×
01.08.2019
219.017.bb42

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство локализации кориума ядерного реактора водо-водяного типа

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к системе безопасности атомных электростанций (АЭС) с ядерными реакторами водо-водяного типа (ВВЭР), а именно к устройствам для локализации и охлаждения расплавленного кориума при аварийном выходе его за пределы корпуса реактора при тяжелых авариях с нарушением охлаждения и плавлением активной зоны. Устройство содержит размещенную в бетонной шахте реактора предловушку с жертвенным и защитным материалами, примыкающее к бетонной шахте помещение растекания с расположенными на его полу последовательно сверху вниз слоями жертвенного, стального и защитного материалов, канал с проплавляемой заглушкой, выполненный в бетонной стенке шахты и сообщающий предловушку с помещением растекания. Заглушка размещена со стороны предловушки и представляет собой часть стенки бетонной шахты, толщина указанной части определена с учетом времени перемещения расплава кориума в предловушку и с учетом скорости взаимодействия расплава кориума и жертвенного материала с указанной частью стенки бетонной шахты. Жертвенный материал изготовлен по бетонной технологии с минимальным содержанием воды. Техническим результатом является обеспечение возможности монтажа на модернизируемых АЭС с реакторами водо-водяного типа без изменения конструкции реакторной установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Техническое решение относится к ядерной энергетике, конкретно к системам безопасности атомных электростанций (АЭС) с ядерными реакторами водо-водяного типа (ВВЭР), а именно, к устройствам для локализации и охлаждения расплавленного кориума при аварийном выходе его за пределы корпуса реактора при тяжелых авариях с нарушением охлаждения и плавлением активной зоны.

Развитие ядерной энергетики, основой которой являются ВВЭР, требует комплексного обеспечения безопасности АЭС. Наибольшую радиационную опасность представляют аварии с расплавлением активной зоны, которые могут происходить при множественных отказах систем ее охлаждения. При таких авариях расплав активной зоны - кориум, расплавляя внутриреакторные конструкции и корпус реактора, вытекает за его пределы, и вследствие сохраняющегося в нем остаточного тепловыделения может нарушить целостность защитной оболочки контейнмента АЭС - последнего барьера, препятствующего распространению радиоактивных продуктов в окружающую среду. Для предотвращения этого необходимо локализовать вытекший кориум и обеспечить его непрерывное охлаждение вплоть до полной кристаллизации. Эту функцию выполняют системы локализации и охлаждения расплава активной зоны реактора (кориума), которые предотвращают повреждение защитной оболочки контейнмента АЭС и тем самым защищают население и окружающую среду от радиационного воздействия при тяжелых авариях ядерных реакторов.

Известны несколько путей защиты от выхода кориума из контейнмента. Так, в Швеции [Safety against Releases in Severe Accidents. Final Report of the Nordic Nuclear Safety Research Project RAK-2. NKS(97)FR2. ISBN 87-7893-022-7. Edited by I. Lindholm, O. Berg, E. Nonbol. December 1997] для реакторов с кипящим теплоносителем предложено размещать под реактором в шахте бассейн, заполненный водой. Однако при этом существует опасность разрушения защитной оболочки контейнмента в результате парового взрыва, возникающего при падении расплава в воду.

В техническом решении по патенту US №3702802 (опубл. 14.11.1972) предложено поместить под реактором заслон из материала на основе базальта, который разбавляет кориум. По мнению авторов решения, это понижает температуру расплава и предотвращает его выход из подреакторного пространства бетонной шахты реактора. Однако это может только замедлить процесс распространения кориума, поскольку располагаемый для загрузки базальта объем бетонной шахты ограничен. Кроме того, в системе компонентов кориума и SiO2 (SiO2 - основной компонент базальта) происходит расслаивание двух жидкостей с разным химическим составом, что также ограничивает возможность разбавления кориума.

Известен ряд патентов РФ, где описаны решения, в соответствии с которыми кориум локализуется и захолаживается в водоохлаждаемой ловушке расплава, размещенной в подреакторном пространстве бетонной шахты. Ловушка заполнена крупноячеистыми жертвенными материалами. Назначение последних:

а) защитить стенки ловушки от механических и/или тепловых ударов в момент поступления кориума в подреакторное помещение,

б) обеспечить окисление активных восстановителей кориума окислителями, входящими в состав жертвенных материалов, для того, чтобы минимизировать выход водорода в газовую фазу при последующем охлаждении расплава водой,

в) разбавить кориум более легкими примесями для уменьшения плотности оксидного расплава, что приведет к всплытию оксидного материала над металлическим (так называемую инверсию, обмен положением оксидного и металлического слоев расплава) и этим предотвратить образование водорода при последующей подаче воды на поверхность ванны,

г) обеспечить более эффективное охлаждение разбавленного расплава из-за уменьшения объемного остаточного энерговыделения и существенного уменьшения теплового потока в стенку корпуса реактора.

Так, известно техническое решение по патенту РФ №2165652 (опубл. 20.04.2001), где корпус ловушки выполнен в виде кольцевого теплообменника, который установлен на полу шахты. Защитная ферма под реактором имеет в центре тепловую и радиационную защиту, при этом ферма повторяет профиль днища корпуса реактора и выполнена из связанных между собой радиальных ребер, балок, составных профилей. Жертвенный материал, размещаемый в подреакторном помещении бетонной шахты, представляет собой крупноячеистые перфорированные элементы из легких легкоплавких оксидов (например, из SiO2 или Al2O3) и выполнен в виде Т-образных, прямоугольных, Z-образных, П-образных или фасонных кирпичей, уложенных в замок со смещением в горизонтальной плоскости относительно друг друга. Между крупноячеистыми перфорированными элементами и кольцевым теплообменником установлены защитные экраны, выполненные из тугоплавких элементов в виде керамических пластин, пластин из тугоплавких оксидов, карбидов, пластин из чугуна, стали.

В решении по патенту РФ №2253914 (опубл. 10.06.2005) водоохлаждаемый стальной корпус ловушки выполнен в форме сосуда (ловушка тигельного типа), закрытого сверху тонкостенным стальным листом. Днище корпуса углублено к центру, толщина стенки днища не менее чем на 30% больше толщины боковой стенки корпуса. Между днищем реактора и ловушкой расположен направляющий элемент с бетонным покрытием. Жертвенный материал - разбавитель урансодержащей части кориума - размещен в виде брикетов в стальных оболочках, а брикеты - в стальных блоках. Стальные элементы служат в качестве материала-разбавителя металлической части кориума. Массу материала-разбавителя урансодержащей части кориума определяют из условия обеспечения инверсии урансодержащей и металлической частей кориума и из условия ограничения теплового потока, подводимого к корпусу, допустимым уровнем. Массу материала-разбавителя металлической части кориума определяют из условия ограничения температуры металлической части кориума допустимым уровнем.

Решение по патенту РФ №2514419 (опубл. 27.04.2014) развивает предыдущее изобретение тем, что блоки с брикетами жертвенного материала, частично заполненные бетоном, размещены в несколько горизонтальных слоев, днище нижнего блока идентично по форме днищу корпуса, расположенные над ним блоки имеют центральное отверстие. Масса материала-разбавителя урансодержащей части кориума не меньше максимальной из величин, полученных расчетами для условий обеспечения инверсии расплавов урансодержащей и металлической частей кориума, для условий ограничения теплового потока, подводимого к корпусу, допустимым уровнем и для условия окисления содержащегося в расплаве кориума неокисленного циркония. Также максимальная масса воды в бетоне корпуса не должна превышать 3,5 массовых процента, а в цементном связующем брикетов материала-разбавителя - 8 массовых процентов.

Общим недостатком известных устройств локализации кориума, размещаемых в бетонных шахтах реакторов, является сложность исполнения и размещения жертвенного материала в подреакторном пространстве, а также ограничения по размещению и охлаждению большой массы кориума, которая увеличивается с увеличением мощности реактора, что обусловлено ограниченным объемом подреакторного пространства бетонной шахты. Помимо этого, ограниченный объем подреакторного пространства бетонной шахты увеличивает период полной кристаллизации расплава. Кроме того, необходимость в устройстве локализации кориума существует для повышения безопасности большого числа действующих блоков АЭС, в конструкции которых не предусмотрено наличие данных устройств, и рассмотренные устройства (ловушки) могут быть размещены в бетонной шахте только в процессе сооружения блоков, но не при их модернизации.

Известны устройства локализации кориума, размещаемые вне бетонной шахты реактора.

Устройство такого типа сконструировано для реактора с кипящей водой в США [Т.G. Theofanous, Trac-Nam Dinh. Integration of multiphase science and technology with risk management in nuclear power reactors. Application of the Risk-Oriented Accident Analysis Methodology to the Economic, Simplified Boiling Water Reactor Design // Multiphase Science and Technology. 2008. Vol. 20, No. 2, p. 81-211]. Оно представляет собой систему слабо наклонных к горизонту и расположенных вплотную друг к другу труб, в которых циркулирует охлаждающая вода. В совокупности трубы образуют емкость, в которой происходит локализация и захолаживание кориума, при этом внутренняя поверхность емкости покрыта тугоплавким защитным материалом.

Другим примером устройства такого типа является ловушка кориума для проекта реактора EU-APR1400 (Республика Корея) [V.S. Granovsky, А.А. Sulatsky, V.B. Khabensky et al. Modeling of Melt Retention in EU-APR1400 Ex-Vessel Core Catcher // Proceedings of ICAPP'12, Chicago, USA, June 24-28, 2012. Paper 12348]. Ловушка представляет собой толстостенный стальной короб, внутренняя поверхность которого покрыта жертвенными материалами, назначение которых такое же, как в ловушках тигельного типа. Вода охлаждает короб снаружи и подается на поверхность расплава.

Ряд конструкторских решений, предложенных фирмой Siemens, приведены в описаниях к патенту DE №19512287 (опубл. 08.08.1996) и к заявке DE №4319094 (опубл. 15.12.1994). В заявке DE №4319094 приведена конструкция устройства улавливания расплава, которое применяется для реакторов с водой под давлением, и которое содержит расположенную под реактором предкамеру (предловушку), сообщенную каналом с камерой (помещением) растекания. В канале расположена перегородка (заглушка), которая разрушается расплавом активной зоны через заданный промежуток времени после его поступления в предловушку. Заглушка может, в частности, быть выполнена в виде металлической пластины.

В патенте DE №19512287 (опубл. 08.08.1996) описано устройство удержания кориума при его охлаждении путем растекания по большой площади в помещении растекания, примыкающим к бетонной шахте водо-водяного реактора, с покрытием из огнеупорного (защитного) материала, с последующей подачей воды на поверхность расплава. Охлаждающая вода протекает по трубам, расположенным в слое защитного материала. Устройство оснащено расположенной в бетонной шахте под реактором и выполненной в виде металлического тигля предловушкой - накопителем/сборником кориума, выпуск которого в помещение (камеру) растекания происходит через канал при проплавлении плавкого затвора, расположенного в боковой стенке предловушки. Функции предловушки, канала и камеры растекания, и их конструкция подробно представлены в описании к приведенной выше заявке DE №4319094.

В устройствах удержания кориума, используемых в реакторах с водой под давлением, с целью облегчения растекания кориума содержится жертвенный материал, который растворяется в расплаве кориума. Состав жертвенного материала приведен в статье [S. Hellmann, F. Funke, V. Lansmann, В. Friedrich. Physico-Chemical and Material Aspects of the Core Melt Retention Concept of the EPR // OECD Workshop on Ex-Vessel Debris Coolability, Karlsruhe Germany, Nov. 15-18, 1999]. В статье описано также устройство для удержания и охлаждения расплава активной зоны реактора водо-водяного типа, которое содержит предловушку - накопитель/сборник расплава активной зоны (кориума), расположенную в подреакторном пространстве бетонной шахты. Предловушка имеет цилиндрическую форму. Стенки предловушки, образованные слоем жертвенного материала, примыкают к стенке бетонной шахты, покрытой слоем защитного материала. Нижняя часть предловушки сужается на конус, в стенке которого расположена проплавляемая заглушка. После проплавления заглушки расплав поступает в наклонный сливной канал, стенки которого покрыты слоем защитного материала, и далее - в помещение растекания. На полу помещения растекания, примыкающего к бетонной шахте со стороны канала, расположены три слоя (сверху вниз): жертвенный материал, сталь, защитный материал. Защитный материал снизу охлаждается водой. После растекания расплава кориума его поверхность также охлаждается водой.

В состав жертвенного материала (бетона) входят оксиды железа (Fe2O3), оксиды кремния (SiO2), В2О3 и другие оксиды типа Al2O3, CaO, MgO, TiO2. Функции жертвенного материала заключаются в улучшении жидкотекучести за счет уменьшения температур ликвидус и солидус при растворении жертвенного материала в оксидной части расплава кориума, в окислении металлического циркония, содержащегося в расплаве кориума, при его взаимодействии, главным образом, с Fe2O3 и в обеспечении инверсии металлической и оксидной частей расплава кориума (расположение расплава металлической части под оксидной) за счет уменьшения плотности расплава оксидной части кориума при растворении в нем жертвенного материала.

Устройство работоспособно, однако проблема состоит в том, что:

1. устройство не может быть использовано при модернизации действующих блоков АЭС, т.к. изготовление и монтаж его предловушки возможны только до монтажа реактора;

2. состав жертвенного материала, являющегося важнейшим элементом устройства локализации, а именно наличие оксидов кремния, обусловливает высокую вязкость расплава, образующегося после растворения жертвенного материала в расплаве кориума, что затрудняет равномерное растекание расплава. Кроме того, жертвенный материал обладает высоким влагосодержанием, присущим бетонам на основе портландцемента и составляющим приблизительно 22-28 масс. %. Это приводит к большой генерации водорода в результате паро-циркониевой реакции при взаимодействии жертвенного материала с расплавом кориума.

Задача заключается в том, чтобы уменьшить указанные недостатки путем внесения таких изменений в конструкцию устройства и состав жертвенного материала, являющегося обязательным компонентом (составной частью) устройства, которые гарантируют технологичность конструкции, обеспечив возможность монтажа на модернизируемых АЭС с реакторами водо-водяного типа без изменения конструкции реакторной установки. Дополнительный технический результат заключается в улучшении свойств жертвенного материала, обеспечивающего, при взаимодействии с ним расплава кориума, уменьшение генерации водорода и вязкости расплава, что создает дополнительные условия для выполнения монтажа устройства наиболее простым и экономичным способом.

Поставленная задача решается тем, что устройство локализации кориума ядерного реактора водо-водяного типа содержит размещенную в бетонной шахте реактора предловушку с жертвенным и защитным материалами и примыкающее к бетонной шахте помещение растекания с расположенными на его полу последовательно сверху вниз слоями жертвенного, стального и защитного материалов. Канал с проплавляемой заглушкой выполнен в стенке бетонной шахты и сообщает предловушку с помещением растекания. Заглушка размещена со стороны предловушки и представляет собой часть стенки бетонной шахты, толщина указанной части определена с учетом времени перемещения расплава кориума в предловушку и с учетом скорости взаимодействия расплава кориума и жертвенного материала с указанной частью бетонной стенки, при этом жертвенный материал, являющийся неотъемлемой составляющей устройства, изготовлен по бетонной технологии с минимальным содержанием воды. Указанная совокупность признаков, а именно, использование в устройстве жертвенного материала, изготовленного по бетонной технологии с содержанием минимально возможного количества воды, послойное размещение жертвенного и защитного материалов в бетонной шахте, выполнение заглушки в виде части стенки бетонной шахты, а также выполнение упомянутой части с учетом времени перемещения расплава кориума и скорости взаимодействия расплава кориума и жертвенного материала с указанной частью бетонной стенки (с заглушкой), позволяет решить проблему повышения безопасности действующих АЭС при их модернизации, т.к. выполнение и установка заявляемого устройства не требует демонтажа существующих конструкций и длительного пребывания персонала в подреакторном пространстве бетонной шахты.

Предпочтительно, чтобы жертвенный материал в качестве вяжущего включал алюмокальциевый цемент, содержащий 80 масс. % Al2O3 и 20 масс. % СаО, а также сверх того 10 масс. % H2O, и заполнитель, содержащий 20…40 масс. % Fe2O3 и 80…60 масс. % Al2O3, причем массовая доля заполнителя в смеси с вяжущим составляла 40…80%. Использование жертвенного материала, изготовленного по бетонной технологии, обеспечивает относительно простой процесс его размещения, поскольку материал применяется не в виде, например, фасонных кирпичей или брикетов, требующих специальной укладки, а в виде раствора, который подается по шлангу с насадкой, извне бетонной шахты, например, через существующий проем в стенке бетонной шахты (дверь).

Перечисленная совокупность существенных признаков неизвестна заявителю из доступных источников информации, что подтверждает новизну устройства. Она не вытекает также явным образом из современного уровня техники и неочевидна для специалиста.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего решения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемую фигуру.

На фигуре представлен общий вид устройства локализации кориума ядерного реактора водо-водяного типа (упрощенно), где приняты следующие обозначения: 1 - реактор; 2 - бетонная шахта; 3 - предловушка; 4 - жертвенный материал; 5 - защитный материал; 6 - стенка бетонной шахты; 7 - сливной канал; 8 - заглушка; 9 - помещение растекания; 10 - стальной материал.

Устройство содержит ядерный реактор 1, размещенный в бетонной шахте 2. В подреакторном пространстве бетонной шахты расположена предловушка 3. На полу предловушки расположены сверху вниз слои жертвенного материала 4 и защитного материала 5. В стенке 6 бетонной шахты 2 выполнен сливной канал 7, сообщающий предловушку 3 после проплавления заглушки 8 с помещением растекания 9, которое примыкает к бетонной шахте. На полу помещения растекания расположены слои жертвенного материала 4 и охлаждаемого защитного материала 5, а также слой стального материала 10.

Вытекающий из реактора расплав оксидной и металлической частей кориума поступает в предловушку и взаимодействует с жертвенным материалом. Жертвенный материал, изготовленный по бетонной технологии, состоит из вяжущего - алюмокальциевого цемента, содержащего 80 масс. % Al2O3, 20 масс. % СаО и, сверх того, 10 масс. % Н2О (соотношение компонентов отвечает серийно выпускаемому высокоглиноземистому цементу марки SECAR 80, данный цемент выбран по критерию минимального влагосодержания - менее 10 масс. %), и заполнителя, содержащего 20…40 масс. % Fe2O3 и 80…60 масс. % Al2O3, (оксид железа обеспечивает окислительные ресурсы жертвенной композиции, оксид алюминия обеспечивает понижение плотности оксидной части кориума до инверсии ее с металлической частью, данные критерии выполняются в указанном диапазоне изменения отношения выбранных оксидов), причем массовая доля заполнителя в смеси с цементом - вяжущим составляет 40…80% (верхняя граница данного диапазона ограничена по критерию удобоукладываемости смеси, а нижняя - по влагосодержанию жертвенной композиции).

Масса жертвенного материала принимается максимальной из двух величин, определенных, исходя из следующих условий:

- во-первых, она достаточна для окисления всего циркония, содержащегося в кориуме, и,

- во-вторых, она достаточна для такого разбавления оксидной части расплава кориума, что его плотность становится меньше плотности металлической (стальной) части расплава кориума, обеспечивая их инверсию. Первому условию соответствует выражение (1) - массовый баланс реакции окисления циркония оксидом железа (III):

второму условию соответствует выражение (2) - допущение аддитивности плотностей компонентов расплава:

где

Мжм - масса жертвенного материала (ЖМ);

Мр - масса расплава, поступившего из корпуса реактора в бетонную шахту;

ρр,окс - плотность оксидного расплава, поступившего в бетонную шахту из корпуса реактора, включая расплав оксида циркония;

ρр,жм - плотность расплава компонентов ЖМ после взаимодействия с расплавом, поступившим в бетонную шахту из корпуса реактора;

Сжм - массовая доля расплава компонентов ЖМ после взаимодействия с расплавом, поступившим в бетонную шахту из корпуса реактора, от исходной массы ЖМ;

Сокс - массовая доля оксидной части в расплаве, поступившем в бетонную шахту из реактора, с учетом массы оксида циркония;

ρст - плотность расплава стали;

ρокс - плотность оксидного расплава в бетонной шахте;

CZr - массовая доля неокисленного циркония в расплаве, поступившем из корпуса реактора в бетонную шахту;

СFe2O3 - массовая доля гематита в ЖМ;

μZr - атомная масса циркония;

μFe2O3 - молярная масса гематита.

После плавления/растворения жертвенного материала плотность расплава оксидной части кориума становится меньше плотности расплава металлической части кориума, и происходит инверсия расплавов. При этом расплав металлической части кориума (расплав стали) начинает взаимодействовать с защитным материалом, расположенным в предловушке под жертвенным материалом. Защитный материал изготовлен на основе тугоплавкого диоксида циркония (ZrO2) или другого тугоплавкого материала, поэтому скорость абляции защитного материала при взаимодействии с расплавом стали несоизмеримо меньше, чем скорость абляции жертвенного материала и бетона при взаимодействии с расплавом кориума.

Расплав кориума взаимодействует со стенкой бетонной шахты в районе заглушки в течение практически всего времени от начала поступления расплава в предловушку до проплавления заглушки. Толщина заглушки определяется выражением

где

δ3 - толщина заглушки;

wб - средняя скорость взаимодействия расплава с бетонной стенкой (средняя скорость плавления/абляции бетона). Данная величина определяется либо экспериментально, либо оценивается на основании данных об интенсивности теплообмена расплава кориума с бетоном, плотности, энтальпии плавления бетона и энтальпии бетона при комнатной температуре [State-of-the-Art Report on Molten Corium Concrete Interaction and Ex-Vessel Molten Core Coolability. NEA Report No. 7392. 2017. p. 43-45];

tp - длительность поступления расплава в предловушку, которая определяется на основании расчетных оценок и зависит от конкретного типа реактора АЭС и сценария развития аварии [Nuclear Safety in Light Water Reactors. Severe Accident Phenomenology. Edited by Bal Raj Sehgal. Academic Press. 2012. 714 p.].

После проплавления заглушки 8 расплав кориума по каналу 7 поступает из предловушки 3 в помещение растекания 9. Наличие на полу помещения растекания поверхностного слоя относительно легкоплавкого жертвенного материала 4 способствует лучшему растеканию расплава, наличие слоя стального материала 10 обеспечивает уменьшение температуры расплава кориума при плавлении этого слоя, а расплав стали из-за большей плотности относительно оксидов остается на поверхности защитного материала. Слой защитного материала 5 снизу охлаждается водой, что обеспечивает уменьшение температуры на границе взаимодействия с расплавом стали до величины, при которой абляция защитного материала полностью прекращается.

Заявленное устройство может быть применимо для повышения безопасности в случае тяжелой аварии с плавлением активной зоны ядерного реактора при модернизации, например, АЭС с ВВЭР-1000, а также зарубежных реакторов PWR и BWR.

Для проверки и подтверждения эффективности предлагаемого устройства были проведены расчетно-экспериментальные исследования, в ходе которых были установлены оптимальные соотношения «вяжущее-заполнитель». Был выполнен расчет тяжелой аварии, при которой из корпуса реактора после его проплавления в предловушку поступает расплав кориума, в состав которого входит 80 т UO2, 16,9 т ZrO2, 12,5 т Zr (при характерной степени окисленности 50%) и 100 т стали.

В качестве жертвенного материала был принят бетон с составом цементной смеси (вяжущего) 80 масс. % Al2O3, 20 масс. % СаО и, сверх того, 10 масс. % Н2О. В качестве заполнителя - смесь Fe2O3 и Al2O3 в соотношении 34,4 масс. % и 65,6 масс. %, а массовая доля заполнителя - 80 масс. %.

В соответствии с долей Fe2O3 в жертвенном материале для окисления 12,5 т Zr потребовалось бы, используя для вычисления зависимость (1), приблизительно 39 т жертвенного материала (без учета окисления при взаимодействии Zr с Н2О). Однако этого недостаточно для обеспечения инверсии, для чего, в соответствии с зависимостью (2) требуется приблизительно 100 т жертвенного материала. Это количество и принято для применяемого устройства.

В соответствии с долей воды в цементной смеси (как сорбированной, так и кристаллизационной) суммарная масса водорода, который может выделиться в реакции Zr с H2O, составляет 400 кг. Эта величина существенно меньше той, которая выделится в случае применения портландцемента, используемого, например, в устройстве, описанном в статье [S. Hellmann, F. Funke, V. Lansmann, В. Friedrich. Physico-Chemical and Material Aspects of the Core Melt Retention Concept of the EPR // OECD Workshop on Ex-Vessel Debris Coolability, Karlsruhe Germany, Nov. 15-18, 1999], т.к. в нем содержание воды составляет более 20 масс. %, вместо 10 масс. % в заявляемом устройстве.

Длительность поступления расплава кориума в предловушку из корпуса реактора не превышает 2-х часов. Исходя из величины скорости абляции бетона при взаимодействии с расплавом кориума приблизительно 1 мм/мин, толщина заглушки, в соответствии с зависимостью (3), будет составлять 120 мм. Учитывая, что толщина стенки бетонной шахты составляет приблизительно 1 м, абляция стенки бетонной шахты в зоне поступления расплава не может существенно ослабить ее несущую способность.

После проплавления заглушки расплав по сливному каналу поступает в помещение растекания, где и происходит его окончательная локализация и захолаживание подачей воды на поверхность (например, через шахту реактора). Наличие жертвенного и стального материалов на полу помещения растекания обеспечивают равномерность растекания и снижение начальной температуры расплава, а охлаждение защитного материала исключает возможность его абляции при взаимодействии с расплавом стали.

Таким образом, заявляемая конструкция устройства обеспечивает его эффективность при локализации и последующем захолаживании расплава кориума. При этом простота конструкции с использованием жертвенного материала, изготовленного по бетонной технологии, позволяет применять устройство при модернизации действующих АЭС с реакторами водо-водяного типа, причем применение изготовленного по бетонной технологии жертвенного материала с содержанием минимально возможного количества воды обеспечивает минимизацию выхода водорода, что повышает безопасность АЭС и улучшает растекание расплава, что способствует его равномерному распределению в помещении растекания и, благодаря этому, минимизирует время полной кристаллизации.

Сведения о заявленном техническом решении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленное устройство соответствует условию промышленной применимости.


Устройство локализации кориума ядерного реактора водо-водяного типа
Устройство локализации кориума ядерного реактора водо-водяного типа
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 50.
20.01.2013
№216.012.1c25

Способ обезвреживания токсичных промышленных отходов

Изобретение относится к области химии. Отработанные растворы антифриза, содержащие этиленгликоль, и сернокислотного электролита смешивают при весовом отношении этиленгликоля к серной кислоте от 1,0:0,1 до 1,0:1,5, в пересчете на безводные компоненты. После чего полученную смесь подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472699
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d5f

Способ обезвреживания минерализованных сточных вод атомных и тепловых электрических станций

Изобретение относится к способам переработки (обезвреживания) сбросных минерализованных вод атомных и тепловых электростанций, содержащих этаноламин. Способ обезвреживания включает предварительную дистилляцию указанных вод с получением конденсата и кубового остатка, концентрирование кубового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473013
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.2871

Способ измерения реактивности ядерного реактора

Изобретение относится к области реакторных измерений, а именно к способу измерения реактивности ядерного реактора, при котором сигналы с камеры деления преобразуют в физический параметр. По изменению во времени величины этого параметра, путем решения обращенного уравнения кинетики реактора, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475873
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.287a

Биполярный ионизационный источник

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для одновременной ионизации в положительной и отрицательной модах частиц веществ, находящихся в газе, в том числе в воздухе. Сущность изобретения: биполярный ионизационный источник включает камеру ионизации, продуваемую потоком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475882
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c4f

Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты)

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения задач разделения и регистрации ионов в газе, например ионов взрывчатых или наркотических веществ в воздухе. Изобретение может быть также использовано как основа для газохроматографического детектирования. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476870
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.07.2013
№216.012.5509

Система дистанционного радиационного контроля

Изобретение относится к средствам дистанционного контроля радиационного состояния объекта. Система содержит пульт оператора с персональной ЭВМ с автономным блоком питания и средствами отображения информации и две подсистемы, каждая из которых включает: блок сбора, первичной обработки и анализа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487372
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.10.2013
№216.012.7285

Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды

Изобретение относится к электрохимическим устройствам очистки воды, а именно к устройствам деоксигенации высокочистой воды. Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды содержит мембранный электролизер 1, состоящий по крайней мере из одной ячейки для мембранного электролиза,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494974
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8362

Способ контроля содержания урана в технологических средах ядерных энергетических установок

Изобретение относится к области аналитической радиохимии и обеспечения безопасности эксплуатации ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Контроль содержания урана в технологических средах ЯЭУ осуществляют следующим образом: отбирают пробу технологической среды, подщелачивают ее до рН 9-11...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499310
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.03.2014
№216.012.af18

Способ обезвреживания жидких радиоактивных отходов ядерных энергетических установок, загрязненных нефтепродуктами, продуктами коррозии и синтетическими поверхностно-активными веществами, в полевых условиях

Заявленное изобретение относится к способам обезвреживания жидких радиоактивных отходов ядерных энергетических установок, загрязненных нефтепродуктами, продуктами коррозии и синтетическими поверхностно-активными веществами, в полевых условиях. В заявленном способе предусмотрено отстаивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510539
Дата охранного документа: 27.03.2014
20.04.2014
№216.012.bb35

Способ автоматического измерения активности радионуклидов в газообразных средах и устройство для его реализации

Изобретение относится к средствам спектрометрических измерений и может быть использовано в атомной энергетике для измерения активности радионуклидов в высокоактивных газообразных средах. Сущность изобретения заключается в том, что контролируемую среду перед направлением в измерительную камеру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513653
Дата охранного документа: 20.04.2014
Показаны записи 1-10 из 13.
20.02.2013
№216.012.287a

Биполярный ионизационный источник

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для одновременной ионизации в положительной и отрицательной модах частиц веществ, находящихся в газе, в том числе в воздухе. Сущность изобретения: биполярный ионизационный источник включает камеру ионизации, продуваемую потоком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475882
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c4f

Способ разделения и регистрации ионов в газе (варианты)

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения задач разделения и регистрации ионов в газе, например ионов взрывчатых или наркотических веществ в воздухе. Изобретение может быть также использовано как основа для газохроматографического детектирования. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476870
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.03.2014
№216.012.ae68

Теплоноситель на основе соединений кремния

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для создания теплоносителей. Предложен теплоноситель на основе кремнийорганических соединений. Теплоноситель содержит соединения на основе органодисилазанов или органоциклосилазанов. Заявленные соединения обладают стабильностью в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510363
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.04.2014
№216.012.be27

Устройство локализации и охлаждения кориума ядерного реактора

Изобретение относится к области атомной энергетики. Устройство включает корпус в виде сосуда, днище которого углублено к центру с уклоном 10-20 градусов, а толщина днища не менее чем на 30% больше толщины боковой стенки корпуса. В корпусе расположены брикеты материала-разбавителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514419
Дата охранного документа: 27.04.2014
20.02.2015
№216.013.2820

Способ циклического разделения и регистрации ионов в газах (варианты)

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для решения задач скоростного циклического разделения и регистрации ионов в газе, например ионов взрывчатых или наркотических веществ в воздухе, а также как основа для газохроматографического детектирования. Для этого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541729
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.04.2015
№216.013.4309

Шихта и защитный оксидный материал для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора

Изобретение относится к устройствам для улавливания разрушенной активной зоны ядерного реактора, к средствам предотвращения пожаров и накопления взрывчатых газов. Шихта включает корундовую смесь из крупно- и мелкодисперсного оксида алюминия и алюмокальциевую смесь из моно- и диалюмината кальция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548659
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.05.2015
№216.013.4d95

Фиксирующий оксидный материал для пластин жертвенного материала устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора

Изобретение относится к фиксирующим оксидным материалам, конкретно - к теплостойким материалам для применения в устройствах локализации расплава активной зоны ядерных реакторов. Заявленный фиксирующий оксидный материал содержит высокодисперсный оксид алюминия и алюмокальциевую смесь из моно- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551375
Дата охранного документа: 20.05.2015
10.08.2015
№216.013.6c58

Шихта и оксидный жертвенный материал для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора

Изобретение относится к составам оксидных жертвенных материалов для устройств улавливания разрушенной активной зоны ядерного реактора и средствам предотвращения пожаров и накопления взрывчатых газов. В заявленном изобретении предусмотрено использование шихты, включающей гематитовую смесь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559294
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.06.2016
№216.015.460b

Однофазный керамический оксидный материал для устройства локализации расплава активной зоны

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики, в частности к однофазному керамическому оксидному жертвенному материалу, включающему FeO, AlO, SrO. Материал включает в себя указанные простые оксиды в виде однофазного соединения - твердого раствора на основе гексаферрита...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586224
Дата охранного документа: 10.06.2016
13.01.2017
№217.015.91ea

Оксидный материал ловушки расплава активной зоны ядерного реактора

Группа изобретений относится к составам материалов для атомной энергетики, в частности к жертвенным материалам. Оксидный материал ловушки расплава активной зоны ядерного реактора, включающий AlO, FeO и/или FeO, первую целевую добавку в виде GdO или EuO, или SmO и вторую целевую добавку в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605693
Дата охранного документа: 27.12.2016
+ добавить свой РИД