FAQ

Prognozowanie procesu emisji wodoru z obudowy turbogeneratora z powstawaniem palnych mieszanin wodorowo-powietrznych i spalaniem pochodni

Data publikacji: 02.2024

Ochrona ludności i dziedzictwa kulturowego, 2023, 3/2023, s. 109-129

https://doi.org/10.4467/29563763.OLDK.23.016.19139

Autorzy

,
Andrzej Tarnavskyi
Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia
https://orcid.org/0000-0002-4625-2022 Orcid
Wszystkie publikacje autora →
,
Roman Veselivskyy
Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia
https://orcid.org/0000-0003-3266-578X Orcid
Wszystkie publikacje autora →
Anna Panasiuk
Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia
https://orcid.org/0009-0004-0493-1408 Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Tytuły

Prognozowanie procesu emisji wodoru z obudowy turbogeneratora z powstawaniem palnych mieszanin wodorowo-powietrznych i spalaniem pochodni

Abstrakt

Działanie turbogeneratorów elektrowni jądrowych i cieplnych towarzyszy wydzielanie ciepła, które przyczynia siędo nagrzania części składowych generatora i może doprowadzićdo sytuacji awaryjnej (pożar). W związku z tym, że turbogeneratory pracujądługo, ważnąrolęodgrywa proces ciągłego chłodzenia urządzeńgeneratora, ponieważjego przegrzanie może prowadzićdo awaryjnych reakcji łańcuchowych, pożarów, eksplozji itp. Analiza danych statystycznych dotyczących występowania sytuacji awaryjnych (pożarów) związanych z wyciekami wodoru z urządzeńtechnologicznych wskazuje na niewystarczające kwalifikacje operacyjnego personelu operacyjnego, niskąjakośćnaprawy sprzętu, błędy personelu naprawczego i naruszenie przez niego wymagańtechnicznych dotyczących naprawy sprzętu i ich systemów, wady konstrukcyjne urządzeńi systemów zapewniających jego działanie. Ustalono, że przyczynami sytuacji awaryjnych są: wyciek wodoru na skutek nieszczelności urządzeń, samozapłon wodoru, obecnośćprzestrzeni powietrznej w wyposażeniu turbogeneratora, naruszenie przepisów technologicznych, zanieczyszczenie wodoru wilgociąi zanieczyszczenia, rozhermetyzowanie korpusu generatora. Modelowanie procesu spalania wodoru podczas jego uwalniania z obudowy turbogeneratora przeprowadzono na przykładzie maszynowni elektrowni. Badania wykazały, że najdłuższy czas spalania wodoru nastąpi przy jego wypływaniu przez otwory o wielkości geometrycznej d0 z zakresu 0,05–0,1 m (50–100 mm). Przy większych wartościach wielkości geometrycznej otworu d0 > 0,1 m czas spalania wodoru jest nieznaczny, a przy wartościach d0 < 0,005 m długośćpalnika płomieniowego L nie przekracza 1,15 m. Wyniki przeprowadzonych badańpotwierdzają, że w wyniku uszkodzenia turbogeneratora może nastąpićspalenie wodoru w postaci płomienia pochodni. W obliczeniach ustalono potrzebęochrony przeciwpożarowej nośnych konstrukcji metalowych maszynowni, aby zapewnićgranicęodporności ogniowej co najmniej 45 minut pod krzywą węglowodorów.

Bibliografia

Pobierz bibliografię

Abe, S. (2015). The response of the plant owner/operator (TEPCO) to the Fukushima nuclear power plant accident. W: The 2011 Fukushima Nuclear Power Plant Accident (s. 119–134). https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100118-9.00004-8.

Balitskii, A., Semerak, M., Balitska, V., Subota, A., Eliasz, J., & VusО. (2018). Analiza bezpieczeństwa przeciwpożarowego i wodnego hal turbogeneratorow na blokach energetycznych elektrowni. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe21, 13–18.

Bardyk, E., Lukash, M. (2008). Część elektryczna stacji i podstacji. Generatory synchroniczne: przewodnik po studiach. Kijow: NTUU “KPI”.

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Bezpieczeństwo wybuchowe. Informator (1987). Moskwa: Chemia.

Filatov, A. (1983). Eliminacja wypadków w głównych obwodach stacji elektrycznych i podstacji. Moskwa: Energoatomizdat.

Gakal, P., Ovsiannykova, O., Przybysz, J., Tretiak, O. (2017). Metoda wyznaczania rozkładu temperatur w uzwojeniu wirnika chłodzonego bezpośrednio wodorem. Przegląd Elektrotechniczny2, 43–47.

Gruboy, O., Kobzar, K., Cheremisov, I., Khaymovich, L., Bogdanov, O., Gladky, V. (2009). Tworzenie nowych typow i sposobow modernizacji eksploatacyjnych turbogeneratorow dla elektrowni cieplnych: w książce. Energia cieplna – nowe wyzwania czasu. Lwów: NVF Ukraińskie Technologie, 209–225.

Hanane, D., Roberto, S., Chiara, B., Ahmed, O. (2018). Hydrogen Infrastructure for Energy Applications. Academic Press, 153–156. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812036-1.09995-9.

Iwanow, A. (2016). Korozja pustych przewodow miedzianych w układach bezpośredniego chłodzenia wodą uzwojeń turbingeneratora. Universum: Technical Sciences11(32). http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3943

Kempsell, I.D., et al. (2001). Hydrogen Explosions – an Example of Hazard Avoidance and Control. IChemE, Symp. Series148, 523–539.

Kobzar, K., Tretiak, O., Ovsiannykova, O., Poliienko, V., Gakal P. (2018). Designing of high power turbogenerators. Vestnik KazNRTY, 4(128), 164–169.

Lewis, P.R. (2016). Chapter 5. W: Small Containers, Materials, Forensic Polymer Engineering (Second Edition) (s. 147–190). https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101055-6.00005-7

CrossRef

Machinery and Energy Systems for the Hydrogen Economy (2022), Elsevier, 650. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90394-3.09990-2.

Maughan, C., Svoboda, M. (2016) Water-cooled stator windings copper oxide issues. Electrical Insulation Conference (EIC), Montreal, Qc, Canada, 145–150.

Olkhovyk, Yu.O., Antonov, A., Denysenko, I., Veselivskyi, R. (2021). Niektore cechy pochowku jedynego związku bitumicznego elektrowni jądrowej Rowne. Nauki o środowisku: czasopismo naukowe i praktyczne3(36), 69–72.

Samorodow, Yu. (2014). Przyczyny i skutki wypadkow i awarii turbogeneratorow. Unified Grid Energy, 2(13), 70–80.

Semerak, M., Kovalishyn, V., Dominik, A., Kyrylow, Y. (2011). Opor cieplny konstrukcji maszynowni elektrowni jądrowej. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe, 7–12.

Semerak, M., Subota, A., Zhelyak, V. (2013) Modelowanie parametrow termogazodynamicznych strumienia wodoru w przypadku rozszczelnienia korpusu turbogeneratora elektrowni. Biuletyn Lwowskiego Państwowego Uniwersytetu Bezpieczeństwa Życia7, 225–229.

Semichaevskii, C., Svirskyi, V., Alimov, B., Stylyk, I. (2021). O zagrożeniu pożarowym maszynowni przedsiębiorstw energetycznych. Notatki naukowe Narodowego Uniwersytetu Tauriyya im. V.I. Seria Wernadsky: Nauki techniczne32(71), 6.

Tarnavskyi, A. (2023). Emergency situations of turbogenerators of thermal electric plants and ways of preventing themW: Challenges and threats to critical infrastructure (s. 31–35). Detroit: NGO Institute for Cyberspace Research.

Tretyak, A., Kovriga, A., Repetenko, M., Nurmetov, R. (2019). Badanie stanu termicznego hydroeratora typu parasolowego metodami CAE. Biuletyn NTU KhPI. Seria: Procesy i instalacje w energetyce i ciepłownictwie, 3(1328), 42–46.

Wenyao Li, Ruohan Cao, Lining Xu, Lijie Qiao. (2021). The role of hydrogen in the corrosion and cracking of steels – a review. Elsevier, 23–32. https://doi.org/10.1016/j.corcom.2021.10.005.

Xuefeng Lyu, Shuai Liu, Ke Ji, Yang Feng, Shengfei Wang, Zhichao Huang. (2020). Research on hydrogen risk and hydrogen control system in marine nuclear reactor. Annals of Nuclear Energy141. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2020.107373.

Xuefeng Lyu, Zeyun Xun, Ke Ji, Xiaobo Lee, Shengfei Wang, Yu Yu, Long Chen. (2018). Analysis on hydrogen control system in AP1000 NPP. Annals of Nuclear Energy113, 279–285. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2017.11.031.

CrossRef

Zhuk M., Ilchyshyn Ya. (2021). Systemy wczesnego wykrywania sytuacji awaryjnych w obiektach wysokiego ryzyka. Materiały Ogólnoukraińskiej konferencji naukowo-praktycznej podchorążych i studentóNauka o obronie cywilnej sposobem na rozwój młodych naukowców (s. 278–279). Czerkasy: Czerkaski Instytut Bezpieczeństwa Pożarowego im. Narodowego Centrum Bohaterow Czarnobyla Ukrainy.

Zuettel, A. (2003). Materials for hydrogen storage. Mater Today, 24–33.

Normy i wytyczne

Departamentowe standardy budowlane Ukrainy VBN V.1.11-034-2003. Normy ochrony przeciwpożarowej przy projektowaniu elektrowni jądrowych z reaktorami wodno-wodnymi.

Zarządzenie Ministra Energetyki i Przemysłu Węglowego Ukrainy z dnia 26 września 2018 r. nr 491. Zasady bezpieczeństwa pożarowego w firmach, przedsiębiorstwach i organizacjach sektora energetycznego Ukrainy.

Zarządzenie Państwowego Komitetu Ukrainy w sprawie nadzoru ochrony pracy z dnia 6 października 1997 r. Zasady bezpiecznej eksploatacji instalacji elektrycznych.

Informacje

Informacje: Ochrona ludności i dziedzictwa kulturowego, 2023, 3/2023, s. 109-129

Typ artykułu: Oryginalny artykuł naukowy

Tytuły:

Polski:
Prognozowanie procesu emisji wodoru z obudowy turbogeneratora z powstawaniem palnych mieszanin wodorowo-powietrznych i spalaniem pochodni
Angielski:
Predicting the process of hydrogen emission from the turbogenerator housing with the formation of flammable hydrogen-air mixtures and flare combustion

Autorzy

https://orcid.org/0000-0002-4625-2022

Andrzej Tarnavskyi
Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia
https://orcid.org/0000-0002-4625-2022 Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia

https://orcid.org/0000-0003-3266-578X

Roman Veselivskyy
Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia
https://orcid.org/0000-0003-3266-578X Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia

https://orcid.org/0009-0004-0493-1408

Anna Panasiuk
Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia
https://orcid.org/0009-0004-0493-1408 Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Lwowski Państwowy Uniwersytet Bezpieczeństwa Życia

Publikacja: 02.2024

Otrzymano: 19.09.2023

Status artykułu: Otwarte __T_UNLOCK

Licencja: CC BY-NC-ND  ikona licencji

Udział procentowy autorów:

Andrzej Tarnavskyi (Autor) - 33.33%
Roman Veselivskyy (Autor) - 33.33%
Anna Panasiuk (Autor) - 33.33%

Korekty artykułu:

-

Języki publikacji:

Polski

Prognozowanie procesu emisji wodoru z obudowy turbogeneratora z powstawaniem palnych mieszanin wodorowo-powietrznych i spalaniem pochodni

cytuj

Pobierz PDF Pobierz

pobierz pliki

RIS BIB ENDNOTE