Защитная оболочка и ядерная энергетическая установка

Номер патента: 30500

Опубликовано: 15.10.2015

Авторы: САТО, Такаси

Есть еще 4 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) 21 9/00 (2006.01) 21 13/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ периферию внутреннего кожуха (17). Внутренний кожух (17) имеет первую цилиндрическую боковую стенку (4 а), которая окружает горизонтальную периферию корпуса (2) реактора высокого давления,крышку (6) защитной оболочки, которая закрывает верхнюю часть корпуса (2) реактора высокого давления, и первую верхнюю плиту (5 а), которая газонепроницаемо соединяет периферию крышки(6) защитной оболочки и верхний конец первой цилиндрической боковой стенки (4 а). Наружный кожух (18) имеет вторую цилиндрическую боковую стенку (4),которая окружает наружную периферию первой цилиндрической боковой стенки(4 а), и также имеет вторую верхнюю плиту (5),которая газонепроницаемо соединяет близлежащие верхние концы второй цилиндрической боковой стенки (4) и первой цилиндрической боковой стенки (4 а). В случае аварии на ядерном реакторе высвобождение радиоактивных материалов в виде частиц в окружающую среду может быть предотвращено без использования внешнего источника энергии, и давление в защитной оболочке может быть ограничено до расчетного давления или ниже.(74) Шабалина Галина Ивановна Шабалин Владимир Иванович Кучаева Ирина Гафиятовна Тусупова Меруерт Кырыкбаевна(57) Защитная оболочка (3) имеет внутренний кожух (17), закрывающий корпус (2) реактора высокого давления, и также имеет наружный кожух(18), образующий наружный колодец (19), который является газонепроницаемым пространством,закрывающим горизонтальную наружную Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к защитной оболочке и ядерной энергетической установке,имеющей защитную оболочку. Уровень техники Представленный пример стандартного кипящего ядерного реактора , имеющего практическое применение, известен как усовершенствованный. Далее схема конструкции защитной оболочки и т.п. реакторабудет описываться со ссылкой на фиг.6 (см. Патентный документ 1, и т.д.). На фиг.6 сердцевина 1 расположена внутри корпуса 2 реактора высокого давления. Защитная оболочка 3 включает в себя цилиндрическую боковую стенку (трубчатую боковую стенку) 4, верхнюю плиту 5, закрывающую верхний участок цилиндрической боковой стенки 4,крышку 6 защитной оболочки, предусмотренную на центральном участке верхней плиты 5, и основную плиту 7,поддерживающую вышеуказанные компоненты и закрывающую нижний участок цилиндрической боковой стенки 4. Вышеуказанные компоненты выдерживают повышение давления в случае расчетной аварии и образуют находящиеся под давлением границы. Внутреннее пространство защитной оболочки 3 разделено на сухой колодец 8, в котором содержится корпус 2 реактора высокого давления, и камеру снижения давления(влажный колодец)9. Корпус 2 реактора высокого давления поддерживается опорой 10 корпуса с помощью юбки 11 корпуса. Часть пространства внутри сухого колодца 8 над юбкой 11 корпуса носит название верхний сухой колодец 12, и часть пространства внутри сухого колодца 8 ниже юбки 11 корпуса носит название нижний сухой колодец Камера 9 снижения давления установлена таким образом, что она окружает по периферии нижний сухой колодец 13 и имеет с внутренней стороны бассейн 14 подавления давления. Сухой колодец 8 и бассейн(14) подавления давления соединены друг с другом вентиляционными трубами 15. Сухой колодец 8 и влажный колодец 9 имеют объединенную конструкцию,имеющую цилиндрическую форму с целью образования защитной оболочки 3. Горизонтальное днище,отделяющее друг от друга сухой колодец 8 и влажный колодец 9, носит название днище 16. Защитная оболочка 3 имеет расчетное давление 3,16 кг/см 2 изб. Цилиндрическая боковая стенка 4 и верхняя плита 5 образованы из железобетона толщиной примерно от 2 м примерно до 2,4 м,соответственно. Внутренние поверхности цилиндрической боковой стенки 4 и верхней плиты 5 облицованы стальным материалом (не показано) с целью предотвращения утечки радиоактивных материалов. Основная плита 7 образована из железобетона толщиной примерно 5 м. На фиг.6 краевая линия цилиндрической боковой стенки 4, показывающая соединительную часть между цилиндрической боковой стенкой 4 и 2 верхней плитой 5, продолжается до самого верхнего участка защитной оболочки 3 для образования границы между ними. Фактически, верхняя плита 5 может быть установлена на цилиндрическую боковую стенку 4. Как вариант, поскольку цилиндрическая боковая стенка 4 и верхняя плита 5 образованы из железобетона, соединительная часть между цилиндрической боковой стенкой 4 и верхней плитой 5 может образовывать общую часть(непрерывная конструкция) для получения неотчетливой границы. Защитная оболочка, в которой основные конструкции образованы из железобетона, в общем, носят название . Крышка 6 защитной оболочки образована из стали с целью ее демонтажа для дозаправки топлива. Существует такой тип оборудования, в котором над крышкой 6 защитной оболочки расположен бассейн с водным экраном (не показано). Кроме того,существует тип оборудования, в котором над верхней плитой 5 расположен бассейн с охлаждающей водой (не показан) пассивной предохранительной системы. Расчетная скорость утечки из защитной оболочки 3 составляет примерно 0,5 /день. В последние годы выполнятся исследования,согласно которым цилиндрическая боковая стенка 4 и верхняя плита 5 изготавливаются не из железобетона, а из композита сталь/бетон (композит). -композит получают посредством заливки бетона между двумя стальными плитами. Использование-композита устраняет необходимость укладки арматуры и позволяет получать модульные конструкции. В качестве примера, в котором -композит используется в ядерной энергетической установке, можно привести здание реактора АР 1000,спроектированное/. Патентный документ 1 выложенная публикация японской патентной заявки 2004-333357. Раскрытие изобретения В настоящее время общепризнанно, что из всех радиоактивных материалов, высвобождаемых из сердцевины в случае расчетной аварии,радиоактивные материалы в форме частиц оказывают наиболее вредное радиационное воздействие на окружающую среду. Прежде всего,максимальное вредное влияние оказывает радиоактивный йод в форме частиц. Радиоактивные материалы в форме частиц имеют высокую растворимость в воде и, таким образом, с трудом вытекают из уплотненного водой участка. Следует принять во внимание, что радиоактивный благородный газ и т.п. диффундирует в атмосферу,даже если он вытекает с расчетной скоростью утечки,чтобы способствовать меньшему радиационному излучению. Следовательно, для уменьшения дозы излучения в случае расчетной аварии важно свести к минимуму утечку радиоактивных материалов в виде частиц. Обычныйимеет конструкцию, в которой вода накапливается выше верхней плиты и крышки защитной оболочки, так чтобы даже в случае расчетной аварии радиоактивные материалы в виде частиц высвобождались внутри защитной оболочки,при этом высвобождаемые радиоактивные материалы в виде частиц с трудом поддаются вытеканию. Кроме того, хранение воды в бассейне подавления давления делает затруднительным вытекание радиоактивных материалов в виде частиц. Помимо этого, в случае расчетной аварии охладитель, вытекающий из корпуса реактора высокого давления, собирается в нижнем сухом колодце, поэтому радиоактивные материалы в виде частиц с трудом вытекают из нижнего сухого колодца. Таким образом, радиоактивные материалы в виде частиц, вытекающие в окружающую среду через трубчатую боковую стенку, которая не имеет никакого эффекта водяного уплотнения,увеличивают дозу излучения. В частности, в цилиндрической боковой стенке образовано некоторое количество каналов для электрических систем или трубопроводов и, фактически, утечка через цилиндрическую боковую стенку учитывает большую часть расчетной скорости утечек в защитной оболочке. Таким образом,для уменьшения дозы излучения в случае расчетной аварии необходимо предотвратить вытекание радиоактивных материалов в виде частиц через цилиндрическую боковую стенку и их выпуск в окружающую среду. В обычномпредусмотрено фильтрование радиоактивных материалов в виде частиц в случае расчетной аварии посредством использования резервной системы очистки газов (не показана). Однако в случае серьезной аварии может иметь место потеря энергии с остановкой резервной системы очистки газа, поэтому существует вероятность,что излишнее количество радиоактивных материалов в виде частиц может высвобождаться в окружающую среду. Кроме того, при серьезной аварии в топливе сердцевины образуется большое количество водорода за счет реакции металл - вода, в результате чего внутреннее давление защитной оболочки 3 поднимается до расчетного давления или выше(примерно до удвоенного расчетного давления). В частности, неконденсируемые газы, например,водород в большом количестве, образующийся из топлива сердцевины, и азот, имеющийся перед возникновением аварии,проходят через вентиляционные трубы 15, сопровождаемые паром в сухом колодце 8, к бассейну 14 для подавления давления, где неконденсируемые газы поступают в газовую фазу влажного колодца 9 для сжатия, что вызывает повышение внутреннего давления защитной оболочки 3. Давление пара в сухом колодце 8 немного превышает давление,вызываемое сжатием неконденсируемых газов в газовой фазе влажного колодца 9. При таких условиях высокого давления существует вероятность, что утечка из защитной оболочки 3 превышает расчетную скорость утечки. Задача настоящего изобретения состоит в том,чтобы предотвратить без применения внешнего источника энергии высвобождение радиоактивных материалов в виде частиц в окружающую среду в случае аварии на реакторе и ограничить внутреннее давление защитной оболочки до расчетного давления или менее для обеспечения безопасности. Для решения этой задачи по аспекту настоящего изобретения предлагается защитная оболочка,содержащая горизонтально продолжающуюся основную плиту, поддерживающую массу корпуса реактора высокого давления, в котором размещена сердцевина внутренний кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающий корпус реактора высокого давления и наружный кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающий в горизонтальном направлении наружную периферию внутреннего кожуха внутренний кожух включает в себя первую цилиндрическую боковую стенку, имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и верхний конец, расположенный выше, по меньшей мере, верхнего конца сердцевины и горизонтально окружающий периферию корпуса реактора высокого давления крышку защитной оболочки,закрывающую верхний участок корпуса реактора высокого давления первую верхнюю плиту,газонепроницаемо соединяющую периферию крышки защитной оболочки и верхний концевой участок первой цилиндрической боковой стенки сухой колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий корпус реактора высокого давления и влажный колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий бассейн подавления давления, соединенный с сухим колодцем с помощью вентиляционной трубы наружный кожух включает в себя вторую цилиндрическую боковую стенку, имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и окружающую наружную периферию первой цилиндрической боковой стенки вторую верхнюю плиту,газонепроницаемо соединяющую верхний конец второй цилиндрической боковой стенки и внутренний кожух и наружный колодец, который является пространством, газонепроницаемо окруженным второй цилиндрической боковой стенкой, второй верхней плитой и основной плитой. По другому аспекту настоящего изобретения предлагается ядерная энергетическая установка,содержащая защитную оболочку, включающую в себя горизонтально продолжающуюся основную плиту, поддерживающую массу корпуса реактора высокого давления, в котором размещена сердцевина внутренний кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающий корпус реактора высокого давления и наружный кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающий в горизонтальном направлении наружную периферию внутреннего кожуха внутренний кожух включает в себя первую цилиндрическую боковую стенку, имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и верхний конец, расположенный выше, по меньшей мере, верхнего конца сердцевины и горизонтально окружающий периферию корпуса реактора 3 высокого давления крышку защитной оболочки,закрывающую верхний участок корпуса реактора высокого давления первую верхнюю плиту,газонепроницаемо соединяющую периферию крышки защитной оболочки и верхний концевой участок первой цилиндрической боковой стенки сухой колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий корпус реактора высокого давления и влажный колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий бассейн подавления давления, соединенный с сухим колодцем с помощью вентиляционной трубы наружный кожух включает в себя вторую цилиндрическую боковую стенку, имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и окружающую наружную периферию первой цилиндрической боковой стенки вторую верхнюю плиту,газонепроницаемосоединяющую верхний конец второй цилиндрической боковой стенки и внутренний кожух и наружный колодец, который является пространством, газонепроницаемо окруженным второй цилиндрической боковой стенкой, второй верхней плитой и основной плитой. По настоящему изобретению двойная защитная функция позволяет удерживать радиоактивные материалы в виде частиц, высвобождаемые из топлива сердцевины в случае аварии на реакторе, в защитной оболочке, без применения внешнего источника энергии. Краткое описание чертежей Фиг.1 - вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по первому варианту выполнения настоящего изобретения Фиг.2 - вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по второму варианту выполнения настоящего изобретения Фиг.3 - вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по третьему варианту выполнения настоящего изобретения Фиг.4 - вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по четвертому варианту выполнения настоящего изобретения Фиг.5 - вид в вертикальном разрезе ядерной энергетической установки по пятому варианту выполнения настоящего изобретения Фиг.6 - вид в вертикальном разрезе, где показан пример защитной оболочки стандартного . Осуществление изобретения Варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на фиг.1-5. На фиг.1-5 одинаковые или подобные компоненты имеют такие же ссылочные номера, как и на фиг.6, и их описание будет опущено и будут даны пояснения только в отношении наиболее важных элементов. Первый вариант выполнения Первый вариант выполнения защитной оболочки по настоящему изобретению будет описан со ссылкой на фиг.1. На фиг.1 показан вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по первому варианту выполнения настоящего изобретения. Первый вариант выполнения настоящего изобретения отличается от представленного выше стандартного примера тем, что трубчатая боковая стенка защитной оболочки 3 является двойной. В частности, трубчатая боковая стенка образована первой цилиндрической боковой стенкой 4 а и второй цилиндрической боковой стенкой 4,которая окружает первую цилиндрическую боковую стенку 4 а с заданным расстоянием между ними. Кроме того, вторая верхняя плита 5 установлена таким образом, что она закрывает верхний участок второй цилиндрической боковой стенки 4. Вторая цилиндрическая боковая стенка 4 и вторая верхняя плита 5 также образуют находящиеся под давлением границы, контура, расчетное давление которых составляет примерно от 2,11 кг/см 2 примерно до 3,16 кг/см 2 изб. Верхний участок первой цилиндрической боковой стенки 4 а закрыт первой верхней плитой 5 а и крышкой 6 защитной оболочки. Расчетное давление этого участка составляет примерно 3,16 кг/см 2 изб. Конструкция,образованная первой цилиндрической боковой стенкой 4 а, первой верхней плитой 5 а, крышкой 6 защитной оболочки и сегментом 7 а горизонтально продолжающейся основной плиты 7,который расположен непосредственно под первой цилиндрической боковой стенкой 4 а, первой верхней плитой 5 а и крышкой 6 защитной оболочки, носит название внутренний кожух 17. С другой стороны,конструкция, образованная второй цилиндрической боковой стенкой 4, второй верхней плитой 5 и сегментом 7 горизонтально продолжающейся основной плиты 7,который расположен непосредственно под второй цилиндрической боковой стенкой 4 и второй верхней плитой 5,носит название наружный кожух 18. Кроме того,пространство, которое окружается наружными поверхностями первой цилиндрической боковой стенки 4 а, второй верхней плиты 5 и второй цилиндрической боковой стенки 4 и части 7 основной плиты 7,которая расположена непосредственно под первой цилиндрической боковой стенкой 4 а, второй верхней плитой 5 и второй цилиндрической боковой стенкой 4 носит название наружный колодец 19. На фиг.1 показан случай, когда вторая верхняя плита 5 расположена на такой же высоте, что и первая верхняя плита 5 а. Несмотря на то, что на фиг.1 показан пример, где первая и вторая верхние плиты 5 а и 5 соединены с первой цилиндрической боковой стенкой 4 а с обеих сторон, способ соединения этим не ограничивается. Например,может использоваться способ соединения, в котором первая и вторая верхние плиты 5 а и 5 соединены друг с другом в горизонтальном направлении,и верхний конец первой цилиндрической боковой стенки 4 а соединен с нижним участком соединенных верхних плит 5 а и 5. Кроме того, как вариант, первая и вторая верхние плиты 5 а и 5 и первая цилиндрическая боковая стенка 4 а могут быть соединены таким образом, чтобы соединительная часть между указанными компонентами образовывала непрерывную общую часть. Внутреннее пространство внутреннего кожуха 17 разделено на сухой колодец 8, в котором расположен корпус 2 реактора высокого давления, и влажный колодец (камера снижения давления, ) 9. Корпус 2 реактора высокого давления поддерживается опорой 10 корпуса с помощью юбки 11 корпуса. Опора 10 корпуса поддерживается основной плитой 7 с помощью цилиндрической опорной подушки 30. Другими словами, масса корпуса 2 реактора высокого давления, в конечном счете, поддерживается основной плитой 7. Часть пространства внутри сухого колодца 8 над юбкой 11 корпуса носит название верхний сухой колодец 12, и часть пространства внутри сухого колодца 8 ниже юбки 11 корпуса носит название нижний сухой колодец 13. Влажный колодец 9 установлен таким образом, что он окружает по периферии нижний сухой колодец 13 и имеет внутри бассейн 14 подавления давления. Сухой колодец 8 и влажный колодец 9 разделены перегородкой, которая включает в себя днище 16. Сухой колодец 8 и бассейн 14 подавления давления соединены друг с другом вентиляционными трубами 15. Сухой колодец 8 и влажный колодец 9, в целом,образуют цилиндрическое пространство,окруженное первой цилиндрической боковой стенкой 4 а. Первая цилиндрическая боковая стенка 4 а служит в качестве наружных стенок верхнего сухого колодца 12 и влажного колодца 9. В настоящем варианте выполнения высоты корпуса 2 реактора высокого давления и влажного колодца 9 немного увеличены по сравнению с высотами обычного , и верхний конец сердцевины 1 расположен на такой же высоте или ниже днища 16. Предусмотрена вентиляционная труба 20 газовой фазы, соединяющая участок газовой фазы влажного колодца 9 и наружный колодец 19. На впуске вентиляционной трубы 20 газовой фазы предусмотрена система 21 переключения изоляции и соединения. Система 21 переключения изоляции и соединения предназначена для закрывания во время нормальной работы реактора и открывания в случае аварии. Например, в качестве системы 21 переключения изоляции и соединения могут использоваться разрывной диск, вакуумный прерывающий клапан и автоматический изолирующий клапан. Разрывной диск приводится в действие для разрушения дискообразной разделительной перегородки, расположенной в трубе, и обеспечения сообщения с атмосферой, когда возникает заданный перепад давлений, и не служит для изоляции или закрывания после приведения в действие. Другими словами, атмосферная среда может протекать в прямом или обратном направлении через разрывной диск в зависимости от перепада давлении после приведения в действие. Вакуумный прерывающий клапан является высоконадежным обратным клапаном газовой фазы. Вакуумный прерывающий клапан приводится в действие для обеспечения сообщения с атмосферой,когда возникает заданный перепад давлений, и закрывается для прерывания протекания атмосферной среды, когда перепад давления становится небольшим. Атмосферная среда может протекать в прямом направлении через вакуумный прерывающий клапан, но не может протекать в обратном направлении. Этот клапан обычно используется в случае, когда требуется обеспечить высокую надежность для сообщения в прямом направлении и изоляции в обратном направлении. Автоматический изолирующий клапан обычно является клапаном с механическим приводом или клапаном с пневматическим приводом и предназначен для автоматического открывания и закрывания, когда возникает заданный перепад давлений. Этот клапан может удерживаться в открытом состоянии и возвращаться в закрытое состояние после открывания. Если клапан является клапаном с пневматическим приводом, он быстро приводится в действие, но при этом требуется аккумулятор. На этапе проектирования следует выбрать тип системы переключения изоляции и соединения. Функциональная отличительная характеристика,которая является общей для вышеуказанных типов системы 21 переключения изоляции и соединения,состоит в том, что они нормально обеспечивают изолированное состояние,но позволяют атмосферной среде протекать в прямом направлении, когда возникает заданный перепад давлений. Другими словами, любая из вышеперечисленных систем 21 переключения изоляции и соединения обеспечивает изолированное состояние, когда ядерный реактор работает в нормальном режиме, и участок газовой фазы влажного колодца 9 и наружного колодца 19 разделены. Кроме того,система 21 переключения изоляции и соединения будет поддерживать изолированное состояние, если имеет место случай переходного режима или незначительной потери охладителя, который не сопровождается ростом давления на участке газовой фазы влажного колодца 9. В результате случай переходного режима или незначительной потери охладителя может быть ограничен только до внутреннего кожуха 17. С этой целью, первая трубчатая боковая стенка 4 а не имеет участка с отверстием за исключением вентиляционной трубы 20 газовой фазы. С другой стороны, когда происходит большая потеря охладителя или серьезная авария,повышается давление на участке газовой фазы влажного колодца 9. Когда давление достигает перепада давления для приведения в действие системы 21 переключения изоляции и соединения,эта система 21 переключения изоляции и соединения открывается,что обеспечивает сообщение друг с другом участка газовой фазы влажного колодца 9 и наружного колодца 19. В 5 результате рост давления во внутреннем кожухе 17,который вызван неконденсируемым газом, таким как водород или азот, и аккумулируется на участке газовой фазы влажного колодца 9, высвобождается во внутренний кожух 18, тем самым, значительно ослабляя рост давления в защитной оболочке 3. Кроме того, в случае серьезной аварии большое количество водорода высвобождается внутрь защитной оболочки 3, и может произойти детонация водорода, если атмосферной средой в защитной оболочке 3 является воздух. Для устранения такого риска атмосфера внутри защитной оболочки 3,включая сюда наружный колодец 19, заменяется азотом для поддержания состояния, при котором концентрация кислорода будет меньше, чем концентрация обычного воздуха. В настоящем варианте выполнения, хотя это и не показано на фиг.1, бассейн 27 топлива (см. фиг.5) расположен над первой и второй верхними плитами 5 а и 5. Кроме того, над крышкой 6 защитной оболочки расположен водный экран 28 (см. фиг.5). В настоящем варианте выполнения имеется возможность поддерживать низкое внутреннее давление в случае серьезной аварии. Объем свободного пространства в наружном колодце 19 примерно в четыре раза превышает объем свободного пространства во влажном колодце 9. Следовательно, при серьезной аварии внутреннее давление защитной оболочки может быть уменьшено до четверти обычного уровня. Таким образом, в случае серьезной аварии имеется возможность легко уменьшить давление до уровня расчетного давления или меньше. Кроме того,по настоящему варианту выполнения в случае незначительной аварии, когда система 21 переключения изоляции и соединения не открывается,радиоактивные материалы заключаются в двойную защитную конструкцию,имеющую первую цилиндрическую боковую стенку 4 а и вторую цилиндрическую боковую стенку 4,что препятствует высвобождению радиоактивных материалов в окружающую атмосферу. Кроме того,и случае серьезной аварии достаточно открыть систему 21 переключения изоляции и соединения,чтобы внутреннее давление внутреннего кожуха 17 и давление наружного колодца 19 выровнялись, в результате чего перепад давления между внутренней стороной и наружной стороной первой цилиндрической боковой стенки 4 а становится незначительным, тем самым, препятствуя утечке радиоактивных материалов в виде частиц из сухого колодца 8 непосредственно через первую цилиндрическую боковую стенку 4 а. Радиоактивные материалы в виде частиц, находящиеся в сухом колодце 8, направляются внутрь бассейна 14 подавления давления по вентиляционным трубам 15 для растворения в воде бассейна подавления давления, и только незначительное количество радиоактивных материалов в виде частиц перемещается на участок газовой фазы влажного колодца. Затем незначительное количество радиоактивных материалов в виде частиц перемещается в наружный колодец 19 через систему 6 21 переключения изоляции и соединения, но ограничиваются наружным кожухом 18, в результате чего,по существу,полностью предотвращается утечка в окружающую среду. Хотя в случае серьезной аварии в наружный колодец 19 попадает большое количество водорода,атмосферная среда в наружном колодце 19 заменяется азотом для ограничения концентрации кислорода до низкого уровня, в результате чего устраняется риск детонации водорода. Как описано выше, по настоящему изобретению большое количество радиоактивных материалов в виде частиц, высвобождаемых из топлива сердцевины в случае аварии, может быть заключено внутри защитной оболочки посредством функции двойной защиты. Радиоактивные материалы могут быть заключены внутри защитной оболочки без внешнего источника энергии, а только с помощью пассивного средства, так чтобы даже в случае серьезной аварии в результате природной катастрофы, такой как сверхмощное землетрясение,имелась возможность обеспечить безопасность проживающих рядом жителей без необходимости эвакуации. Рост давления в защитной оболочке,вызванный большим количеством водорода,образующегося в сердцевине в случае серьезной аварии, может быть уменьшен до низкого уровня,так чтобы даже в случае сохранения условий серьезной аварии в течение длительного времени,имелась возможность предотвратить разрушение защитной оболочки из-за превышения давления и чрезмерную утечку. Второй вариант выполнения На фиг.2 показан вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по второму варианту выполнения настоящего изобретения. В настоящем варианте выполнения верхний конец второй цилиндрической боковой стенки 4 расположен ниже верхнего конца первой цилиндрической боковой стенки 4 а, и вторая верхняя плита 5 продолжается горизонтально ниже первой верхней плиты 5 а. В примере, показанном на фиг.2. вторая верхняя плита 5 соединена с первой цилиндрической боковой стенкой 4 а. Соединительная часть между второй верхней плитой 5 и первой цилиндрической боковой стенкой 4 а может образовывать общую часть. В настоящем варианте выполнения, когда бассейн 27 топлива (см. фиг.5) расположен над первой и второй верхними плитами 5 а и 5, часть бассейна 27 топлива, которая расположена над второй верхней плитой 5, может быть глубже части бассейна 27 топлива, которая расположена над первой верхней плитой 5 а. Третий вариант выполнения На фиг.3 показан вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по третьему варианту выполнения настоящего изобретения. В настоящем варианте выполнения часть наружного колодца 19 разделена непроницаемой под давлением разделительной перегородкой 22 с целью образования камеры 23 для оборудования с воздушной атмосферой. В камере 23 для оборудования может быть установлено такое оборудование как теплообменники системы удаления остаточного тепла или панели для различного электрооборудования. Другие конфигурации являются такими же, как и конфигурации по первому варианту выполнения. Объем наружного колодца 19 является достаточно большим, так чтобы часть наружного колодца 19 могла быть использована в качестве камеры 23 для оборудования. В частности,радиоактивные материалы в виде частиц не вытекают наружу бассейна 14 для подавления давления за счет уплотняющего эффекта воды бассейна подавления давления с целью эффективного использования этой области в качестве камеры 23 для оборудования. Кроме того, в настоящем варианте выполнения могут быть получены такие же эффекты, как и эффекты по первому варианту выполнения. Четвертый вариант выполнения На фиг.4 показан вид в вертикальном разрезе защитной оболочки по четвертому варианту выполнения настоящего изобретения. В настоящем варианте выполнения в нижней части наружного колодца 19 предусмотрен наружный бассейн 24,передний конец вентиляционной трубы 20 газовой фазы направлен к воде в наружном бассейне 24, и очищающее сопло 25 крепится к переднему концевому участку вентиляционной трубы 20 газовой фазы. Другие конфигурации являются такими же, как и конфигурации по первому варианту выполнения. Очищающее сопло 2, является, к примеру,соплом Вентури. Например, в качестве сопла Вентури может использоваться сопло, подобно очищающему соплу,спроектированному на предприятии , Швеция,для применения в случае серьезных аварий. Наружный бассейн 24 отделен от бассейна 14 для подавления давления первой цилиндрической боковой стенкой 4 а во избежание циркуляции воды между ними и ее смешивания. По настоящему варианту выполнения при открывании системы 21 переключения изоляции и соединения в случае аварии на реакторе, газ высокого давления из влажного колодца 9 направляется в воду в наружном бассейне 24 по вентиляционной трубе 20 газовой фазы. В это время в воде наружного бассейна 24 с помощью очищающего сопла 25 образуются мелкие пузырьки,и незначительное количество радиоактивных материалов в виде частиц, плавающих в газовой фазе влажного колодца 9, растворяются в воде наружного бассейна 24. По четвертому варианту выполнения имеется возможность не только получать такие же эффекты,как и эффекты по первому варианту выполнения, но также предотвращать вытекание радиоактивных материалов в виде частиц наружу из наружного колодца 19. С водой в наружном бассейне 24 может быть смешано такое вещество, как гидроокись натрия,которое увеличивает растворимость йода. Это обеспечивает более надежное растворение радиоактивного йода в воде наружного бассейна 24. Как вариант, нерадиоактивный йод эффективно может смешиваться с водой наружного бассейна 24. В этом случае, когда радиоактивный йод протекает в воду наружного бассейна 24, имеет место реакция замещения между радиоактивным органическим йодом и нерадиоактивным йодом, в результате чего эффективно удаляется радиоактивный органический йод. Пятый вариант выполнения На фиг.5 показан вид в вертикальном разрезе ядерной энергетической установки по пятому варианту выполнения настоящего изобретения. В настоящем варианте выполнения для защиты от крушения самолетов установлен верхний защитный экран 26, закрывающий верхний участок защитной оболочки со второй цилиндрической боковой стенкой 4 и второй верхней плитой 5 защитной оболочки 3 по взятому за основу второму варианту выполнения (фиг.2). На фиг.5 не показана вентиляционная труба 20 газовой фазы. Верхний защитный экран 26 не образует защитную оболочку 3 и, таким образом, не требуется, чтобы он был непроницаем под давлением. Кроме того, в настоящем варианте выполнения над первой верхней плитой 5 а и второй верхней плитой 5 расположен бассейн 27 для топлива, и над крышкой 6 защитной оболочки расположен водный экран 28. Бассейн 27 для топлива и водный экран 28 расположены внутри верхнего защитного экрана 26. По настоящему варианту выполнения имеется возможность защитить пассивную предохранительную систему (не показана) и бассейн для топлива, расположенный над верхними плитами 5 а и 5 защитной оболочки 3, от крушения самолетов. Защитный экран от крушения самолетов обычно устанавливается от основной плиты 7 и закрывает всю наружную периферию защитной оболочки 3(например, двойной защитной оболочки). С другой стороны, в настоящем варианте выполнения защитный экран установлен на второй цилиндрической боковой стенке 4, при этом вторая цилиндрическая боковая стенка используется как его часть с целью значительного снижения расходов и уменьшения количества материалов. Вторая цилиндрическая боковая стенка 4 имеет непроницаемую под давлением конструкцию и,таким образом, служит в качестве защитного экрана от крушения самолетов, устраняя необходимость применения дополнительного защитного экрана для защиты участка боковой стенки. Другими словами по настоящему варианту выполнения защитная оболочка 3 сама обеспечивает защиту с помощью наружного кожуха 18, тем самым, устраняя необходимость в дополнительном защитном экране для защиты участка боковой стенки. Другие варианты выполнения Вышеописанные варианты выполнения являются только пояснительными, и настоящее изобретение не ограничивается до этих вариантов. Например,отличительные характеристики соответствующих вариантов выполнения могут комбинироваться друг с другом самыми различными способами. В частности, несмотря на то, что верхний защитный экран 26 и т.п. добавлены к защитной оболочке второго варианта выполнения с целью получения пятого варианта выполнения,верхний защитный экран 26 может быть добавлен к защитным оболочкам первого, третьего или четвертого вариантов выполнения. Кроме того, вентиляционная трубка 20 газовой фазы может быть опущена в первом, втором,третьем и пятом вариантах выполнения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Защитная оболочка реактора, содержащая горизонтально продолжающуюся основную плиту, поддерживающую массу корпуса реактора высокого давления, в котором размещена сердцевина внутренний кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающийся корпус реактора высокого давления и наружный кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающий в горизонтальном направлении наружную периферию внутреннего кожуха внутренний кожух включает в себя первую цилиндрическую боковую стенку,имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и верхний конец, расположенный выше, по меньшей мере, верхнего конца сердцевины и горизонтально окружающий периферию корпуса реактора высокого давления крышку защитной оболочки, закрывающую верхний участок корпуса реактора высокого давления первую верхнюю плиту, газонепроницаемо соединяющую периферию крышки защитной оболочки и верхний концевой участок первой цилиндрической боковой стенки сухой колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий корпус реактора высокого давления и влажный колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий бассейн подавления давления, соединенный с сухим колодцем с помощью вентиляционной трубы наружный кожух включает в себя вторую цилиндрическую боковую стенку,имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и окружающий наружную периферию первой цилиндрической боковой стенки, при этом верхняя часть второй цилиндрической боковой стенки расположена не выше верхней части первой верхней плиты вторую верхнюю плиту, газонепроницаемо соединяющую верхний конец второй цилиндрической боковой стенки и внутренний кожух и наружный колодец,который является пространством, газонепроницаемо окруженным 8 второй цилиндрической боковой стенкой, второй верхней плитой и основной плитой, и вторая цилиндрическая боковая стенка и вторая верхняя плита образуют находящиеся под давлением границы, а атмосфера в сухом колодце и влажном колодце и атмосфера по меньшей мере в части пространства в наружном колодце замещена азотом для того, чтобы во время штатной эксплуатации реактора сделать концентрацию кислорода ниже,чем в воздухе. 2. Защитная оболочка по п.1, также содержит вентиляционную трубу газовой фазы,соединяющую участок газовой фазы влажного колодца и наружный колодец и систему переключения изоляции и соединения,установленную на вентиляционной трубе газовой фазы и предназначенную для закрывания во время нормальной работы реактора и открывания в случае аварии на реакторе. 3. Защитная оболочка по п.1, в которой часть наружного колодца разделена для образования камеры для оборудования с воздушной атмосферой и атмосферная среда в наружном колодце, за исключением камеры для оборудования, во время нормальной работы реактора заменяется азотом, так чтобы концентрация кислорода была ниже концентрации нормального воздуха. 4. Защитная оболочка по п.1 или 2, в которой в нижней части наружного колодца предусмотрен наружный бассейн, где собирается вода. 5. Защитная оболочка по п.4, в которой передний конец вентиляционной трубы газовой фазы расположен в воде наружного бассейна. 6. Защитная оболочка по п.5, в которой к переднему концу вентиляционной трубы газовой фазы закреплено очищающее сопло. 7. Защитная оболочка по п.4, в которой вещество,увеличивающее растворимость радиоактивного йода, смешено с водой в наружном бассейне. 8. Защитная оболочка по п.4, в которой нерадиоактивный йод смешивается с водой в наружном бассейне. 9. Ядерная энергетическая установка,содержащая защитную оболочку, включающую в себя горизонтально продолжающуюся основную плиту, поддерживающую массу корпуса реактора высокого давления, в котором размещена сердцевина внутренний кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающийся корпус реактора высокого давления и наружный кожух, расположенный на основной плите и газонепроницаемо закрывающий в горизонтальном направлении наружную периферию внутреннего кожуха внутренний кожух включает в себя первую цилиндрическую боковую стенку,имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и верхний конец, расположенный выше, по меньшей мере, верхнего конца сердцевины и горизонтально окружающий периферию корпуса реактора высокого давления крышку защитной оболочки, закрывающую верхний участок корпуса реактора высокого давления первую верхнюю плиту, газонепроницаемо соединяющую периферию крышки защитной оболочки и верхний концевой участок первой цилиндрической боковой стенки сухой колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий корпус реактора высокого давления и влажный колодец, образующий часть первой цилиндрической боковой стенки и содержащий бассейн подавления давления, соединенный с сухим колодцем с помощью вентиляционной трубы наружный кожух включает в себя вторую цилиндрическую боковую стенку,имеющую нижний конец, соединенный с основной плитой, и окружающий наружную периферию первой цилиндрической боковой стенки, при этом верхняя часть второй цилиндрической боковой стенки расположена не выше верхней части первой верхней плиты вторую верхнюю плиту,газонепроницаемо соединяющую верхний конец второй цилиндрической боковой стенки и внутренний кожух и наружный колодец,который является пространством, газонепроницаемо окруженным второй цилиндрической боковой стенкой, второй верхней плитой и основной плитой, и вторая цилиндрическая боковая стенка и вторая верхняя плита образуют находящиеся под давлением границы,а атмосфера в сухом колодце и влажном колодце и атмосфера по меньшей мере в части пространства в наружном колодце замещена азотом для того,чтобы во время штатной эксплуатации реактора сделать концентрацию кислорода ниже, чем в воздухе. 10. Ядерная энергетическая установка по п.9,в которой бассейн для топлива расположен над первой и второй плитами. 11. Ядерная энергетическая установка по п.п.9 или 10, дополнительно содержащая верхний защитный экран, закрывающий верхний участок защитной оболочки, в которой верхний защитный экран установлен на второй цилиндрической боковой стенке и на второй верхней плите защитной оболочки, используемой в качестве основания, а не проходит вверх от основной плиты.

МПК / Метки

МПК: G21C 13/00, G21C 9/00

Метки: энергетическая, защитная, установка, ядерная, оболочка

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/12-30500-zashhitnaya-obolochka-i-yadernaya-energeticheskaya-ustanovka.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Защитная оболочка и ядерная энергетическая установка</a>

Похожие патенты