Диссертация (Применение робототехнических средств для тушения пожаров на объектах энергетики), страница 4

На этапе пуска находится один энергоблок, и семьэнергоблоков находятся на этапе строительства. Согласно планам развитияатомной энергетики, ее доля в общем производстве электроэнергии к 2030 годудолжна вырасти до 25–30% от общего уровня. На данный момент уровеньпроизводимой электроэнергии составляет 18,7% [46, 47].Пожары на объектах атомной энергетики (рисунок 1.7), помимо ранеерассмотренных особенностей, могут сопровождаться выбросом радиоактивныхпродуктов, что становится причиной заражения огромной территории иакватории, а также создает напряженную обстановку как внутри страны, так и вовнешнеполитических отношениях.В связи с этим объекты атомной энергетики требуют к себе повышенноговнимания в области обеспечения пожарной безопасности, а также своевременной21ликвидации возникших пожаров и аварий, что подтверждается и работамизарубежных коллег [48].Рисунок 1.7 – Количество пожаров на АЭС Российской Федерациив период с 2000 по 2016 годНекаждаяаварияилипожар,произошедшиенаАЭС,имеюткатастрофические последствия, некоторые удается ликвидировать сразу же.

Нодаже один инцидент может стать причиной гибели сотен людей, заражениемогромных участков территории, на которых не одно десятилетие после аварииневозможно будет жить.Известным примером катастрофических последствий аварии на АЭСявляется катастрофа, произошедшая в ночь на 26 апреля 1986 года, когда врезультате проведения регламентных работ произошёл взрыв ядерного реактораРБМК-1000 четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС (рисунок 1.8).В результате взрыва произошло частичное разрушение реакторногоотделения, пострадала кровля машинного зала станции. Произошёл выброс до80% радиоактивных продуктов, находящихся в реакторе.

Активный выбросрадиоактивных веществ обеспечивался за счет высокой температуры горящеговнутри реактора топлива, что обеспечивало испарение и возгонку радиоактивных22продуктов из реакторной установки. Помимо этого, на крыше реакторногоотделения и машинного зала образовалось около 30 очагов пожара. Пожар накровле машинного зала был опасен тем, что его дальнейшее развитие моглопривести к возгоранию горючей нагрузки внутри машзала, что привело бы к ещеболее трагическим последствиям.Рисунок 1.8 – Последствия взрыва и пожара на ЧАЭСОграничение распространения пожара и его ликвидация были достигнутыблагодаря решительным действиям пожарных, которые отдали за это свои жизни.Мирно спавшее население близлежащих городов, да и человечество вцелом, еще не знало, с какой бедой оно столкнулось.

Прошло уже более 30 лет содня трагедии, а последствия аварии сказываются и по сей день [4, 49].Как было ранее замечено, большинство пожаров на объектах энергетикипроисходит на электрооборудовании. Объекты атомной энергетики далеко не23исключение. Напротив, пожары на электрооборудовании АЭС представляютогромную опасность.

В первую очередь, это связано с тем, что большая частьэлектрооборудования отвечает за безопасную работу реакторной установки.Проанализировавоперативнуюинформацию,составляемуюсогласнодокументации [43, 50], было установлено, что, в среднем, около 30% суммарнойплощадипомещенийотобщейплощадиАЭСсодержатвсебеэлектрооборудование напряжением от 0,4 до 6 кВ, отключение которого припожаре невозможно, исходя из условий безопасности.Примером горения такого рода электрооборудования является пожар,произошедший на АЭС «Браунс Ферри» (США).

Пожар произошёл в 1957 году,но до сих пор считается одним из самых крупных по ущербу и по возможнымпоследствиям. Причиной пожара стало банальное нарушение правил пожарнойбезопасности. Рабочий при помощи горящей свечи пытался найти утечку изтрубы, по которой осуществлялся подвод сжатого воздуха. В результате пожарабыло уничтожено около 2000 обособленных контрольных, сигнализационных исиловых кабелей, более 1600 кабельных линий, 600 из которых относилось ксистемам управления защитой станции. Впоследствии установили, что аварийноеводоснабжение было повреждено, и если бы пожар не был вовремя потушенсилами пожарных подразделений, то произошла бы ядерная катастрофа. Общийущерб от пожара составил более 20 млн. долларов [4, 51].Причинывозникновенияпожаровнаобъектахэнергетикивесьмаразнообразны, но в основном это проблемы электрооборудования – короткиезамыкания и перегрузки (рисунок 1.9).245%2%10%37%15%31%КЗ, перегрузки - 37%;Нарушение правил пожарной безопасности при проведении огневых работ - 31%;Неисправность и нарушение правил эксплуатации технологического оборудования - 15%;Неосторожное обращение с огнем - 10%;Нарушение правил эксплуатации электроустановок потребителей - 5%;Нарушение правил пожарной безопасности при эксплуатации электрических приборов - 2%.Рисунок 1.9 – Причины возникновения пожаров на объектах энергетикиАнализ данных по пожарам позволил установить, что на объектах атомнойэнергетики, как и в случаях с ТЭС, наибольшее число пожаров происходит вмашинных залах станции и сопровождается обрушением кровли (рисунок 1.10).Рисунок 1.10 – Места возникновения пожаров на энергоблоках АЭС25Примером таких последствий является крупный пожар, произошедший в1978 г.

на Белоярской АЭС. В результате пожара, огнем которого был уничтоженвесь контрольный кабель, произошло обрушение перекрытий машинного заластанции на площади 960 м2. В ликвидации пожара было задействовано 270человек. Работы по тушению осложнялись угрозой поражения электрическимтоком, плотным задымлением и погодными условиями [52].Это далеко не весь перечень пожаров и аварий, происходивших в разноевремя на объектах энергетики, в том числе и атомной.

Все они сопровождалисьвозникновением определенных условий, при которых тушение пожара создавалосмертельную угрозу для его участников. Помимо влияния опасных факторовпожара на участников тушения, происходит воздействие и сопутствующихфакторов:взрывы,обрушениестроительныхконструкций,поражениеэлектрическим током, воздействие радиоактивных или отравляющих веществ,образование условий, при которых возможны выбросы пламени и др.Возникновение рассматриваемых угроз существенно влияет на процесстушения пожара, который, в некоторых случаях приходится прерывать, отводясилы и средства на безопасные расстояния. За это время происходит дальнейшееразвитие пожара, увеличивается его площадь, усугубляются последствия пожара.Дляобеспечениякомплексныйподход,безопасностивыражающийсяобъектовкаквэнергетикипроведениинеобходиммероприятий,направленных на предупреждение возникновения пожаров и аварий, так и на ихэффективную ликвидацию.Об этом свидетельствует и распоряжение Правительства РоссийскойФедерации № 1717-р от 13 ноября 2009 года «Об утверждении энергетическойстратегии России на период до 2030 года», в котором были определены основныенаправления инновационной и научно-технической политики в энергетике.Основной целью является обеспечение российского топливно-энергетическогокомплексавысокоэффективнымиотечественнымитехнологиямииинновационными решениями, новейшим оборудованием в объемах, необходимых26для поддержания стабильной работоспособности и энергетической безопасностистраны [47].Одним из условий выполнения вышеуказанных задач является обеспечениеобъектов энергетики высокотехнологичными средствами предупреждения иликвидации пожаров и аварий, обеспечивающих безопасность участниковтушения пожара.

На сегодняшний день к таким средствам можно по правуотнести робототехнику пожаротушения.1.2 Исследование вопросов применения мобильной робототехникипри тушении пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуацийГоворя о робототехнике всех отраслей, хочется отметить, что насегодняшний день это довольно перспективное направление, без разработоккоторого не обходится ни одно министерство или ведомство. Не являетсяисключением и пожарная охрана. В области обеспечения пожарной безопасностиразличают два основных вида пожарной робототехники – стационарную имобильную.Стационарные роботизированные установки пожаротушения представляютсобой комплекс автоматических устройств, включающих два и более пожарныхробота, систему определения координат загорания и устройство программногоуправления комплексом, соединенных между собой информационным каналомсвязи и предназначенных для тушения пожаров [53].

Основным конструктивнымэлементом, входящим в состав установок пожаротушения, является лафетныйствол с дистанционным управлением.По своим характеристикам и заявленным параметрам роботизированныеустановкипожаротушениясоответствуютавтоматическимустановкампожаротушения и обеспечивают автоматическую пожарную сигнализациюконтролируемойзоны,определяюткоординатызагоранияипроводятавтоматическое пожаротушение, подавая в заданную точку огнетушащиевещества. Площадь, защищаемая одним пожарным роботом, составляет в среднем27от 5000 до 15000 м2 при расходе огнетушащего вещества от 20 до 60 л/ссоответственно [54].Всепожарныероботыобъектазащитысвязанымеждусобойинформационной сетью и интегрированы в комплексную систему безопасности,образуявсвоюочередьроботизированныйпожарныйкомплекс(рисунок 1.11) [55].Рисунок 1.11 – Общая схема стационарного роботизированногокомплекса пожаротушенияРоботизированный пожарный комплекс может работать в трех режимах.Дистанционный режим позволяет оператору самому управлять работой комплекса28для повышения эффективности тушения.

В автоматическом режиме система самаобеспечивает свою работоспособность. Данный режим особенно актуален приотсутствии дежурного персонала на объекте. В автоматизированном режимеоператор дает системе команды на поиск очага пожара и включение выходовустройства сопряжения с объектом, которое обеспечивает выбор пожарныхроботов и осуществляет подачу огнетушащих веществ в соответствии с заданнойпрограммой [56].Роботизированные установки пожаротушения имеют ряд преимуществотносительно спринклерных и дренчерных систем пожаротушения.Спринклеры и дренчеры включаются самостоятельно, нельзя произвести ихвключение в нужной для пожаротушения зоне.