новок пожаротушения составляет 20 м. Температуру
На рисунке 2 приведены зависимости от                       наружной поверхности верхнего стального короба,
времени характерных температур. Максимальная                       расположенного над источником горения, принима-
ем равной температуре пламени кабелей НГ 900 °С
и постоянной в течение 120 мин.
Проведённые расчёты прогрева пассивной ог-
T, °С
1                                             незащиты для герметизации кабельных коробов по-
160                                                               казали, что максимальная температура внутренней
140                                                               поверхности верхнего кабельного короба в течение
120                                                               120 мин от начала пожара равна Tmax = 135,3 °С. Эти
100                                                               значения температуры существенно меньше крити-
ческой величины для стальной стенки Tкр = 500 °С
и температуры воспламенения изоляции кабелей НГ
Tкр = 400 °С.
Для расчётного обоснования пределов огне-
20             2                                                 стойкости ограждающих конструкций пожарных зон
при горении кабелей НГ был выбран сценарий пожара
0 10 20 30 40 50 60 70 80
в кабельном этаже блочного пункта управления реак-
τ, мин
торного здания Нововоронежской АЭС-2.
Рисунок 2. Зависимости от времени характерных температур                Расчёт показал, что при закрытых дверях мак-
в случае горения кабелей НГ внутри кабельного короба:         симальная температура арматуры равна 91,9 °С,
1 – среднеобъёмная температура внутри кабельного короба;         а при открытых дверях составит 151,8 °С. Критиче-
2 – средняя температура внутренней поверхности стенки
кабельного короба
ская температура арматуры 500 °С не достигается
в течение всей продолжительности пожара. Поэтому

Потенциально опасные объекты

не происходит потери несущей и теплоизолирующей                электротехнических материалов 400 °С через 79,6 мин;
способностей, а также потери целостности огражда-              резкий рост температуры в помещении до макси-
ющих конструкций пожарной зоны.                                мальной величины 1 061,8 °С продолжался до выгора-
На рисунке 3 представлены зависимости харак-            ния массы кислорода в помещении до концентрации
терных температур от времени с начала пожара при               О2, меньшей низшего концентрационного предела
одном из наиболее опасных сценариев пожара, когда              горения 14 % по массе, до 81,1 мин от начала горения;
происходит воспламенение всей горючей нагрузки                 после этого режим пожара перешёл в регулируемый
помещений в пожарной зоне гермообъёма в помеще-                вентиляцией; процесс газификации горючих матери-
нии участка ГЦНА реакторного здания Ленинградской              алов продолжался до 107,9 мин; после этого момента
АЭС-2 при горении кабелей НГ.                                  вся пожарная нагрузка сгорела; температура армату-
Рисунок 3 показывает следующее:                         ры не превысила 231,7 °С.
– при закрытых дверях температура посте-                       Результаты расчёта показали, что после вос-
пенно увеличивалась до температуры воспламене-                 пламенения всех электротехнических материалов
ния электротехнических материалов 400 °С через                 температура превысит 800 °С, что приведёт к выходу
46,1 мин; резкий рост температуры в помещении до               из строя всего оборудования в данном помещении.
максимальной величины 11 16,4 °С (кривая 2, рис. 3)                   Проведённые расчёты позволили обосновать
из-за воспламенения всей массы пожарной нагрузки               в случае воздействия ОФП предотвращение одновре-
продолжался до выгорания массы кислорода в по-                 менного выхода из строя кабелей нескольких каналов
мещении до концентрации О2, меньшей низшего кон-               СБ, а также обеспечить требуемые пределы огнестой-
центрационного предела горения 14 % по массе, до               кости конструкций в производственных зданиях АЭС.
48 мин от начала горения; температура арматуры не                     В качестве выводов авторы отмечают следу-
превысила 47,6 °С;                                             ющее. Определение динамики развития пожаров
– при открытых дверях температура посте-                в зданиях, пожарных отсеках, пожарных зонах, по-
пенно увеличивалась до температуры воспламенения               мещениях, а также расчётное обоснование принятых

T,°С

1 200

1 100

1 000

0 30 60 90 120 150 180 τ, мин

Рисунок 3. Зависимости характерных температур от времени с начала пожара в помещении участка ГЦНА пожарной зоны гермообъёма реакторного здания при горении кабелей НГ:

– среднеобъёмная температура при «стандартном» пожаре;

– среднеобъёмная температура при «реальном» пожаре (закрытые двери);

– среднеобъёмная температура при «реальном» пожаре (открытые двери);

– температура на внутренней (огневой) поверхности перекрытия при «реальном» пожаре (закрытые двери);

– температура на внутренней (огневой) поверхности перекрытия при «реальном» пожаре (открытые двери);

– температура арматуры при «реальном» пожаре (закрытые двери);

– температура арматуры при «реальном» пожаре (открытые двери); – критическая температура арматуры;

– температура воспламенения электротехнических материалов

1-20   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

в проектах рассматриваемых АЭС пределов огне-                                     – распространение ОФП за пределы пожарных
стойкости ограждающих строительных конструкций                             зон и пожарных отсеков (в том числе и через противо-
пожароопасных помещений и границ пожарных зон                              пожарные двери и люки) не происходит через 180 мин
в основных зданиях АЭС показало, что:                                      от начала возгорания внутри пожарной зоны или отсека
– существует значительное отличие темпера-                          для АЭС «Аккую» и ЛАЭС-2, однако для Нововоронеж-
турного режима «реального» пожара в помещениях                             ской АЭС для предотвращения одновременного выхо-
АЭС от «стандартного» пожара [8];                                          да из строя 1-го и 2-го каналов системы безопасности
– расчёт с использованием режима «стандарт-                         в реакторном здании на отметке +4,950 в коридоре
ного» пожара не позволяет обеспечить требуемые                             необходимо установить две противопожарные пере-
пределы огнестойкости REI 150 для ограждающих                              городки с пределом огнестойкости EI 60 и противопо-
конструкций пожарных отсеков при глубине залега-                           жарными дверьми EI 60;
ния арматуры 20 мм на ЛАЭС-2;                                                     – система пассивной огнезащиты СПО-Э-11,
– пожар, происходящий при закрытых две-                             используемая для герметизации кабельных коробов,
рях помещений, продолжается в течение диапазона                            обеспечивает предотвращение одновременного выхо-
времени 4,7ч70,6 мин до выгорания кислорода до                             да из строя нескольких каналов систем безопасности;
концентрации, меньшей низшего концентрационного                                   – при пожаре в гермозоне давление не превы-
предела горения, в зависимости от объёма помеще-                           шало 1,45 атм, что меньше предельного по условиям
ния и вида горючих веществ и материалов;                                   технологического процесса 2,4 атм.
– пожар, происходящий при открытых дверях                                  Следовательно, при пассивной противопо-
помещений, продолжается в течение диапазона вре-                           жарной защите для обеспечения требуемых пре-
мени 27,0ч113,7 мин до полного выгорания горю-                             делов огнестойкости строительных конструкций
чих веществ и материалов в зависимости от их вида                          и предотвращения одновременного выхода из
и объёма помещения;                                                        строя нескольких каналов систем безопасности
– в пожарной зоне гермообъёма реакторного                           необходим в дополнение к принципу пожарного
здания выгорание пожарной нагрузки участка разгер-                         зонирования ряд дополнительных противопожар-
метизации кабелей НГ происходит за 117 мин;                                ных мероприятий.
– эквивалентная продолжительность «реаль-                                  Проведённый анализ возможных наиболее
ного» пожара, приведённого к «стандартному», со-                           опасных сценариев развития пожара на примере
ставляет 9,4ч60,3 мин, что существенно меньше тре-                         АЭС «Аккую» (Турция), ЛАЭС-2 и НВО АЭС-2 пока-
буемых пределов огнестойкости REI 120 ограждаю-                            зал, что из-за существенного различия в объёмно-
щих конструкций пожарных зон;                                              планировочных и конструктивных решениях основ-
– максимальная температура арматуры для всех                        ных зданий необходимо проводить расчёты огнес-
рассматриваемых наиболее опасных сценариев разви-                          тойкости ограждающих конструкций в условиях
тия пожара находится в пределах 24,1ч236,3 °С, что су-                     «реального» пожара для каждой атомной станции
щественно меньше критического значения Tкр = 500 °С;                       отдельно.
– огнестойкость несущих ограждающих желе-                                  Полученные результаты могут быть использо-
зобетонных конструкций помещений, пожарных зон                             ваны при анализе влияния пожаров на безопасный
и пожарных отсеков зданий для всех рассматри-                              останов и расхолаживание реакторной установ-
ваемых наиболее опасных сценариев развития                                 ки энергоблоков атомных станций в соответствии
«реального» пожара больше требуемых пределов                               с разделом 9 «Перечня мероприятий по обеспечению
огнестойкости;                                                             пожарной безопасности» проектной документации.

ЛИТЕРАТУРА
1. Томилин А. В. Проблемы определения пожарного риска                АЭС и комплексная защита от них // Пожаровзрывобезопасность. 2017.
для атомных электростанций // Пожарная безопасность. 2014.                 Т. 26, № 8. С. 15–22. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.08.15-24.
№ 4. С. 95–101.                                                                   7. Андрюшин А. В., Аракелян Э. К., Будаев В. П., Дедов А. В.,
2. Микеев А. К., Пуцев Д. И., Томилин А. В., Борисов В. Н.           Дмитриев А. С. Энергобудущее. Перспективные технологии. Хре-
Научно-технические разработки ВНИИПО в области обеспечения                 стоматия / под ред. А. В. Дедова. М.: Издательство МЭИ, 2018. 122 с.
пожарной безопасности атомных электростанций // Пожарная                          8. Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года.
безопасность. 2012. № 2. С. 89–93.                                         М.: Институт энергетических исследований Российской академии
3. Матвеев А. В., Иванов М. В., Шевченко А. Б. Аналитиче-            наук, Аналитический центр при Правительстве Российской Феде-
ская модель системы управления пожарной безопасностью АЭС //               рации, 2014. 108 с.
Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Теле-                      9. Горбань Ю. И, Синельникова Е. А. Системы пожаротуше-
коммуникации. Управление. 2010. № 6. C. 91–95.                             ния для защиты машинных залов ТЭЦ, АЭС и ГЭС: проблемы и ре-
4. Томилин А. В. Проблемы определения пожарного риска                шения // Алгоритм безопасности, 2017. № 3. С. 32–36.
для атомных электростанций // Пожарная безопасность. 2014. № 4.                   10. Борисов В. Н., Пуцев Д. И., Томилин A. B. Методика определе-
С. 95–102.                                                                 ния пожарных зон, влияющих на безопасность // Материалы XXII Меж-
5. Пуцев Д. И. Пожарная безопасность атомных станций:                дународной научно-практической конференции «Актуальные пробле-
автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.26.03 / Пуцев Дмитрий Игоре-           мы пожарной безопасности». М.: ВНИИПО МЧС России, 2010. С. 32–38.
вич. М.: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2011. 47 с.                                      11. Борисов В. Н., Пуцев Д. И., Томилин А. В. Определение
6. Пузач С. В., Лебедченко О. С., Ищенко А. Д., Фогилев И. С. Вре-   частоты возникновения пожара в выбранных пожарных зонах АЭС //
менной механизм воздействия опасных факторов пожара на персонал            Материалы XXII Международной научно-практической конференции

Потенциально опасные объекты

«Актуальные проблемы пожарной безопасности». М.: ВНИИПО              официальной регистрации программы № 2006614238 в Федераль-
МЧС России, 2010. С. 279–283.                                        ной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товар-
12. Пузач С. В. Методы расчёта тепломассообмена при пожаре     ным знакам от 08.12.2006.
в помещении и их применение при решении практических задач по-             15. Пузач С. В. Определение огнестойкости строительных
жаровзрывобезопасности. М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. 336 с.    конструкций с учётом параметров реального пожара. Свидетель-
13. Пузач С. В., Зернов С. И., Богатищев А. И., Карпов С. Ю.   ство об официальной регистрации программы № 2006614237
Расчёт фактических пределов огнестойкости строительных кон-          в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патен-
струкций с учётом реальных параметров пожара, действий си-           там и товарным знакам от 08.12.2006.
стем пожаротушения, механической вентиляции и дымоудаления                 16. Ройтман М. Я. Пожарная профилактика в строительном
(математическая модель и методика расчета). Саранск: Мордов-         деле. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1975. 145 с.
ское книжное издательство, 2004. 80 с.
14. Пузач С. В. Интегральные, зонные и полевые методы
расчёта динамики опасных факторов пожара. Свидетельство об                       Материал поступил в редакцию 13 января 2020 года.

1-20   Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация

Sergey PUZACH                                                                  Stanislav SIZUKHIN
Grand Doctor in Engineering, Professor                                         State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia                        E-mail: bobaks@bk.ru
E-mail: puzachsv@mail.ru

Olga LEBEDCHENKO

PhD in Legal Sciences, Associate Professor

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

E-mail: ol-26@mail.ru

SUBSTANTIATING PASSIVE FIRE PROTECTION TECHNOLOGY

FOR THE MAIN BUILDINGS OF NUCLEAR POWER PLANTS

WITH WATER-COOLED REACTORS BASED ON CALCULATING

FIRE RESISTANCE OF ENCLOSING STRUCTURES

ABSTRACT
Purpose. The        article   is   dedicated    to                     factors do not spread outside the fire zones and fire
substantiating passive fire protection technology for the                      compartments after 180 minutes from the start of the
main buildings of nuclear power plants (NPP) with water-                       fire inside the fire zone or compartment for the Akkuyu
cooled reactors based on calculating fire resistance loss                      NPP and Leningrad NPP-2, however, for Novovoronezh
of enclosing structures. There has been conducted the                          NPP in order to prevent the simultaneous failure of the
analysis of the most dangerous possible scenarios of fire                      1st and 2nd safety system channels in the passage of the
spread at NPP by the example of the Akkuyu Nuclear                             reactor building, it is necessary to install two fire walls
Power Plant (Turkey), Leningrad Nuclear Power Plant-2                          with a fire resistance limit of EI 60.
and Novovoronezh Nuclear Power Plant-2.                                                Research application field. The research results
Methods. Deterministic methods of calculating                          can be applied in the analysis of the fire impact on safe
fire resistance limits of enclosing structures of NPP main                     shutdown and reactor shutdown cooling of NPP power
buildings have been used.                                                      units, which is included in section 9 of the “List of
Findings. We have considered peculiarities of                          measures to ensure fire safety” of design documents.
calculating fire resistance loss of protective structures                              Conclusions. In order to effectively implement
of NPP main buildings compartments.                                            the technology of passive fire protection for the NPP
In all compartments a fire that occurs with doors                      main buildings, in addition to fire zoning principle, it is
closed continues for 4,7ч70,6 minutes until oxygen burns                       necessary to develop a number of additional fire safety
out to a concentration below the lowest concentration                          measures and their verification should be based on fire
limit of combustion. A fire that occurs with open doors                        resistance calculation.
continues for 27.0ч117 minutes up to full burning out of
combustible substances and materials.
The equivalent duration of a “real” fire brought                              Key words: nuclear power plant, dangerous fire
to a “standard” is 9.4ч60.3 minutes. Dangerous fire                            factors, passive fire protection, fire resistance.

REFERENCES
1. Tomilin A.V. Problems of determining fire risk for nuclear                  6. Puzach S.V., Lebedchenko O.S., Ischenko A.D., Fogilev I.S.
power plants. Pozharnaia bezopasnost (Fire safety), 2014, no. 4,               A temporary mechanism for the influence of dangerous fire factors
pp. 95–101 (in Russ.).                                                         on NPP personnel and comprehensive protection against them.
2. Mikeev A.K., Putsev D.I., Tomilin A.V., Borisov V.N. Scientific-     Pozharovzryvobezopasnost (Fire and Explosion Safety), 2017,
and-technical developments of VNIIPO in the field of fire safety               vol. 26, no 8, pp. 15–22 (in Russ.). DOI: 10.18322/PVB.2017.26.08.15-24
of nuclear power plants. Pozharnaia bezopasnost (Fire safety), 2012,                  7. Andriushin A.V., Arakelian E.K., Budaev V.P., Dedov A.V.,
no. 2, pp. 89–93 (in Russ.).                                                   Dmitriev A.S. Energobudushchee. Perspektivnye tekhnologii [Energy future.
3. Matveev A.V., Ivanov M.V., Shevchenko A.B. An analytical             Promising technology]. Moscow, Moscow Power Institute Publ., 2018, 122 р.
model of the fire safety management system of nuclear power                           8. Forecast of the development of energy in the world and
plants. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU. Ser. Informatika.              in Russia until 2040. Moscow, Institute for Energy Research of the
Telekommunikatsii. Upravlenie (Scientific and technical Bulletin of            Russian Academy of Sciences Publ., Analytical Center under the
the Saint Petersburg state pedagogical University. Computer science.           Government of the Russian Federation Publ., 2014. 108 р.
Telecommunications. Management). 2010, no. 6, pp. 91–95.                              9. Gorban Yu.I., Sinelnikova E.A. Fire extinguishing systems for
4. Tomilin A.V. The issues of fire risk estimation for nuclear          the protection of machine rooms of thermal power plants, nuclear power
power plants. Pozharnaia bezopasnost (Fire safety). 2014, no. 4,               plants and hydroelectric power stations: problems and solutions. Algoritm
pp. 95–102 (in Russ.).                                                         bezopasnosti (The security algorithm), 2017, no. 3, pp. 32–36 (in Russ.).
5. Putsev D.I. Pozharnaia bezopasnost atomnykh stantsii                        10. Borisov V.N., Putsev D.I., Tomilin A.B. Metodika opredeleniia
[Fire safety of nuclear power plants: Abstract of PhD in Engin. Sci. diss.].   pozharnykh zon, vliiaiushchikh na bezopasnost. Materialy XXII
Moscow, FGBU VNIIPO of EMERCOM of Russia Publ., 2011, 47 p. (in Russ.).        mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii “Aktualnye

28 © Puzach S., Lebedchenko O., Sizukhin S., 2020

Потенциально опасные объекты

problemy pozharnoi bezopasnosti” [Methodology for identifying fire            pozharotusheniia, mekhanicheskoi ventiliatsii i dymoudaleniia
zones affecting safety. Materials of the XXII International Scientific-       (matematicheskaia model' i metodika rascheta) [Calculation of the
Practical conference “Actual problems of fire safety”]. Moscow,               actual fire resistance limits of building structures taking into account
VNIIPO of EMERCOM Publ., 2010. Pp. 32–38 (in Russ.).                          real fire parameters, fire extinguishing systems, mechanical ventilation
11. Borisov V.N., Putsev D.I., Tomilin A.V. Materialy XXII             and smoke removal (mathematical model and calculation methods)].
mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii “Aktualnye problemy         Saransk, Mordovian book Publ., 2004. 80 p.
pozharnoi bezopasnosti” [Determining the frequency of fire in selected               14. Puzach S.V. Integral zone and field methods for calculating
fire zones of nuclear power plants. Materials of the XXII International       the dynamics of dangerous fire factors. Certificate of official registration
Scientific-Practical conference “Actual problems of fire safety”]. Moscow,    of the program. No. 2006614238 in the Federal Service for Intellectual
VNIIPO of EMERCOM Publ., 2010. Рp. 279–283 (in Russ.).                        Property, Patents and Trademarks of December 8, 2006 (in Russ.).
12. Puzach S.V. Metody rascheta teplomassoobmena pri                          15. Puzach S.V. Determination of fire resistance of building
pozhare v pomeshchenii i ikh primenenie pri reshenii prakticheskikh           structures taking into account the parameters of a real fire. Certificate
zadach pozharovzryvobezopasnosti [Methods for calculating the heat            of official registration of the program. No. 2006614237 in the Federal
and mass transfer in a fire at the premises and their application in          Service for Intellectual Property, Patents and Trademarks of December 8, /
solving practical problems Fire Safety]. Moscow, State Fire Academy of        2006 (in Russ.).
EMERCOM of Russia Publ, 2005. 336 p.                                                 16. Roytman M.Ya. Pozharnaia profilaktika v stroitelnom
13. Puzach S.V., Zernov S.I., Bogatishchev A.I., Karpov S.Yu.          dele [Fire prevention in the construction business]. Moscow, Higher
Raschet      fakticheskikh    predelov     ognestoikosti      stroitel'nykh   Engineering Fire-Technical School of the Ministry of Internal Affairs of
konstruktsii s uchetom real'nykh parametrov pozhara, deistvii sistem          the USSR, 1975. 145 p. (in Russ.).