SU1118300A3 - Устройство дл улавливани расплавившихс тепловыдел ющих элементов дерного реактора - Google Patents

Abstract

,1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВА-. НИЯ РАСПЛАВИВШИХСЯ ТЕПЛОВЬЩЕЛЯЮОЩ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее расположенный под активной зоной спускной лоток, ведущий к горизонтально расположенной ниже фундамента реактора улавливающей ванне и заканчивающийс  над верхним краем улавливающей ванны, отличающеес  тем,что,сцелью повышени   дерной безопасности путем исключени  образовани  вторичной критмассы при стекании расплавленного топлива на выходе из лотка, ванна и спускной лоток выполнены подвижными одна относительно другого. 13 ±. I . ..N. V/ :-:--;v-;-i-V- : 4: vVvЗУА ЧУГ I П

Description

2,Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что ванна выцолнена подвижной и установлена эксцентрично относительно активной зоны.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что основание улавливающей ванны облицовано слоем.

имеющим обволакивающий и поглощающий материал и наполнитель.

4. Устройство по п. 3, отличающеес  тем, что слой обволакивающего и поглощающего материала и наполнител  содержит гомогенную смесь из 1/6 осколков стекла, 2/6 цемента, 1/6 стальных кубиков и 2/6 т желого шпата.

Изобретение относитс  к устройст- ву улавливани  расплавивщихс  тепловьщел ющих элементов  дерного реактора .

В  дерных реакторах или других силовых  дерных установках должно исключатьс  попадание излучающего материала в окружающую среду. В частности , при неуправл емом разгоне  дерного реактора должно исключатьс  стекание расплавивщихс  тепловьдел ющих элементов в почву, так как за счет этого на длительное врем  может возникнуть опасный дл  жизни ущерб дл  окружающей среды. Кроме того, должны быть прин ты технические меры исключающие образование вторичной критмассы при стекании расплавленного топлива, поскольку дл  реакторов на быстрых нейтронах такой эффект не исключен, за счет того, что в их активной зоне находитс  достаточное дл  образовани  вторичной критмассы количество топлива.

Известно устройство дл  улавливани  расплавленных деталей активной зоны быстрого  дерного реактора, содержащее опускной лоток и ванну из высокотемпературного материала, установленную под активной зоной 13.

Недостатком конструкции  вл етс  недостаточна   дерна  безопасность, так как при стекании расплавленных обломков по тракту их движени , например , вследствие закупорки, а также непосредственно при попадании в ванну может образоватьс  вторична  критмасса, привод ща  к вторичной вспышке самоподдерживающейс  цепной реакции. .

Наиболее близким по технической сущности к изобретении  вл етс  устройство дл  улавлива   расплавившихс  тепловьщел ющих элементов  дерного реактора, содержащее расположенный под активной зоной спускной лоток, ведущий к горизонтально расположенной ниже фувдамента реактора улавливающей ванне и заканчивающийс  над верхним краем улавливающей ванны 23.

Недостатком известного устройства  вл етс  недостаточна   дерна  безопасность , поскольку при стекании расплавленного топлива в неподвижную ванну на вькоде из лотка может образоватьс  вторична  критмасса.

Целью изобретени   вл етс  повышение  дерной безопасности путем исключени  образовани  вторичной критмассы при стекании расплавленного топлива на вькоде из лотка.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  улавливани  расплавившихс  тепловьщел ющих элементов  дерного реактора, содержащем расположенный под активной зоной спускной лоток, ведущий к горизонтально расположенной ниже фундамента реактора улавливающей ванне и заканчивающийс  над верхним краем улавливающей ванны, улавливающа  ванна и спускной лоток выполнены подвижными одна относительно другого .

При этом улавливающа  ванна вы- . полнена подвижной и установлена эксцентрично относительно активной зоны.

Кроме того, основание улавливающей ванны облицовано слоем, имеющим обволакивающий и поглощаюпщй материал и наполнитель. 3 Причем слой обволакивающего и по глощающего материала и наполнител  содержит гомогенную смесь следующег состава, ч: 1/6 осколков стекла, 2/6 цемента, 1/6 стальных кубиков и 2/6 т желого щпата. Содержание 1/6 ч.осколков стекла в облицовочном слое выбрано потому, что при этом расплавленные частицы тепловьиел ющих элементов обволакиваютс  расплавленным стеклом и обра зуют области, которые не содержат вторичной критической массы. Более высокое содержание стекла вызвало бы сплавлени  более обширных областей , в которых существует возможность образовани  вторичной критмас сы, а более низкое содержание стекла не позволило, бы достичь обвола кивани . Содержание 2/6 ч. цемента выбрано потому, что при этом -цемент надежно защищает расплавленное стекло и св зывает имеющуюс  1влагу. При меньшем количестве цемента часть ВОДЬ остава лась бы несв занной, а при большем содержаний цемента част его безвозвратно тер лась бы. Содер жание 1/6 ч. стальных кубиков выбра но потому, что именно така  часть обеспечивает удовлетворительные поглощающие свойства всей смеси, снижа  тем самым веро тность обра , зовани  вторичной критмассы. Меньщее количество стали не позволило бы достичь нужного эффекта поглощени  нейтронов, а большее количество преп тствовало бы равномер ному распределению расплавленной массы по ванне. Содержание 2/6 ч. т желого шпата предотвращает дальнейшее расплавление имеющихс  частиц, так как шпат не плавитс  при данной температуре. При более низком содержании щпата могло бы начатьс  сплавление более широких областей, которые могли бы увеличить веро тность образовани  вторичных критмасс и преп тствовать равномерному распределению рас плавленной массы по ванне. При более высоком содержании т желого шпата увеличение его эффективного воздействи  не наблюдаетс , так как он используетс  дл  образовани  неплавких промежуточных областей разд ла. Дл  того, чтобы создать дополнительную защиту, предусмотрена допол 04 нительна  защитна  ванна, основание которой проходит ниже спускного лотка и котора  своим верхним краем в виде возвьш1ающейс  над поверхностью земли стены охватывает все конструкции реактора, содержащие излучающий, материал. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - то же, без дополнительной ванны, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1. Устройство содержит  дерный реактор . 1 с расположенной внутри купола (оболочки) 2 активной зоной реактоpa 3 с тепловьщел ющнми элементами 4. К фундаменту 5 купола реактора примыкает проход щий сначала вертикально вниз спускной лоток 6, который через изогнутую переходную область 7 переходит в горизонтальную область усть  8. В изогнутой переходной области спускной лоток 6 опираетс  на фундамент 9. Спускной лоток в-поперечном сечении имеет форму ванны ( фиг. 3) шириной, равной приблизительно двойной ширине активной зоны 3, под которой проходит, перекрыва  поверхность, переходна  область 7 (фиг. 2). Спускной лоток состоит из основного сло  10 из нержавеющей стали толщиной приблизительно 10 см, на который нанесен слой 11 толщиной также приблизительно 10 см из твердого промьшшенного фарфора, который несколько раз остеклован. Горизонтальна  область усть  8 спускного лотка опираетс  своей нижней стороной на подшипник 12 скольжени  на верхнем краю 13 карусельной улавливающей ванны 14. Эта карусельна  ванна 14 по периметру своего основани  15 установлена вращающейс  на шариковом подшипнике 16 на ундаментном кольце 17 и с помощью привода 18 приводитс  в медленное вращение. При одном примере осуществлени  верхний край 13 имеет высоту 3м, а основание 15 - диаметр, равный четырехкратной длине тепловьщел ющих элементов 4. Улавливающа  карусельна  ванна 14 также имеет основной слой 19 из прочной нержавеющей стали толщиной приблизительно 10 см, покрытый поерхностным слоем 20 из твердого промьшшенного фарфора. Этот слой 20 51 остеклован вдвое чаще, чем слой 11 спускного лотка 6. Внутреннее пространство ванны 14 заполнено до приблизительно двух тр тей ее высоты гомогенной смесью из 1/6 осколков стекла, 2/6 цемента, 1/6 стальных кубиков с размерами 10x10 см в качестве замедл ющих эле ментов и 2/6 т желого шпата в качес ве дополнител . Смесь  вл етс  несв занной и защищенной от влажности Ее поверхность обозначена на фиг. 1 позицией 21, Кроме того, к смеси мо гут предпочтительно также добавл ть шифреные плИтки размером приблизительно 10x10 см, а также куски графи та с теми же размерами поверхности. Целью применени  этой смеси  вл  етс  надежное замедление в случае стекани  поступающих через спускной лоток 6 тепловьщел ющих элементов, предупреждение дальнейшего стекани  и, кроме того, улавливание радиоактивного излучени . Ванна 14 через вход 22  вл етс  доступной с поверхности земли 23 че рез пространство, также заэкранированное куполом 24 от окружающей сре ды. В этот купол также выводитс  снизу отсасывающа  труба 25, служаща  дл  отсасывани  радиоактивных газов. Эти газы затем могут отводитьс  от верхнего выходного отверсти  26 отсасывающей трубы в надежное место хранени , например в футерованные т желым шпатом или т.п. герметичные газовые резервуары. Все устройства, включа  устройства безопасности, дл  дополнительной защиты окружены дополнительной защитной ванной 27 с проход щим ниже улавливающей ванны 14 основанием ван . ны 28 и с замкнутой боковой стенкой 29, возвышающейс  в форме ограждающей стены 30, например, до высоты 2 м над поверхностью земпи 23 и тем самым окружающей все содержащие излучающий материал конструкции  дерной силовой установки. Дополнительна  защитна  ванна состоит из беТона на основе т желого шпата и имеет толщину стен 1 - 2 м. Ввиду целесообразности ее основание покрыто такой же гомогенной- смесью из замедл юш 1х элементов и заполнител , как и уванны 14. При этом  вл етс  предпочтитёльным добавить 0 В смесь шиферные пттитки, а также куски графита с площадью поверхности приблизительно 10x10 см. Дл  того, чтобы также избежать любой утечки радиоактивного материала над землей, входы и выходы, и также подъезды через ограждающую стену 30 должны.вьшолн тьс  в форме лестниц или наклонных въездов. Тогда как спускной лоток 10 и карусельна  улавливающа  ванна 14 могут предусматриватьс  с оправданными затратами в уже имеющихс   дерных реакторах, затраты на предусматривание дополнительной защитной ванны 27 уже не выгл д т экономически оправданными. .Следовательно,, дополнительна  защитна  ванна рассматриваетс  только дл  новостроек. Устройство работает следующим образом. После аварии и расплавлени  активной зоны тепловьщел ющие элементы расплавившейс  активной зоны улавливаютс  спускным лотком 6 и, равномерно распределенные областью усть  8, сбрасываютс  на поверхность 21 карусельной ванны 14, приводимой во вращение, например, автоматически , что исключает образование вторичной критмассы. Там тепловьщел ющне элементы могут оставатьс , не меша  ремонтным работам в реакторе 1, до того времени, когда их можно будет транспортировать. Отсасывающее устройство (не покаано ) , предназначенное дл  отсасыающей трубы 25, в случае аварии акже включаетс , как только устанавиваетс , что вьщел ютс  радиоактивые газы, будь это в пространстве нутри купола 2 или над покрытой изишним количеством тепловьдел ющих лементов поверхностью 21 карусельой ванны 14. Такие газы тогда отасываютс  в защищенное пространсто , а именно в зашишенный от излучени  резервуар дл  газа, где вьщерживаютс  до транспортировки. Отсасывающа  труба 25 открываетс  и закрываетс  гидравлическим или механиеским , но не электрическим механизами дл  того, чтобы избежать опасности взрыва. Этот механизм снабжен л  исключени  утечки любого количества газа предохранителем. 711 Спускной лоток вьтолнен так, что стекающие тепловьщел ющие элементы получают на спускном лотке необходимую скорость дл  того, чтобы прийти в область усть  8 со скоростью, достаточной дл  падени  на карусельную ванну 14. Фиг.2 Спускной лоток, кроме того, выполнен таким образом, что позвол ет .уловить шаровидно рарпьш гадуюс  .при стекании  дерную плазму и позвол ет упасть ей в форме капель ипи шариков в карусельную ванну. Фаг.3

Claims (4)

1. ,1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ РАСПЛАВИВШИХСЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее расположенный под активной зоной спускной лоток, ведущий к горизонтально расположенной ниже фундамента реактора улавливающей ванне и заканчивающийся над верхним краем улавливающей ванны, отличающееся тем,’что,с'целью повышения ядерной безопасности путем исключения образования вторичной критмассы при стекании расплавленного топлива на выходе из лотка, ванна и спускной лоток выполнены подвижными одна относительно другого.

   00 ОЭ
2. 2, Устройство по п. ^отличающееся тем, что ванна выполнена подвижной и установлена эксцентрично относительно активной зоны.
3. 3. Устройство поп. ^отличающееся тем, что основание улавливающей ванны облицовано слоем, имеющим обволакивающий и поглощающий материал и наполнитель.
4. 4. Устройство поп. 3, отличающееся тем, что слой обволакивающего и поглощающего материала и наполнителя содержит гомогенную смесь из 1/6 осколков стекла, 2/6 цемента, 1/6 стальных кубиков и 2/6 тяжелого шпата.