Çernobil Kemeri ve CIGEO Projesi, yangın modellemelerinden yangın risk analizi, ısı ve duman atım modelleri, yangın yayılım modelleri, yapısal davranış modelleri vb. yangın güvenlik mühendisliği modellerinin uygulandığı iki özel nükleer proje örneğidir.
Chernobyl Nükleer Enerji Santrali
Chernobyl Nükleer Enerji Santrali’nin korunması için inşa edilecek koruma kemerinin yangın dayanımını belirlemek amacıyla yangın güvenlik mühendisliği çalışmaları yürütülmüştür. Proje, Chernobyl Nükleer Enerji Santrali ünite 4’ü örtecek bir çelik kemer yapılmasını içermektedir. Koruma kemeri projesi, ömrü 200 senenin üzerinde olacak şekilde çalışacak, tesisin demontajı ve sökümü esnasında radyoaktif parçacıkları içeride tutacak ve atmosfer etkilerine karşı üniteyi koruyacak bir yapı oluşturmak üzere geliştirilmiştir.
2010 yılında, mevcut bina (Türbin Holü ve Havadan Arındırma Tesisi) üzerindeki çatının üstünde bulunan bitümlü kaplamanın yanmasıyla oluşacak gerçek yangın senaryosu durumu için bir modelleme çalışması yapılarak, NSC çelik kemer yapısının yangın esnasındaki güvenilirliğini kontrol edilmiştir.
Proje için EFECTIS ve IETP (Ukrayna Milli Bilim Akademisi Termofizik Mühendisliği Enstitüsü) arasında bir benchmark çalışması oluşturularak, yangın yayılımı ve ısıl yük hesaplama metodolojieri ve yazılımı ortaklaşa analiz edilmiş ve her iki mühendislik çalışmasının da çok yakın ve ortak sonuca ulaşan sonuçları olduğu görülmüştür.
Aynı yaklaşım, mekanik yük ve yapısal davranış hesaplamaları için başarıyla ilgili Ukrayna enstitüsü URDISC ile ortaklaşa uygulanmıştır. Tüm çalışma detayı ve sonuçları Ukrayna otoriteleri (özel olarak yetkili kurum olan Devlet Yangın Güvenlik Departmanı) tarafından onaylanmış ve Ukrayna’lı uzmanlarla paylaşılmıştır.
Chernobyl NPP ünite 4 Nükleer Güvenlik Koruma Kemeri
Şekil: Chernobyl NPP ünite 4 Nükleer Güvenlik Koruma Kemeri çelik yapısı yangın güvenlik davranışı modellemesi – yapı yüksekliği 100 m., genişliği 200 m. ve uzunluğu 800 m.’dir. (a) Konfigürasyon – (b) Akışkan sıcaklıkları – (c) Yangın yükü altında yapı deplasmanı
CIGEO Projesi
ANDRA, Fransa Radyoaktif Atık Yönetimi Ajansı’dır ve temel görevlerinden biri de tüketilmiş radyoaktif yakıtların, yüksek seviye (HL) ve orta seviye uzun ömürlü (IL-LL) radyoaktif atıkların derin jeolojik atık depolaması projesi olan CIGEO projesinin tanımlanması ve yürütülmesidir. ANDRA çalışmalarının amacı, uzun vadeli operasyonel güvenliğin ve depoloma tersinirliğinin sağlanabilmesidir.
2012 yılında, proje endüstriyel tasarım aşamasına girmiştir. CIGEO için operasyonel alanlarda ve inşaat sahasında hem nükleer güvenlik ve hem de çalışanların ve müdahale ekiplerinin güvenliğini kapsamak üzere yangın güvenliği temel sorunlardan bazılarını teşkil etmektedir.
Şekil: CIGEO Radyoaktif atık depoloma alanının yangın risk analizi ve yangın güvenlik tasarımı örnekleri
2012’deki proje hazırlık safhasında, tasarımın bütünsel mimari yapısı, operasyonel yaklaşımlar, ekipman ve şantiye yönetimi, inşaat süre ve bütçesi belirlenmiş bulunmaktaydı. Yangın riskleri taşıyan konularda ise, mimari ve elektromekanik proje çalışmaları temel ihtiyaçları belirlemiş, yangın risklerini kontrol altında tutabilmek ve bölümlendirme ve ısı/duman boşaltımı ve havalandırma için metotlar geliştirilebilmiştir.
2014 yılında 4 yıllık bir projeyle, tasarımın yangın risk değerlendirmesinin kontrol edilip doğrulanarak son haline getirilmesini sağlama ve onaylama süreci başlamıştır. Onay süreci sonrasında 2019-2020 yılları arasında inşaat süreci başlayacak ve 2025 içerisinde Cigéo Andra tesisi devreye alınacaktır.
Efectis’in bu projeye katkısı, tünellerin, madenlerin ve nükleer tesislerin de yangın davranışlarını dikkate almak ve çözümlemek üzere; yangın risk analizi, yangın esnasında duman atımı ve havalandırma, CFD (hesaplamalı akışkanlar mekaniği) ve FEM (sonlu elemanlar modellemesi) yazılımları kullanılarak yangın gelişim modellemesi, yapıların yapısal davranış modelleri ve çökme modları, aktif yangın güvenlik sistemlerinin çalışma performans modellemeleri gibi çok detaylı ve kapsamlı bir yangın güvenlik mühendisliği uygulamasıdır.
Modellemeler haricinde, nükleer atık beton koruma yapılarının yangın esnasında etkinliğini belirlemek üzere laboratuvarda gerçekleştirilecek tam boyutlu yangın dayanım testleri de geliştirilmiş ve sonrasında da uygulanmıştır.
Proje çalışması devam etmekte olup, çalışma esnasında ve sonucunda tasarım gerçek yangın senaryolarına göre yangın riskleri güncellenerek tasarım revizyonları gerçekleştirilmektedir.
Sonuç
Yangın güvenlik mühendisliği, özellikle nükleer tesisler gibi mevzuat şartlarını uygulamanın tek başına kafi gelmediği yüksek riskli ve kompleks yapılarda, performans temelli yaklaşım alternatifi oluşturarak, proje sahibi, işletmeci, tasarımcı, müteahhit ve malzeme/sistem üreticileri için, günümüz gelişmiş yangın güvenlik test metotları ve modelleme opsiyonları sayesinde hem daha güvenli, hem de sürekliliği yönetilebilir tasarımlar ve yapılar ortaya çıkmasını sağlamaktadır.
Ancak, yangın güvenlik mühendisliği uygulamalarının da temel bir dezavantajı bulunmaktadır; komplekslik ve uygulama zorluğu. Bu nedenle, yangın gibi kamu güvenliği ve toplum sağlığını ilgilendiren teml bir risk kategorisi için yapılacak hesap, modelleme, analiz, test ve doğrulama/belgelendirme çalışmalarının mutlaka konusunda ehil, yetkin ve akredite üçüncü taraf örgütlerince gerçekleştirilmesi gerekmektedir.
Kaynak: İlker İBİK, Uçak Mühendisi
