ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пожарная опасность натрия из "Противопожарная защита АЭС" Одним из самых пожароопасных материалов, применяемых на АЭС, в больших объемах, является натрий. По своим физическим свойствам натрий является превосходным теплоносителем, но его высокая химическая активность, а прежде всего его интенсивная реакция при контакте с кислородом и водой, требует самых серьезных мер предосторожности для избежания пожаров на АЭС. [c.115] Балмер (Великобритания) оценивает химические и физические свойства натрия, имеющие отношение к пожарной опасности, и характеризует взаимодействия натрия с другими веществами следующим образом. [c.116] Такова в основном характеристика химическим и физическим свойствам натрия. [c.117] Скорость горения натрия, определенная по результатам измерений расхода кислорода и количественного анализа продуктов сгорания, в условиях естественной конвекции колеблется от 16 до 36 кг-ч -м 2. При увеличении скорости обдувающего потока воздуха до 10м-с массовая скорость выгорания возрастает в 3 раза. На основании экспериментальных данных был сделан вывод, что во время горения температура натрия повышается, но никогда не достигает температуры горения. Ни в одном из проведенных опытов при горении разлитого натрия не была достигнута температура его кипения (880 °С). Даже при начальной температуре натрия, равной 840 °С, температура не повышается, а наоборот, снижается и постепенно стабилизируется на уровне 650 °С. [c.117] При горении натрия в луже, разлившейся по полу, по данным экспериментальных исследований температура на поверхности горящего натрия достигает 750—850 °С. При факельном горении струи натрия в распыленной паровой фазе температура факела может достигать 1600 °С. Длительность пожара для расчетного случая горения разлившейся лужи принимается около 1 ч, факельного горения — 5 мин. [c.117] Зарубежный опыт эксплуатации АЭС, на которых в качестве теплоносителя применяется натрий, показывает, что утечки натрия обычно наблюдаются в местах сварных швов, тонких деталях (сильфонах, диафрагмах) и различных фланцевых соединениях, где под влиянием термических напряжений, механических и других воздействий возможно образование трещин, щелей или обрывов трубопроводов. [c.118] Пожары при больших протечках натрия происходят в две стадии. На первой стадии натрий вытекает из поврежденного участка в виде струи или брызг. При контакте с кислородом воздуха расплавленный натрий начинает гореть. В зависимости от давления, размеров повреждения и наличия задерживающих конструкций истечение натрия может происходить спокойно или сопровождаться разбрызгиванием и распылением. В последнем случае реакция его взаимодействия с кислородом воздуха носит бурный и часто взрывной характер. Обычно чем крупнее повреждение, тем больше вытекает натрия, но меньше образуется брызг. Вторая стадия — горение разлившегося натрия. [c.118] Управление процессом горения натрия возможно только при точном знании механизма и кинетики его горения. Поэтому необходимо экспериментальное исследование для определения соответствующих параметров и создания модели, описывающей горение массы расплавленного натрия независимо от особенностей формы расплава. [c.118] В соответствии с различными гипотетическими аварийными ситуациями различают три основных типа горения на поверхности расплава, в распыленной фазе, смешанного типа. [c.118] Продукты горения состоят из аэрозолей и веществ, остающихся после горения. Аэрозоли состоят, главным образом, нз перекиси натрия (ЫагОг). Присутствие в аэрозоле гидрата оксида натрия и следов карбоната объясняется воздействием паров воды и СО2 воздуха на перекись натрия. Количество натрия в аэрозолях составляет 40 % общей сгоревшей массы. [c.118] Скорость горения натрия, вычисленная по результатам измерений расхода кислорода и количественного анализа продуктов сгорания, колеблется от 16 до 25 кг/(ч-м2). На основании экспериментальных данных был сделан вывод, что во время горения температура натрия повыщается, но никогда не достигает температуры кипения. Так, например, ни в одном из опытов, проведенных в резервуаре объемом 400 м3, не была достигнута температура кипения натрия (880 °С). Даже при начальной температуре натрия, равной 840 °С, температура не повысилась до температуры кипения, а, наоборот, снизилась и постепенно стабилизировалась на уровне 650 °С. [c.120] Рассматриваемые массы натрия и площадь горения соответствуют условиям, которые могли бы возникнуть при полном разрушении вторичных трубопроводов в реакторе Super Phoenix, т. е. при растекании 70 т натрия по площади 200 м2. Самым крупным из рассматриваемых компонентов установки является танк слива при переполнении топливного резервуара, диаметр которого 4,4 м и длина 13 м. Расчетный расход в случае сгорания при мелком распылении равен 2 т/ч. [c.120] Большой объем работ по исследованию процессов горения натрия проводится также французским центром ядерных исследований в г. Кадараше. [c.120] Задачей серии экспериментов, получившей название Кассандра , являлось 1) определение температуры и давления при горении поверхностного слоя натрия в замкнутом объеме 2) изучение поведения аэрозолей оксида натрия, распределения их во времени и в пространстве 3) определение характера взаимодействия бетона с горящим натрием. [c.121] Серия опытов по программе Кассандра проводилась в замкнутом объеме при начальной температуре около 550 °С, изменяющимися параметрами опытов были количество натрия и величина поверхности горения (рис. 3.9). Условия и результаты этих экспериментов приведены в табл. 3.9. [c.121] Одной из наиболее важных задач экспериментов серии Кассандра является разработка метода расчета, позволяющего предсказать давление и температуры при горении натрия в замкнутом объеме. [c.122] В одном из опытов серии Кассандра 14 кг горящего натрия было вылито в бетонный резервуар. Произошла бурная реакция, сопровождаемая взрывом. Под действием содержащейся в бетоне влаги горение поверхностного слоя натрия трансформировалось в горение распыленного натрия, резервуар был значительно поврежден, бетон лопнул на глубину примерно 7 см. [c.123] В серии опытов, проводимых по программе Люцифер , ставилась задача изучения процесса горения натрия в условиях, отличных от экспериментов Кассандра . Так, в каждом из опытов Люцифер масса натрия была постоянно 300 кг, поверхность горения была также постоянной и равнялась 2 м2. Условия проведения этих экспериментов даны в табл. 3.10. [c.123] Проведенные эксперименты по программе Кассандра , Люцифер , а также некоторым другим позволили сделать следующие основные выводы. [c.123] Вернуться к основной статье