---
title: "Приказ Ростехнадзора от 17.03.2017 N 89"
number: "89"
issuer: "Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору"
issued_on: 2017-03-17
status: действует
canonical: "https://bukva.ai/docs/prikaz-89-2017-rostehnadzor-federalnaya"
---

## Приказ Ростехнадзора от 17.03.2017 N 89

# Приказ Ростехнадзора от 17.03.2017 N 89

"Об утверждении руководства по безопасности при использовании атомной энергии "Оценка взрывопожароопасности сорбционных систем при переработке отработавшего ядерного топлива"

(вместе с "РБ-125-17...")


<a id="p100001"></a>**ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ**
**И АТОМНОМУ НАДЗОРУ**


## <a id="p100002"></a>ПРИКАЗ

от 17 марта 2017 г. N 89

<a id="p100003"></a>**ОБ УТВЕРЖДЕНИИ РУКОВОДСТВА**
**ПО БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ**
**"ОЦЕНКА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОСТИ СОРБЦИОННЫХ СИСТЕМ**
**ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА"**

<a id="p100004"></a>В целях реализации полномочий, установленных [подпунктом 5.3.18](https://bukva.ai/docs/postanovlenie-401-2004#p105) Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. N 401, приказываю:
<a id="p100005"></a>Утвердить прилагаемое к настоящему приказу [руководство](#p100008) по безопасности при использовании атомной энергии "Оценка взрывопожароопасности сорбционных систем при переработке отработавшего ядерного топлива".

<a id="p100006"></a>Руководитель
**А.В.АЛЕШИН**





<a id="p100007"></a>Утверждено
приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г. N ____

<a id="p100008"></a>**РУКОВОДСТВО**
**ПО БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ**
**"ОЦЕНКА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОСТИ СОРБЦИОННЫХ СИСТЕМ**
**ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА"**
(РБ-125-17)


### <a id="p100009"></a>I. Общие положения


1. <a id="p100010"></a>Руководство по безопасности при использовании атомной энергии "Оценка взрывопожароопасности сорбционных систем при переработке отработавшего ядерного топлива" (далее - Руководство по безопасности) (РБ-125-17) разработано в соответствии со [статьей 6](https://bukva.ai/docs/zakon-170-fz/statya-6#p134) Федерального закона от 21 ноября 1995 г. N 170-ФЗ "Об использовании атомной энергии" в целях содействия соблюдению требований [пунктов 6.7.7.1](https://bukva.ai/docs/postanovlenie-11-2005-rostehnadzor-federalnaya#p25) - [6.7.7.3](https://bukva.ai/docs/postanovlenie-11-2005-rostehnadzor-federalnaya#p31) и [6.7.11](https://bukva.ai/docs/postanovlenie-11-2005-rostehnadzor-federalnaya#p39) федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Общие положения обеспечения безопасности объектов ядерного топливного цикла", утвержденных постановлением Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 2 декабря 2005 г. N 11 (зарегистрирован Минюстом России 1 февраля 2006 г., регистрационный N 7433).
2. <a id="p100011"></a>Настоящее Руководство по безопасности содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по проведению оценки взрывопожароопасности систем, предназначенных для выполнения функций разделения/очистки технологических сред сорбционными методами на проектируемых, сооружаемых и эксплуатируемых объектах ядерного топливного цикла (далее - ОЯТЦ), осуществляющих переработку отработавшего ядерного топлива.
3. <a id="p100012"></a>Действие настоящего Руководства по безопасности распространяется на ОЯТЦ, на которых осуществляются технологические процессы с применением сорбционных методов разделения/очистки технологических сред при переработке отработавшего ядерного топлива.
4. <a id="p100013"></a>Настоящее Руководство по безопасности предназначено для применения эксплуатирующими организациями при проектировании, сооружении, эксплуатации ОЯТЦ, для которых предусмотрены технологические процессы с использованием сорбционных методов разделения/очистки технологических сред при переработке отработавшего ядерного топлива, а также специалистами Ростехнадзора при осуществлении ими лицензионной (разрешительной) деятельности или федерального государственного надзора в области использования атомной энергии.
5. <a id="p100014"></a>Оценка взрывопожароопасности сорбционных систем при переработке отработавшего ядерного топлива может быть выполнена с использованием иных методов, чем те, которые содержатся в настоящем Руководстве по безопасности, при обоснованности выбранных методов для обеспечения безопасности.
6. <a id="p100015"></a>Результаты оценки взрывопожароопасности сорбционных систем рекомендуется включать в документы, обосновывающие обеспечение безопасности ОЯТЦ и представляемые эксплуатирующей организацией для получения лицензии на виды деятельности в области использования атомной энергии. Термины и определения, используемые в настоящем Руководстве по безопасности, приведены в [приложении N 1](#p100088).


### <a id="p100016"></a>II. Общие рекомендации


7. <a id="p100017"></a>Оценку взрывопожароопасности сорбционных систем рекомендуется выполнять для:
<a id="p100018"></a>оценки взрывопожароопасности ОЯТЦ, включающих сорбционные системы;
<a id="p100019"></a>выявления наиболее значимых для предотвращения взрывопожароопасности сорбционных системы ОЯТЦ исходных событий, аварийных последовательностей, систем (элементов), действий персонала;
<a id="p100020"></a>определения приоритетов при разработке и реализации мероприятий, направленных на обеспечение безопасности сорбционных систем ОЯТЦ;
<a id="p100021"></a>оценки влияния мероприятий по модернизации систем (элементов) на безопасность ОЯТЦ, включающих сорбционные системы;
<a id="p100022"></a>оценки влияния нарушений в работе ОЯТЦ, включающих сорбционные системы;
<a id="p100023"></a>оптимизации проектных решений;
<a id="p100024"></a>уточнения перечня аварий, разработки мер по управлению авариями, оценки эффективности мер по управлению авариями;
<a id="p100025"></a>получения данных для разработки технических решений по управлению аварией;
<a id="p100026"></a>обоснования пределов и условий безопасной эксплуатации ОЯТЦ, включающих сорбционные системы;
<a id="p100027"></a>обоснования внесения изменений в проектную, конструкторскую, технологическую и эксплуатационную документацию.
8. <a id="p100028"></a>Оценку взрывопожароопасности сорбционных систем рекомендуется проводить с учетом:
<a id="p100029"></a>свойств потенциально опасных веществ и материалов, находящихся в сорбционных системах;
<a id="p100030"></a>проектно-конструкторской и эксплуатационной документации по сорбционным системам;
<a id="p100031"></a>актов испытаний и другой документации по техническому обслуживанию и ремонту систем (элементов) безопасности и элементов, важных для безопасности ОЯТЦ, включающих сорбционные системы;
<a id="p100032"></a>информации об отказах элементов систем, важных для безопасности, и ошибках персонала на ОЯТЦ, включающих сорбционные системы;
<a id="p100033"></a>сведений о расследовании нарушений и анализа отклонений в работе сорбционных систем;
<a id="p100034"></a>сведений о нарушении пределов и условий безопасной эксплуатации.
9. <a id="p100035"></a>Допущения, принятые при выполнении оценки взрывопожароопасности сорбционных систем ОЯТЦ, рекомендуется обосновывать.


### <a id="p100036"></a>III. Рекомендации по этапам оценки взрывопожароопасности сорбционных систем


10. <a id="p100037"></a>Оценку взрывопожароопасности сорбционных систем, используемых при технологических операциях по переработке отработавшего ядерного топлива, рекомендуется проводить в следующей последовательности (схема проведения оценки приведена в [приложении N 2](#p100095) к настоящему Руководству по безопасности).


#### <a id="p100038"></a>10.1. Выявление потенциально опасных веществ и материалов


<a id="p100039"></a>Рекомендуется провести анализ технологических операций (например, сорбция, десорбция, промывка), осуществляемых в сорбционной системе с целью определения потенциально пожаровзрывоопасных веществ и материалов, которые образуются или могут образоваться в условиях нормальной эксплуатации. Рекомендуется оценить состав, представляющий наибольшую опасность при проведении технологической операции.
<a id="p100040"></a>Для этого следует рассмотреть вещества и материалы с максимальной концентрацией окислителя и восстановителя; с максимальным удельным тепловыделением вследствие радиоактивного распада; подвергающиеся максимальному радиационному воздействию; с минимальной теплопроводностью; другие вещества и материалы, представляющие опасность из-за возможности протекания неуправляемых реакций.


#### <a id="p100041"></a>10.2. Оценка тепловых эффектов и объема газообразных продуктов неуправляемых реакций, способных протекать в сорбционной системе


<a id="p100042"></a>При использовании методов расчета рекомендуется:
<a id="p100043"></a>привести перечень неуправляемых реакций, способных протекать в потенциально пожаровзрывоопасных веществах и материалах выявленного состава, и составить для них химические уравнения. При отсутствии необходимых данных о продуктах реакций составить уравнения химических реакций, руководствуясь принципом максимального тепловыделения, при котором в качестве продуктов реакций задаются вещества с наименьшей суммой энтальпий образования;
<a id="p100044"></a>рассчитать суммарный и удельный экзотермические эффекты неуправляемых реакций, суммарное количество газообразных продуктов по химическим уравнениям, известным термодинамическим данным, количественному содержанию веществ для степени протекания реакций (глубины превращения), равной 1 (100%). При отсутствии необходимых термодинамических данных для расчета теплового эффекта неуправляемых реакций с целью их определения использовать экспериментальные методы, методы расчета, методы сравнительного анализа.
<a id="p100045"></a>При использовании экспериментальных методов рекомендуется:
<a id="p100046"></a>определить тепловой эффект и объем газообразных продуктов неуправляемых реакций для модельного или реального состава веществ, находящихся в сорбционной системе;
<a id="p100047"></a>скорректировать полученные значения теплового эффекта и объема газообразных продуктов в случае необходимости учета вклада тепловых потерь и неполноты протекания неуправляемых реакций в условиях проведения эксперимента.
<a id="p100048"></a>Значения теплового эффекта и объема газообразных продуктов неуправляемых реакций, принимаемые для проведения дальнейшей оценки, рекомендуется обосновать.


#### <a id="p100049"></a>10.3. Оценка адиабатической (максимально возможной) температуры и объема газообразных веществ, находящихся в сорбционной системе, достигаемой в результате протекания неуправляемых реакций


<a id="p100050"></a>На данном этапе проведения оценки взрывопожароопасности сорбционных систем ОЯТЦ рекомендуется:
<a id="p100051"></a>рассчитать адиабатический разогрев веществ за счет протекания неуправляемых реакций;
<a id="p100052"></a>рассчитать объем и возможное давление газообразных продуктов неуправляемых реакций, соответствующие адиабатической температуре для условий открытого и закрытого аппарата (сорбционной колонны);
<a id="p100053"></a>оценить достигаемую за время проведения технологической операции концентрацию горючих газов в свободном объеме аппарата;
<a id="p100054"></a>при отсутствии необходимых данных для проведения расчета с целью их определения возможно использование экспериментальных методов, методов сравнительного анализа;
<a id="p100055"></a>перейти к проведению оценки по [пункту 10.7](#p100082), если для заданного состава рассчитанные значения адиабатической температуры, объема и давления (в случае возможной герметизации колонны) газообразных продуктов неуправляемых реакций, концентрация горючих газов меньше установленных для сорбционной системы пределов безопасной эксплуатации по соответствующим параметрам, если нет - перейти к проведению оценки по [пункту 10.4](#p100056).


#### <a id="p100056"></a>10.4. Оценка адиабатического (минимально возможного) периода индукции теплового взрыва от протекания в сорбционной системе неуправляемых реакций


<a id="p100057"></a>При по проведении оценки адиабатического (минимально возможного) периода индукции теплового взрыва от протекания в сорбционной системе неуправляемых реакций (рекомендации по проведению оценки приведены в [приложении N 3](#p100113) к настоящему Руководству по безопасности) рекомендуется:
<a id="p100058"></a>создать кинетическую модель неуправляемых реакций и определить ее параметры, позволяющие рассчитывать изменение температуры и глубины превращения во времени; рекомендуется, чтобы полученная кинетическая модель отражала основные особенности протекания неуправляемых реакций, такие как:
<a id="p100059"></a>каталитическое влияние примесей/конструкционных материалов/ионизирующего излучения;
<a id="p100060"></a>автокатализ;
<a id="p100061"></a>наличие радиогенного источника тепла;
<a id="p100062"></a>определить зависимость периода индукции теплового взрыва от начальной температуры веществ по полученной кинетической модели;
<a id="p100063"></a>рассчитать объем и возможное давление газообразных продуктов неуправляемых реакций, соответствующие достигаемым за время операции температуре и глубине превращения, для условий открытого и закрытого аппарата (сорбционной колонны);
<a id="p100064"></a>оценить достигаемую за время проведения технологической операции концентрацию горючих газов в свободном объеме аппарата;
<a id="p100065"></a>использовать экспериментальные методы, методы сравнительного анализа с целью определения отсутствующих данных, необходимых для проведения расчета;
<a id="p100066"></a>перейти к проведению оценки по [пункту 10.7](#p100082), если полученное значение адиабатического периода индукции теплового взрыва для начальной температуры смеси, равной регламентной, больше времени осуществления технологической операции в сорбционной системе, а достигаемые за время осуществления операции такие параметры, как температура, объем и давление (в случае возможной герметизации колонны) газообразных продуктов, концентрация горючих газов, меньше установленных для сорбционной системы пределов безопасной эксплуатации по соответствующим параметрам, если нет - перейти к проведению оценки по [пункту 10.5](#p100067).


#### <a id="p100067"></a>10.5. Оценка критической температуры теплового взрыва от протекания неуправляемых реакций в условиях тепловых потерь в окружающую среду


<a id="p100068"></a>При проведении оценки критической температуры теплового взрыва от протекания неуправляемых реакций в условиях тепловых потерь в окружающую среду (рекомендации по проведению приведены в [приложении N 4](#p100144) к настоящему Руководству по безопасности) рекомендуется:
<a id="p100069"></a>рассчитать изменение температуры веществ в сорбционной системе в течение времени протекания неуправляемых реакций для данных условий тепловых потерь в окружающую среду при различных начальных температурах;
<a id="p100070"></a>учесть вклад и значимость составляющих теплового баланса при проведении расчета: теплового эффекта неуправляемых реакций; тепловыделения в результате радиоактивного распада радионуклидов; эндотермических эффектов физических и химических процессов, сопровождающих протекание неуправляемых реакций; количества тепла, передающегося в объеме технологической среды в процессе протекания неуправляемых реакций; тепловых потерь в окружающую среду;
<a id="p100071"></a>обосновать применимость принятых составляющих и значений параметров уравнения теплового баланса, начальных и граничных условий протекания неуправляемых реакций;
<a id="p100072"></a>определить критическую температуру теплового взрыва по рассчитанным зависимостям;
<a id="p100073"></a>рассчитать объем и возможное давление газообразных продуктов реакций, соответствующие достигаемым за время операции температуре и глубине превращения для условий открытого и закрытого аппарата (сорбционной колонны), если температура проведения технологической операции (стенки сорбционной колонны) ниже критической температуры теплового взрыва;
<a id="p100074"></a>оценить достигаемую за время проведения технологической операции концентрацию горючих газов в свободном объеме аппарата;
<a id="p100075"></a>перейти к проведению оценки по [пункту 10.7](#p100082), если температура проведения технологической операции (стенки сорбционной колонны) ниже критической температуры теплового взрыва, а достигаемые за время осуществления операции такие параметры, как температура, объем и давление (в случае возможной герметизации колонны) газообразных продуктов, концентрация горючих газов, меньше установленных пределов безопасной эксплуатации для сорбционной системы по соответствующим параметрам, если нет - перейти к проведению оценки по [пункту 10.6](#p100076).


#### <a id="p100076"></a>10.6. Оценка периода индукции теплового взрыва от протекания в сорбционной системе неуправляемых реакций в условиях тепловых потерь в окружающую среду


<a id="p100077"></a>При проведении оценки периода индукции теплового взрыва от протекания в сорбционной системе неуправляемых реакций в условиях тепловых потерь в окружающую среду (рекомендации по проведению приведены в [приложении N 5](#p100186) к настоящему Руководству по безопасности) рекомендуется:
<a id="p100078"></a>определить период индукции теплового взрыва по рассчитанной зависимости изменения температуры веществ в сорбционной колонне в течение времени протекания неуправляемых реакций для данных условий тепловых потерь в окружающую среду;
<a id="p100079"></a>рассчитать объем и возможное давление газообразных продуктов неуправляемых реакций, соответствующие достигаемым за время операции температуре и глубине превращения для условий открытого и закрытого аппарата (сорбционной колонны);
<a id="p100080"></a>оценить достигаемую за время проведения технологической операции концентрацию горючих газов в свободном объеме аппарата;
<a id="p100081"></a>перейти к проведению оценки по [пункту 10.7](#p100082), если определенное значение периода индукции больше времени осуществления технологической операции в сорбционной системе, а достигаемые за время осуществления операции такие параметры, как температура, объем и давление (в случае возможной герметизации колонны) газообразных продуктов, концентрация горючих газов, меньше установленных пределов безопасной эксплуатации для сорбционной системы по соответствующим параметрам, если нет - считать сорбционную систему взрывопожароопасной и принять меры по предотвращению ее взрывопожароопасности.


#### <a id="p100082"></a>10.7. Оценка влияния отклонений параметров технологического процесса на взрывопожароопасность сорбционных систем


<a id="p100083"></a>При проведении оценки влияния отклонений параметров технологического процесса на взрывопожароопасность сорбционных систем (рекомендации по проведению приведены в [приложении N 6](#p100196) к настоящему Руководству по безопасности) рекомендуется:
<a id="p100084"></a>сформировать перечень возможных отклонений параметров технологического процесса на основании опыта эксплуатации сорбционной системы, в состав которой входит рассматриваемый технологический процесс, анализа отклонений для аналогичных технологических процессов, консервативных предположений по отказу систем (элементов);
<a id="p100085"></a>обратить особое внимание на отклонения параметров системы от параметров нормальной эксплуатации, приводящие к образованию нерассмотренных потенциально опасных веществ и материалов; к таким отклонениям в том числе следует отнести: растворы с повышенной кислотностью; радиогенные источники тепла повышенной интенсивности; ошибки в последовательности и/или в составе исходных/дозируемых компонентов; частичное или полное осушение сорбентов;
<a id="p100086"></a>рассмотреть влияние единичных и множественных отклонений параметров технологического процесса от параметров нормальной эксплуатации на безопасность сорбционной системы и составить перечень сценариев возникновения неуправляемых реакций, достижения концентрации горючих газов и других параметров процесса пределов безопасной эксплуатации, перечень принимаемых организационно-технических мер, предотвращающих реализацию аварийных сценариев.





<a id="p100087"></a>Приложение N 1
к руководству по безопасности
при использовании атомной энергии "Оценка
взрывопожароопасности сорбционных систем
при переработке отработавшего ядерного
топлива", утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г.

<a id="p100088"></a>**ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ**

<a id="p100089"></a>В целях настоящего Руководства по безопасности используются следующие термины и определения:
<a id="p100090"></a>Сорбционная система - совокупность элементов, предназначенная для выполнения функции разделения/очистки технологических сред сорбционным методом.
<a id="p100091"></a>Критическая температура теплового взрыва Tкр - температура окружающей среды, при которой для сорбционной колонны заданной формы и размеров при заданных условиях теплообмена с окружающей средой происходит переход от безвзрывного к взрывному режиму протекания экзотермической реакции (тепловому взрыву).
<a id="p100092"></a>Период индукции адиабатического теплового взрыва $\tau_{\text{ад}}$ - промежуток времени с начала реакции, протекающей в технологической среде, находящейся в адиабатических условиях, до момента, когда скорость реакции достигает наибольшего значения.
<a id="p100093"></a>Период индукции теплового взрыва $\tau_{\text{инд}}$ - промежуток времени с начала реакции в технологической среде до момента, когда скорость изменения максимальной температуры в сорбционной колонне достигает наибольшего значения.





<a id="p100094"></a>Приложение N 2
к руководству по безопасности
при использовании атомной энергии "Оценка
взрывопожароопасности сорбционных систем
при переработке отработавшего ядерного
топлива", утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г.

<a id="p100095"></a>**СХЕМА**
**ПРОВЕДЕНИЯ ОЦЕНКИ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОСТИ СОРБЦИОННЫХ СИСТЕМ,**
**ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ**
**ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА**


```text
            ┌──────────────────────────────────────────────>│
            │                                ┌──────────────┴─────────────┐
            │                                │   Выявление потенциально   │
            │                                │опасных веществ и материалов│
            │                                └──────────────┬─────────────┘
  ┌─────────┴───────────┐                      ┌────────────┴───────────┐
  │ Выявление возможных │                      │  Определение T   и V   │
  │     отклонений      │                      │               ад       │
  └─────────┬───────────┘                      └────────────┬───────────┘
            │                                           ────┴───
            │                                         /          \
            │                                        /            \
            │                                    да /  T    ~ T    \
            │         ┌─────────────────────────────\   в-в    ад  /
            │         │                              \  П < ПБЭ   /
            │         │                               \          /
            │         │                                 ────┬───
            │         │                                     │нет
            │         │                         ┌───────────┴─────────┐
            │         │                         │  Определение тау    │
            │         │                         │                 ад  │
            │         │                         └───────────┬─────────┘
            │         │                                 ────┴────
            │         │                               /           \
            │         │                              /             \
            │         │                          да / тау   < тау   \
            │         ├─────────────────────────────\    оп      ад /
            │         │                              \   П < ПБЭ   /
            │         │                               \           /
            │         │                                 ────┬────
            │         │                                     │нет
            │         │                         ┌───────────┴─────────┐
            │         │                         │   Определение T     │
            │         │                         │                кр   │
            │         │                         └───────────┬─────────┘
            │         │                                 ────┴────
            │         │                               /           \
            │         │                              /             \
            │         │                          да /   T   < T     \
            │         ├─────────────────────────────\    оп    кр   /
            │         │                              \   П < ПБЭ   /
            │         │                               \           /
            │         │                                 ────┬────
            │         │                                     │нет
            │         │                         ┌───────────┴─────────┐
            │         │                         │ Определение тау     │
            │         │                         │                инд  │
            │         │                         └───────────┬─────────┘
            │         │                                 ────┴────
            │         │                               /           \
            │         │                              /             \
            │         │                          да /тау   < тау    \
            │         ├─────────────────────────────\   оп      инд /
            │         │                              \   П < ПБЭ   /
            │         │                               \           /
            │         │                                 ────┬────
            │         │                                     │нет
      ┌─────┴─────────┴────────────┐         ┌──────────────┴─────────────┐
      │    Сорбционная система     │         │    Сорбционная система     │
      │   взрывопожаробезопасна    │         │    взрывопожароопасна      │
      └────────────────────────────┘         └────────────────────────────┘
```


<a id="p100110"></a>Примечание.
<a id="p100111"></a>Tв-в - температура веществ в сорбционной системе; Tад - адиабатическая температура веществ в сорбционной системе после протекания неуправляемых реакций; V - объем газообразных продуктов неуправляемых реакций; П - параметры процесса, достигаемые за время операции; ПБЭ - пределы безопасной эксплуатации; $\tau_{\text{оп}}$ - время осуществления операции; $\tau_{\text{ад}}$ - период индукции адиабатического теплового взрыва; Tоп - температура окружающей среды (стенки колонны); Tкр - критическая температура теплового взрыва; $\tau_{\text{инд}}$ - период индукции теплового взрыва.





<a id="p100112"></a>Приложение N 3
к руководству по безопасности
при использовании атомной энергии "Оценка
взрывопожароопасности сорбционных систем
при переработке отработавшего ядерного
топлива", утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г.

<a id="p100113"></a>**РЕКОМЕНДАЦИИ**
**ПО ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ АДИАБАТИЧЕСКОГО (МИНИМАЛЬНО**
**ВОЗМОЖНОГО) ПЕРИОДА ИНДУКЦИИ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ОТ ПРОТЕКАНИЯ**
**В СОРБЦИОННОЙ СИСТЕМЕ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ РЕАКЦИЙ**


#### <a id="p100114"></a>Исходные данные


<a id="p100115"></a>Цель: оценить безопасность операции ожидания подачи раствора в сорбционную колонну, осуществляемой при температуре 70 °C в течение 6 часов.
<a id="p100116"></a>Сорбционная колонна общим объемом 1 м3 на <sub>80</sub>% заполонена сорбентом, содержащим нитратные группы.
<a id="p100117"></a>Операция проводится при атмосферном давлении, обеспечен свободный отход газов со скоростью 0,01 м3 с-1.
<a id="p100118"></a>Для операции установлены следующие пределы безопасной эксплуатации - T = 80 °C и P = 6 атм;
<a id="p100119"></a>Теплоемкость сорбента (Cр, уд) равна 2 кДж кг-1.
<a id="p100120"></a>Плотность сорбента $(\rho)$ равна 1000 кг м-3.
<a id="p100121"></a>Максимальный тепловой эффект разложения (Qуд) равен 1500 кДж кг-1.
<a id="p100122"></a>Удельный объем газообразных продуктов (Vуд) равен 1 м3 кг-1 (при нормальных условиях).
<a id="p100123"></a>Скоростью выделения радиолитического водорода можно пренебречь.


#### <a id="p100124"></a>Проведение оценки


<a id="p100125"></a>На основе экспериментальных данных определено, что для указанного сорбента скорость тепловыделения (q, кДж кг-1 с-1) описывается уравнением:

<a id="p100126"></a>, (1)

<a id="p100127"></a>где:
<a id="p100128"></a>k<sub>0</sub> - предэкспоненциальный множитель (с-1);
<a id="p100129"></a>Eа - энергия активации (Дж моль-1);
<a id="p100130"></a>R - универсальная газовая постоянная (Дж моль-1 К-1);
<a id="p100131"></a>T - температура веществ (К); $\alpha$ - глубина превращения;
<a id="p100132"></a>при следующих параметрах уравнения:
<a id="p100133"></a>k<sub>0</sub> = 19,6 · 1010 с-1; Eа = 120 · 103 Дж моль-1.
<a id="p100134"></a>Изменение температуры веществ во времени можно рассчитать исходя из следующего уравнения:

<a id="p100135"></a> $\frac{dT}{d\tau} = \frac{q}{C_{\text{р},\text{уд}}}$ , (2)

<a id="p100136"></a>где $\tau$ - время (с).
<a id="p100137"></a>Численное решение данного уравнения при начальной температуре, равной T0, представлено на рис. 1.

 ![Проведение оценки](https://i.bukva.ai/TFBfeJ0Y/img_0.png) 

<a id="p100138"></a>Рис. 1. Изменение температуры веществ во времени
в адиабатических условиях

<a id="p100139"></a>Определенный период индукции адиабатического теплового взрыва равен 30 часам. За время операции в 6 часов в адиабатических условиях достигается температура в 72 °C, глубина превращения составляет 2,7 · 10-3 (0,27%), максимальная скорость изменения глубины превращения составляет 1,3 · 10-7 с-1 (1,3 · 10-5 с-1). Это соответствует объему газов для всей загрузки 2,2 м3 (при нормальных условиях), или 2,8 м3 (при T = 72 °C) и 1,07 · 10-4 м3 с-1 (при нормальных условиях), или 1,35 · 10-4 м3 с-1 (при T = 72 °C) соответственно. Поскольку свободный объем колонны равен 0,2 м3, возможное избыточное давление в случае герметизации колонны, оцененное по уравнению для идеальных газов, составляет 11 атм.


#### <a id="p100140"></a>Выводы


<a id="p100141"></a>Если герметизация колонны невозможна, данная сорбционная система в указанных условиях является взрывопожаробезопасной, поскольку время проведения процесса значительно меньше оцененного периода индукции адиабатического теплового взрыва и за время проведения процесса пределы безопасной эксплуатации для сорбционной системы не будут нарушены.
<a id="p100142"></a>Если возможна герметизация колонны, вывод о безопасности сорбционной системы сделать нельзя, поскольку будет нарушен предел безопасной эксплуатации по давлению для данной сорбционной системы.





<a id="p100143"></a>Приложение N 4
к руководству по безопасности
при использовании атомной энергии "Оценка
взрывопожароопасности сорбционных систем
при переработке отработавшего ядерного
топлива", утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г.

<a id="p100144"></a>**РЕКОМЕНДАЦИИ**
**ПО ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОВОГО**
**ВЗРЫВА ОТ ПРОТЕКАНИЯ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ РЕАКЦИЙ В УСЛОВИЯХ**
**ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ**


#### <a id="p100145"></a>Исходные данные


<a id="p100146"></a>Цель: оценить безопасность операции ожидания подачи раствора в сорбционную колонну, осуществляемой при температуре 70 °C в течение 6 часов.
<a id="p100147"></a>Сорбционная колонна внутренним диаметром 20 см заполнена сорбентом, содержащим нитратные группы и равномерно распределенный радиогенный источник тепла. Общий объем загрузки колонны составляет 0,06 м3.
<a id="p100148"></a>Теплоемкость сорбента () равна 2 кДж кг-1.
<a id="p100149"></a>Плотность сорбента $(\rho)$ равна 1000 кг м-3.
<a id="p100150"></a>Коэффициент теплопроводности технологической среды $(\lambda)$ равен 0,6 · 10-3 кДж м-1 К-1 с-1.
<a id="p100151"></a>Максимальные тепловой эффект разложения (Qуд) равен 1500 кДж кг-1.
<a id="p100152"></a>Скоростью выделения радиолитического водорода можно пренебречь.


#### <a id="p100153"></a>Проведение оценки


<a id="p100154"></a>На основе экспериментальных данных определено, что для указанного сорбента скорость тепловыделения (q, кДж кг-1 с-1) описывается уравнением:

<a id="p100155"></a> $q = k_{0}e^{\frac{- E_{\text{а}}}{RT}} (1 - \alpha)Q_{\text{уд}} + q_{rad}$ , (1)

<a id="p100156"></a>где:
<a id="p100157"></a>k0 - предэкспоненциальный множитель (с-1);
<a id="p100158"></a>Eа - энергия активации (Дж моль-1);
<a id="p100159"></a>R - универсальная газовая постоянная (Дж моль-1 К-1);
<a id="p100160"></a>T - температура веществ (К);
<a id="p100161"></a> $\alpha$ - глубина превращения.
<a id="p100162"></a>При следующих параметрах уравнения:
<a id="p100163"></a>k0 = 19,6 · 1010 с-1; Eа = 120 · 103 Дж моль-1; qrad = 1 · 10-2 кДж кг-1 с-1.
<a id="p100164"></a>Изменение температуры веществ во времени можно рассчитать исходя из следующего уравнения:

<a id="p100165"></a>. (2)

<a id="p100166"></a>При изменении начальных условий по температуре сорбента и стенке колонны при неизменных остальных начальных и граничных условиях рассчитывается температура, при которой происходит переход от безвзрывного к взрывному режиму протекания экзотермической реакции. Результаты расчета максимальной температуры на центральной оси колонны приведены на [рис. 1](#p100181) для следующих граничных и начальных условий:
<a id="p100167"></a>граничные условия на оси колонны (для цилиндрических координат):

<a id="p100168"></a> $\frac{\partial T}{\partial n_{r = 0}} = 0$ (3),

<a id="p100169"></a>граничные условия на боковой поверхности:

<a id="p100170"></a> $- \lambda \frac{\partial T}{\partial n_{r = R_{\text{кол}}}} = \alpha(T_{\text{ст}} - T)$ (4),

<a id="p100171"></a>граничные условия на торцах слоя сорбента:

<a id="p100172"></a> $\frac{\partial T}{\partial n_{z = 0}} = 0$ ; $\frac{\partial T}{\partial n_{z = Z}} = 0$ (5),

<a id="p100173"></a>начальные условия:

<a id="p100174"></a> $T_{\tau = 0} = T_{0} = 49$ и 50 °C, (6)

<a id="p100175"></a>где:
<a id="p100176"></a>n - вектор нормали к поверхности в данной точке, м;
<a id="p100177"></a>Rкол - внутренний радиус колонны 0,07 м;
<a id="p100178"></a> $\alpha$ - коэффициент теплоотдачи 0,5 кДж м-2 К-1 с-1;
<a id="p100179"></a>Tст - температура стенки колонны (Tст = T0), К;
<a id="p100180"></a>Zm - высота участка колонны, занятого сорбентом 1,9 м;

 ![Проведение оценки](https://i.bukva.ai/TFBfeJ0Y/img_1.png) 

<a id="p100181"></a>Рис. 1. Изменение максимальной температуры веществ
во времени в колонне

<a id="p100182"></a>Определенная критическая температура теплового взрыва (Tкр) равна 49 °C, что является ниже температуры проведения процесса.


#### <a id="p100183"></a>Выводы


<a id="p100184"></a>Вывод о безопасности сорбционной системы сделать нельзя, поскольку температура проведения процесса выше критической температуры теплового взрыва. Следует провести этап оценки периода индукции теплового взрыва от протекания в сорбционной системе неуправляемых реакций в условиях тепловых потерь в окружающую среду.





<a id="p100185"></a>Приложение N 5
к руководству по безопасности
при использовании атомной энергии "Оценка
взрывопожароопасности сорбционных систем
при переработке отработавшего ядерного
топлива", утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г.

<a id="p100186"></a>**РЕКОМЕНДАЦИИ**
**ПО ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ ПЕРИОДА ИНДУКЦИИ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА**
**ОТ ПРОТЕКАНИЯ В СОРБЦИОННОЙ СИСТЕМЕ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ РЕАКЦИЙ**
**В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ**


#### <a id="p100187"></a>Исходные данные


<a id="p100188"></a>Аналогичны исходным данным [приложения N 4](#p100144).


#### <a id="p100189"></a>Проведение оценки


<a id="p100190"></a>Численно решив [уравнение (2)](#p100165) приложения N 4 с такими же граничными условиями, но с начальными условиями по температуре, равной температуре проведения процесса (T0 = 70 °C), получается следующая зависимость максимальной температуры внутри колонны от времени (рис. 1).

 ![Проведение оценки](https://i.bukva.ai/TFBfeJ0Y/img_2.png) 

<a id="p100191"></a>Рис. 1. Изменение максимальной температуры веществ
во времени в колонне

<a id="p100192"></a>Результаты расчета показывают, что период индукции теплового взрыва $(\tau_{\text{инд}} = 3\text{часа})$ меньше планируемого времени проведения процесса $(\tau_{\text{оп}} = 6\text{часов})$ . Оцененный вклад дополнительных теплопотерь не приводит к ощутимому увеличению периода индукции теплового взрыва.


#### <a id="p100193"></a>Выводы


<a id="p100194"></a>Следует считать сорбционную систему взрывопожароопасной и принять меры по предотвращению ее взрывопожароопасности, поскольку полученное значение периода индукции меньше времени осуществления технологической операции в сорбционной системе.





<a id="p100195"></a>Приложение N 6
к руководству по безопасности
при использовании атомной энергии "Оценка
взрывопожароопасности сорбционных систем
при переработке отработавшего ядерного
топлива", утвержденному приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от "__" __________ 20__ г.

<a id="p100196"></a>**РЕКОМЕНДАЦИИ**
**ПО ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ**
**ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОСТЬ**
**СОРБЦИОННЫХ СИСТЕМ**


#### <a id="p100197"></a>Исходные данные


<a id="p100198"></a>Аналогичны исходным данным [приложения N 3](#p100113).
<a id="p100199"></a>Цель: оценить отклонение температуры процесса на 5 °C в сторону увеличения.


#### <a id="p100200"></a>Проведение оценки


<a id="p100201"></a>Проведенный расчет по [уравнению 2](#p100135) приложения N 3 для начальной температуры процесса, равной 70 + 5 °C, дает следующие результаты (рис. 1).

 ![Проведение оценки](https://i.bukva.ai/TFBfeJ0Y/img_3.png) 

<a id="p100202"></a>Рис. 1. Изменение температуры веществ во времени
в адиабатических условиях

<a id="p100203"></a>Определенный период индукции адиабатического теплового взрыва равен 17,1 часа. За время операции в 6 часов в адиабатических условиях достигается температура в 79 °C. Пределы безопасной эксплуатации нарушены не будут.


#### <a id="p100204"></a>Выводы


<a id="p100205"></a>Рассмотренный случай единичного отклонения параметра процесса не приводит к существенному снижению безопасности, пределы безопасной эксплуатации не нарушаются.



<a id="p100206"></a>

---