火模型&电缆选择/电路分析

火模型Background

火灾分析是评估核(及其他)设施风险的关键组成部分。 它是要求的一部分 概率风险评估(防火PRA).

福斯克&Associates,LLC(FAI)使用我们自己的内部软件和广泛使用的公共领域工具对核设施和工业设施进行详细的火灾建模。 我们在模型开发,验证,参与国际演习以及应用于核电站和燃料循环设施方面拥有十多年的经验。 因为我们已经开发并基准化了自己的模型,所以我们了解了公共领域工具的优点和局限性,因此我们可以正确地判断结果在各个方案中的适用性以及建模不确定性的影响。

消防建模服务包括:

  • 下厂以确定漏洞和场景
  • 使用简化工具确定火灾建模范围
  • 使用公共领域工具进行详细的火灾建模:FDS,CFAST
  • 使用内部工具进行详细的火灾建模: 命运TM值 
  • 电路故障分析和电缆选择
  • 整合火灾建模和风险评估 
Logic for Selection of 火模型Software
FDS 命运TM值 CFAST
公共领域差价合约 固定资产投资开发& licensed 核 QA 公共领域“区域”
最复杂 “中等复杂度” 最少复杂
预期最适合复杂的流动模式和温度曲线 最适合多房间情况,比空气重并跟踪放射性& toxic aerosols 适用于一两个房间的快速建模
即将推出改进的目标模型,不适用于多个房间 目标模型类似于FDS,区域与多维目标混合 无气雾能力

From the U.S. perspective, 消防PRA方法论 由EPRI和NRC共同创建的关键文档(EPRI-1011989,NUREG / CR-6850)概述了该文档。 Tasks 8 and 11 pertain to fire modeling and cover scoping and detailed modeling respectively.

火灾建模场景定义

定义火灾建模方案意味着选择可能损坏或着火的初始点火源目标,房间的几何形状和细节。 点火源,目标和其他障碍物之间的关系;流路的几何形状;门和通风口的配置可能会随时间而变化;以及工程设计系统的影响,例如强制流动和防火。

火灾建模软件选择挑战

在实践中使用了三个基本级别的建模软件。 挑战的实质是没有单一的方法是完美的,因此在实践中,对于给定的应用程序,通常按照复杂性的顺序遵循所有这三种方法。

  1. 作用域模型 这是通常在电子表格中呈现的简单方程式。 
  2. 区域模型考虑了“罐和管”的几何形状,并带有燃烧产物“烟熏层”,并且烟尘覆盖在“较低的空气层”上。 
  3. CFD(计算流体动力学)模型,可以解决多维温度和成分的详细分布。

火灾建模场景模型和输入

“情景模型和输入”是指定义来自可燃物的放热率(HRR)历史的详细信息,适当的峰值HRR和生长和衰减特征,定义房间的几何形状,火灾,目标和其他障碍的详细信息热解特性的定义,定义,影响传播潜力的因素以及工程系统性能的定义。

结果的火情模型解释

从火灾模拟结果中得出结论的主要挑战只是您如何知道结果是正确的,保守的还是非保守的? 通过分析人员的经验和对用于验证火灾模型的实验数据的熟悉程度,可以应对这一挑战。 分析人员必须了解实验配置和方案与正在建模的工厂配置和方案之间的异同。

消防建模专家& SOLUTIONS

福斯克&Associates,LLC(FAI)提供与火灾建模有关的全方位服务。 攻击级别包括支持全火的建模 PRA,建模以支持安全关机分析;一个“分类计划”,以确定火灾建模在哪里肯定可以解决问题,可以潜在地解决问题或不能实际提供收益;或在给定工厂特定信息状态的情况下制定管理计划来确定与此类工作相关的实际成本和时间表。

电缆选择和电路分析

从美国的角度来看, 消防PRA方法论 由EPRI和NRC共同创建的关键文档(EPRI-1011989,NUREG / CR-6850)概述了该文档。 此处按照实际应用中的工作流程顺序讨论了应用电缆选择和电路分析方法时遇到的挑战。

与PRA /风险模型的接口

PRA/风险模型量化组件之间的逻辑依赖性以及故障是否传播。 挑战之一是确保风险模型中使用的组件与电路分析的组件之间集体详尽,细致,一一对应。 最初为安全停机分析创建的风险模型可能需要针对以下情况进行修订: PRA,例如包括更多的组件并考虑成功的多条路径。 当在风险模型的“或”门中考虑多个组件时,电路分析和电缆布线需要能够揭示任何共模故障/依赖性,例如,两个组件共享电源或电缆共享布线的情况。 接口挑战也与电路分析的边界问题有关。

安全功能

主要挑战是确定给定设备的所有必需安全功能。 例如,启动失败和运行失败(继续运行)都是泵和柴油机的典型故障模式。 可能需要具有打开和关闭阀门的能力。 风险模型应该在设备列表中明确考虑支持设备(例如房间冷却器),或者需要为每台支持设备形成文件化的解决方法。

电缆选择

电缆选择的主要挑战是必备信息的质量和形式。 电缆数据的格式可以从理想的先决条件,合格的电子数据库(在房间级别关联设备,电缆和布线)到完全没有电子数据的“噩梦”场景中变化。 即使存在数据库,我们也看到电缆仅在设备终止时才与设备关联的情况,因此对设备的查询会产生不完整的电缆列表。 同样,我们看到了设备电路图上未提供电缆编号的情况,需要在文档中进行单独查找。 最重要的是,理想的先决条件电子数据表格的例外补救成本很高。

电路分析的边界

“分析边界”挑战与电路分析策略和文档状态相关。 一个示例是如何量化成功的多种途径,并选择允许自动操作,控制室中的操作员操作和/或手动本地操作。 另一个例子是配电系统必须被很好地理解,以便为组件分析划清界限。

电路分析问题

分析问题的挑战通常与分析策略和文档状态有关。 一个示例是如何量化成功的多种途径,并选择允许自动操作,控制室中的操作员操作和/或手动本地操作。 另一个例子是配电系统必须被很好地理解,以便为组件分析划清界限。

电缆选择专家/解决方案

FAI拥有丰富的经验和专业知识,可提供与电缆选择和研究有关的全方位服务,以确定先决条件信息的质量,从而创建管理计划和时间表以生成用于此类研究的合格数据。 

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