vestnikcstroyВестник НИЦ «Строительство»Bulletin of Science and Research Center of Construction2224-94942782-3938АО «НИЦ «Строительство»10.37538/2224-9494-2024-2(41)-87-102PBZONJvestnikcstroy-430Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING CONSTRUCTIONS, BUILDINGS AND STRUCTURESОбоснование противопожарных мероприятий в помещении блочного щита управления АЭС с применением полевого моделирования пожараJustification of fire protection measures in the NPP control room using CFD fire modelingПуцевД. И.PutsevD. I.

Дмитрий Игоревич Пуцев, д-р техн. наук, генеральный директор

ул. Свердлова, д. 65, офис 5, г. Балашиха, 143900, Российская Федерация

e-mail: ntcppb@mail.ru

Dmitry I. Putsev, Dr. Sci. (Engineering), Director General

Sverdlova str., 65, office 5, Balashikha, 143900, Russian Federation

e-mail: ntcppb@mail.ru

ntcppb@mail.ruМишинаС. Ю.MishinaS. Yu.

Светлана Юрьевна Мишина, начальник отдела

Бакунинская ул., д. 7, стр. 1, г. Москва, 107996, Российская Федерация

e-mail: Michina_SY@aep.ru

Svetlana Yu. Mishina, Department Head

Bakuninskaya str., 7, bld. 1, Moscow, 107996, Russian Federation

e-mail: Michina_SY@aep.ru

Michina_SY@aep.ruТкачевЕ. А.TkachevE. A.

Евгений Алексеевич Ткачев, ведущий инженер-проектировщик

ул. 2-я Советская, д. 9/2а, г. Санкт-Петербург, 191036, Российская Федерация

e-mail: EATkachev@atomproekt.com

Evgeny A. Tkachev, Leading Design Engineer

Vtoraya Sovetskaya str., 9/2а, St. Petersburg, 191036, Russian Federation

e-mail: EATkachev@atomproekt.com

EATkachev@atomproekt.comГрошевЮ. М.GroshevYu. M.

Юрий Михайлович Грошев, канд. техн. наук, главный специалист

Бакунинская ул., д. 7, стр. 1, г. Москва, 107996, Российская Федерация

e-mail: Groshev_YM@aep.ru

Yuri M. Groshev, Cand. Sci. (Engineering), Chief Specialist

Bakuninskaya str., 7, bld. 1, Moscow, 107996, Russian Federation

e-mail: Groshev_YM@aep.ru

Groshev_YM@aep.ruООО «Научно-технический центр «Промышленная и пожарная безопасность» (ООО «НТЦ ППБ»)РоссияScientific and Technical Centre “Industrial and Fire Safety” (NTC PPB)Russian FederationАО «Атомэнергопроект»РоссияJSC AtomenergoproektRussian Federation20242606202441287102Copyright © Пуцев Д.И., Мишина С.Ю., Ткачев Е.А., Грошев Ю.М., 20242024Пуцев Д.И., Мишина С.Ю., Ткачев Е.А., Грошев Ю.М.Putsev D.I., Mishina S.Y., Tkachev E.A., Groshev Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.cstroy.ru/jour/article/view/430Введение

Введение. В данной статье приведено обоснование мероприятий по защите систем безопасности при пожаре в помещении блочного щита управления АЭС с применением полевого метода моделирования пожара.

Цель работы

Цель работы: разработка мероприятий по защите систем безопасности при пожаре в помещении блочного щита управления АЭС с применением полевой модели динамики пожара.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведен анализ назначения и области применения различных методов моделирования динамики развития и распространения опасных факторов пожара. Рассмотрено применение полевого метода для моделирования пожара в помещениях различного назначения.

Результаты

Результаты. На основании проведенного анализа различных методов моделирования динамики развития и распространения опасных факторов пожара показана возможность использования полевого моделирования пожара для анализа пожарной опасности в помещении блочного щита управления. По результатам представленных расчетов показано, что температура в месте закладки арматуры не достигает критического значения при наиболее опасном варианте развития реального пожара, относящегося к типу пожара, контролируемого вентиляцией. Даже в случае неизолированного помещения распространение опасных факторов пожара через стены невозможно в течение трех часов при любой величине пожарной нагрузки в помещении блочного щита управления.

Выводы

Выводы. Показана возможность применения полевой модели динамики пожара для проведения расчетов опасных факторов пожара в различных зданиях и помещениях, в том числе для обоснования достаточности предъявляемых требований по огнестойкости строительных конструкций. Данная закономерность получена исходя из обеспечения нераспространения пожара за пределы пожарной зоны в течение расчетного времени выгорания всей пожарной нагрузки. Конкретно в рассматриваемом варианте помещения (кабельный этаж) на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что предусмотренная в проекте огнестойкость барьеров, разделяющих помещения системы безопасности от помещений нормальной эксплуатации, гарантирует нераспространение пожара. Полученные закономерности могут быть использованы при разработке/уточнении нормативных документов по обеспечению пожарной безопасности действующих и строящихся АЭС.

Introduction

Introduction. The present paper provides justification of fire safety measures to protect systems of the main control room of NPP using computational fluid dynamics fire modeling.

Aim

Aim. To develop fire protection measures for systems of the NPP control room using computational fluid dynamics model.

Materials and methods

Materials and methods. The study involved analysis into purpose and application scope of various methods for modeling dynamics of development and spread of fire hazards. The application of the computational fluid dynamics fire modeling for multifunctional premises was considered.

Results

Results. Following the analysis of different methods for modeling the dynamics of development and spread of fire hazards, the present paper introduces the potential of using various methods of fire modeling in the evaluation of fire hazards for main control room. The obtained computations show that the temperature at the reinforcement site remains below the critical value in the most dangerous fire development scenarios like ventilation controlled fire. Moreover, fire hazards fail to spread through the walls of an uninsulated room within three hours at any value of fire load in main control room.

Conclusions

Conclusions. The study revealed a potential for using computational fluid dynamics fire modeling for evaluating fire hazards in various buildings and premises, as well as for justifying the sufficiency of fire resistance requirements established for building structures. This regularity is obtained under conditions of preventing the spread of fire beyond the fire zone within the estimated burnout time of the entire fire load. The results received for this particular type of premises (cable floor) indicate that the designed fire resistance of the barriers separating safety system premises and normal operation premises guarantees non-proliferation of fire. The obtained regularities can be used in the development/revision of regulatory documents on fire safety at operating NPPs and NPPs under construction.

полевой метод моделирования пожараблочный щит управленияопасные факторы пожаракомплекс программного обеспеченияCFD fire modelingmain control roomfire hazardssoftware packageИсследование выполнялось за счет средств ФГБУ ВНИИПО МЧС России, ООО «НТЦ ППБ», АО «Атомэнергопроект».The study was carried out with the financial support of FGBU VNIIPO EMERCOM of Russia, NTC PPB, JSC Atomenergoproekt.References<i>Пуцев Д.И., Кривцов Ю.В., Грошев Ю.М., Лобанова Н.А.</i> Оценка возможности применения полевого моделирования пожара для проведения расчетов пожаров в зданиях и помещениях. Вестник НИЦ «Строительство». 2023;37(2):37–70. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2023-2(37)-37-70<i>Putsev D.I., Krivtsov Yu.V., Groshev Yu.M., Lobanova N.A.</i> Evaluating feasibility of field modeling of fire to calculate fire characteristics in buildings and premises. Vestnik NIC Stroitel’stvo = Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2023;37(2):37–70. (In Russian). https://doi.org/10.37538/2224-9494-2023-2(37)-37-70<i>Пуцев Д.И., Мишина С.Ю., Грошев Ю.М.</i> Обоснование мероприятий по обеспечению необходимых пределов огнестойкости ограждающих конструкций помещений АЭС с применением полевого моделирования пожара. Вестник НИЦ «Строительство». 2024;40(1):49–60. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2024-1(40)-49-60<i>Putsev D.I., Mishina S.Yu., Groshev Yu.M.</i> Justification of measures aimed at ensuring the required fire resistance of structures enclosing NPP premises using CFD fire modeling. Vestnik NIC Stroitel’stvo = Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2024;40(1):49–60. (In Russian). https://doi.org/10.37538/2224-9494-2024-1(40)-49-60Применение полевого метода математического моделирования пожаров в помещениях: Методические рекомендации [интернет]. Москва: ВНИИПО; 2003. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293808/4293808018.pdf.Application of the field method of mathematical modeling of indoor fires: Methodological recommendations [internet]. Moscow: VNIIPO; 2003. Available at: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293808/4293808018.pdf (In Russian).<i>Карпов А.В., Рыжов А.М.</i> Рекомендации по применению полевого метода математического моделирования пожара. Москва: ВНИИПО; 2002.<i>Karpov A.V., Ryzhov A.M.</i> Recommendations for the use of the field method of mathematical modeling of fire. Moscow: VNIIPO; 2002. (In Russian).Рекомендации по оценке пожароуязвимости систем (элементов), важных для безопасности, на Российских АЭС. Москва: ВНИИАЭС; 2000.Recommendations for assessing the fire resistance of systems (elements) important for safety at Russian nuclear power plants. Moscow: VNIIAES; 2000. (In Russian).<i>Молчадский И.С., Астахова И.Ф.</i> Математическая модель температурных полей начальной стадии пожара в помещении. Пожаровзрывобезопасность. 1995;4(2):31–33.<i>Molchadsky I.S., Astakhova I.F.</i> Mathematical model of temperature fields of the initial stage of a fire in a room. Fire and Explosion Safety. 1995;4(2):31–33. (In Russian).Верификация трехмерной математической модели расчета динамики пожара для оценки воздействие пожара на оборудование АЭС. Москва: OOO «СТЭМ»; 2001.Verification of a three-dimensional mathematical model for calculating fire dynamics to assess the impact of fire on NPP equipment. Moscow: LLC “STEM”; 2001. (In Russian).ГОСТ Р 12.3.047-2012. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. Москва: Стандартинформ; 2014.State Standard R 12.3.047-2012. Occupational safety standards system. Fire safety of technological processes. General requirements. Methods of control. Moscow: Standartinform Publ.; 2014. (In Russian).<i>Кошмаров Ю.А., Пузач С.В., Андреев В.В., Козлов Ю.И.</i> Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. Москва: Академия ГПС МЧС России; 2012.<i>Koshmarov Yu.A., Puzach S.V., Andreev V.V., Kozlov Yu.I.</i> Forecasting of fire hazards in the room. Moscow: Academy of GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia; 2012. (In Russian).РД 03-34-2000. Требования к составу и содержанию отчета о верификации и обосновании программных средств, применяемых для обоснования безопасности объектов использования атомной энергии [интернет]. Режим доступа: https://www.secnrs.ru/upload/files/rd2000.pdf.RD 03-34-2000. Requirements for the composition and content of the report on verification and justification of software tools used to justify the safety of nuclear energy facilities [internet]. Available at: https://www.secnrs.ru/upload/files/rd2000.pdf. (In Russian).НП-001-15. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. Москва: ФБУ «Научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности»; 2016.NP-001-15. Federal norms and rules in the field of nuclear energy use. General provisions for ensuring the safety of nuclear power plants. Moscow: Federal State Budgetary Institution “Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety”; 2016. (In Russian).СП 13.13130.2009. Атомные станции. Требования пожарной безопасности. Москва: МЧС России; 2009.SP 13.13130.2009. Nuclear Power Plants. Fire Safety Requirements. Moscow: Ministry of Emergency Situations of Russia; 2009. (In Russian).ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. Москва: Стандартинформ; 2006.State Standard 12.1.004-91. Occupational safety standards system. Fire safety. General requirements. Moscow: Standartinform Publ.; 2014. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.