Комплекс контроля безопасного состояния ядерной энергетической установки на затонувшем объекте

Изобретение относится к технике определения безопасного состояния ядерного реактора для выявления потенциальной опасности радиационного воздействия на людей и окружающую среду. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности получения информации о состоянии исследуемого объекта. Предложенный комплекс включает в себя глубоководный герметичный спускаемый аппарат с содержащейся в нем измерительной и регистрирующей аппаратурой и блок детектирования гамма-излучения в отдельной глубоководной герметичной капсуле. Кроме того, комплекс дополнен глубоководным герметичным контейнером, в котором расположен блок коммутации электрических сигналов, блоками детектирования нейтронного излучения, датчиками измерения температуры ядерного реактора, датчиками конечного положения рабочих органов компенсации реактивности и стержней аварийной защиты, датчиками наличия воды в районе расположения блоков детектирования нейтронного и гамма-излучения При этом каждый блок детектирования нейтронного излучения и каждый из упомянутых датчиков заключены каждый в отдельную глубоководную герметичную капсулу и связаны с расположенным в глубоководном герметичном контейнере блоком коммутации электрических сигналов, который связан с измерительной аппаратурой и системой регистрации, обработки и передачи информации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и касается вопросов определения безопасного состояния ядерного реактора (подкритичен или нет) и измерения плотности потоков гамма-излучения и потоков нейтронов внутри затонувшего объекта с целью оценки состояния барьеров безопасности реакторных установок, определяющих потенциальную опасность радиационного воздействия на персонал, участвующий в работах, и возможное радиоактивное загрязнение окружающей среды, обусловленное проводимыми работами.

Известен комплекс контроля безопасного состояния ядерной энергетической установки (ЯЭУ) на затонувшем объекте, включающий погружной гамма-спектрометр и глубоководный спускаемый обитаемый аппарат (см. "Океанологические исследования и подводные работы на месте гибели атомной подводной лодки "Комсомолец", Москва, изд-во "Наука", 1996 г.), принятый в качестве прототипа. Погружной спектрометр гамма-излучения состоит из блока детектирования гамма-излучения в отдельной глубоководной герметичной капсуле с герметичным выводом кабеля и измерительной и регистрирующей аппаратуры, размещенной в глубоководном герметичном спускаемом аппарате, соединенной с блоком детектирования гамма-излучения через штатные герметичные вывод и разъем.

Однако указанный комплекс не позволяет однозначно определить состояние реакторов (заглушены они или работают на мощности) и состояние барьеров безопасности реакторных установок, так как располагается вне затонувшего объекта. В этом случае уровень гамма-излучения и его спектр, измеряемые гамма-спектрометром, в сильной степени зависят от расстояния от источника радиоактивности до блока детектирования гамма-излучения из-за хорошего поглощения гамма-квантов в воде. Затрудняет проведение измерений и то, что все точки, в которых можно проводить измерения информативных параметров, располагаются в недоступных местах при нахождении затонувшего объекта на морском дне. Кроме того, указанное устройство, в принципе, не дает сведений о положении рабочих органов компенсации реактивности и аварийной защиты и соответственно о глубине подкритичности реактора. Также указанное устройство не позволяет получать информацию в процессе подъема, транспортировки и постановки в док затонувшего объекта.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности получения информации о состоянии ЯЭУ с целью снижение риска в ходе проведения аварийно-спасательных работ, подъеме, транспортировке и постановки в док затонувшего объекта.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый комплекс дополнен глубоководным герметичным контейнером, в котором расположен блок коммутации электрических сигналов, имеющим герметичный вывод с герметичным разъемом для комплексной проверки аппаратуры, блоками детектирования нейтронного излучения, датчиками измерения температуры ядерного реактора, датчиками конечного положения рабочих органов компенсации реактивности и стержней аварийной защиты, датчиками наличия воды в районе расположения блоков детектирования нейтронного и гамма-излучения. Причем каждый блок детектирования нейтронного излучения и каждый из упомянутых датчиков заключены каждый в отдельную глубоководную герметичную капсулу и связаны через герметичные выводы и герметичные разъемы с расположенным в глубоководном герметичном контейнере блоком коммутации электрических сигналов, который через герметичные разъемы и герметичные выводы в глубоководном герметичном контейнере, корпусе затонувшего объекта и глубоководного спускаемого аппарата связан с размещенными в глубоководном герметичном спускаемом аппарате с измерительной аппаратурой и соединенной с ней системой регистрации, обработки и передачи информации. При этом каждая глубоководная герметичная капсула и глубоководный герметичный контейнер помещены в защитные устройства для предохранения от пожара и от больших статических и динамических нагрузок и размещены на затонувшем объекте. Глубоководный спускаемый аппарат выполнен с возможностью ручного и автоматического соединения с герметичным разъемом на корпусе затонувшего объекта для получения электрических сигналов от блока коммутации, а также с возможностью передачи информации, принятой от затонувшего объекта, на приемные устройства аварийно-спасательных служб и с возможностью управления его измерительной аппаратурой и системой сбора, регистрации, обработки и передачи информации этими аварийно-спасательными службами.

Кроме того, глубоководный герметичный спускаемый аппарат закреплен на объекте и соединен с герметичным разъемом на корпусе затонувшего объекта.

Введение глубоководного герметичного контейнера, располагающегося внутри затонувшего объекта, в котором расположен блок коммутации электрических сигналов, а также размещение его и каждую глубоководную герметичную капсулу в защитные устройства для предохранения их от пожара, больших статических и динамических нагрузок позволяют резко увеличить живучесть электронной и электрической аппаратуры в случае затопления объекта на больших глубинах и возникновении неблагоприятных факторов в случае пожара, при столкновении с другими объектами, ударе о грунт и взрывах различных устройств.

Оборудование контейнера герметичным выводом с герметичным разъемом позволяет в процессе эксплуатации объекта производить комплексную проверку аппаратуры.

Введение в состав комплекса контроля дополнительно средств измерения плотности нейтронного потока и температуры реактора позволяет с большей надежностью определить состояние реактора (работает на мощности или заглушен), так как уменьшается вероятность одновременного отказа всех средств измерения по общей причине в силу различных принципов проведения измерений, а включение средств определения конечного положения органов компенсации реактивности и аварийной защиты позволяет оценить величину подкритичности, что крайне важно для дальнейшего прогнозирования поведения реактора, введение же датчиков наличия воды в районе расположения вышеупомянутых датчиков и блоков детектирования нейтронного и гамма-излучения позволяет ввести поправки на ослабление ионизирующего излучения из-за поглощения в воде.

Система регистрации, обработки и передачи информации позволяет опросить все средства измерения, произвести необходимые вычисления, определить степень разгерметизации оболочек тепловыделяющих элементов и первого контура реакторной установки, а также приход рабочих органов компенсации реактивности и стержней аварийной защиты в крайнее нижнее положение и передать полученную информацию на приемные устройства аварийно-спасательных служб.

Выполнение глубоководного спускаемого аппарата с учетом возможности его закрепления на затонувшем объекте и замены позволяет проводить измерения в процессе его подъема, транспортировки и постановки в док, а системы регистрации, обработки и передачи информации на приемные устройства, расположенные на судах аварийно-спасательных служб, позволяет осуществлять контроль за состоянием ЯЭУ на всех этапах проведения аварийно-спасательных работ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен комплекс контроля безопасного состояния ядерной энергетической установки на затонувшем объекте.

Комплекс включает глубоководный герметичный спускаемый аппарат 1, размещаемый снаружи от затонувшего объекта 2, расположенный внутри объекта 2 глубоководный герметичный контейнер 3, в котором расположен блок коммутации электрических сигналов 4. Снаружи от глубоководного герметичного контейнера 3 расположены связанные с блоком коммутации электрических сигналов 4 блоки детектирования гамма-излучения 5, блоки детектирования нейтронного излучения 6, датчики измерения температуры 7 ядерного реактора, датчики конечного положения рабочих органов компенсации реактивности и стержней аварийной защиты 8, датчики наличия воды 9 в районе расположения вышеупомянутых блоков детектирования 5, 6 (показаны по одному блоку детектирования 5, 6 и одному датчику 7, 8, 9). В зависимости от типа объекта необходимое количество датчиков может быть различным. Каждый блок детектирования 5, 6 и каждый датчик 7, 8, 9 помещены в отдельную глубоководную герметичную капсулу 10 с герметичным выводом 11 и соединены с блоком коммутации электрических сигналов 4 с помощью электрических кабелей 12 через герметичные разъемы 13 и герметичные вводы 14 в корпусе глубоководного герметичного контейнер 3. Блок коммутации электрических сигналов 4 с помощью электрического кабеля 15 через герметичный вывод 16 в корпусе глубоководного герметичного контейнера 3 и герметичный разъем 17, через герметичные разъемы 18 и герметичный вывод 19 в корпусе объекта 2, а также через герметичный разъем 20 и герметичный ввод 21 в корпусе глубоководного спускаемого аппарата 1 соединен с измерительной аппаратурой 22, связанной с системой 23 регистрации, обработки и передачи информации. Блок коммутации электрических сигналов 4 соединен также через герметичный вывод 24 с герметичным разъемом 25 для комплексной проверки аппаратуры.

Каждая глубоководная герметичная капсула 10 и глубоководный герметичный контейнер 3 помещены в защитные устройства (не показаны) для предохранения от пожара и больших статических и динамических нагрузок.

Защитные устройства для предохранения глубоководных герметичных капсул 10 и глубоководного герметичного контейнера 3 от пожара больших статических и динамических нагрузок на чертеже не показаны.

Комплекс контроля безопасного состояния ядерной энергетической установки на затонувшем объекте работает следующем образом. После определения места затонувшего объекта глубоководный спускаемый аппарат в ручном или автоматическом режиме подсоединяется к герметичному разъему 18 снаружи корпуса затонувшего объекта 2. По команде аварийно-спасательных служб включаются измерительная аппаратура 22 и система регистрации, обработки и передачи информации 23, которая в соответствии с заданным алгоритмом работы начинает производить опрос измерительной аппаратуры 22, регистрировать полученную информацию, обрабатывать ее и передавать аварийно-спасательным службам.

В случае, если глубоководный герметичный спускаемый аппарат 1 закреплен на корпусе объекта 2, то в соответствии с инструкциями по эксплуатации измерительной аппаратуры 22 и системы регистрации, обработки и передачи информации 23 через герметичный разъем 25 производится периодическая комплексная проверка аппаратуры.

1. Комплекс контроля безопасного состояния ядерной энергетической установки на затонувшем объекте, включающий глубоководный герметичный спускаемый аппарат, погружной спектрометр гамма-излучения, состоящий из блока детектирования гамма-излучения в отдельной глубоководной герметичной капсуле с герметичным выводом кабеля, и размещенные в глубоководном герметичном спускаемом аппарате, имеющим штатные герметичные выводы и разъемы, измерительную и регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что он дополнен глубоководным герметичным контейнером, в котором расположен блок коммутации электрических сигналов, имеющим герметичный вывод с герметичным разъемом для комплексной проверки аппаратуры, блоками детектирования нейтронного излучения, датчиками измерения температуры ядерного реактора, датчиками конечного положения рабочих органов компенсации реактивности и стержней аварийной защиты, датчиками наличия воды в районе расположения блоков детектирования нейтронного и гамма-излучения, причем каждый блок детектирования нейтронного излучения и каждый из упомянутых датчиков заключены каждый в отдельную глубоководную герметичную капсулу и связаны через герметичные выводы и герметичные разъемы с расположенным в глубоководном герметичном контейнере блоком коммутации электрических сигналов, который через герметичные разъемы и герметичные выводы в глубоководном герметичном контейнере, корпусе затонувшего объекта и глубоководном спускаемом аппарате связан с размещенными в глубоководном герметичном спускаемом аппарате с измерительной аппаратурой и соединенной с ней системой регистрации, обработки и передачи информации, при этом каждая глубоководная герметичная капсула и глубоководный герметичный контейнер помещены в защитные устройства для предохранения от пожара и от больших статических и динамических нагрузок и размещены на затонувшем объекте, причем глубоководный спускаемый аппарат выполнен с возможностью ручного и автоматического соединения с герметичным разъемом на корпусе затонувшего объекта для получения электрических сигналов от блока коммутации, а также с возможностью передачи информации, принятой от затонувшего объекта, на приемные устройства аварийно-спасательных служб и с возможностью управления его измерительной аппаратурой и системой регистрации, обработки и передачи информации этими аварийно-спасательными службами.

2. Комплекс контроля безопасного состояния ядерной энергетической установки на затонувшем объекте по п.1, отличающийся тем, что глубоководный герметичный спускаемый аппарат закреплен на объекте и соединен с герметичным разъемом на корпусе затонувшего объекта.