Способ изготовления керамического материала для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора



Владельцы патента RU 2517436:

Закрытое акционерное общество "НПО Петропромсервис" (RU)

Изобретение относится к способу изготовления керамического жертвенного материала для устройства локализации расплава ядерного реактора, который включает приготовление шихты, содержащей компоненты оксид железа, оксид алюминия, добавку поглотителя нейтронов и активатор спекания, помол и обжиг порошка. При этом первоначально производят совместный помол оксида алюминия, добавки поглотителя нейтронов и активатора спекания, а затем дополнительный совместный помол всех компонентов шихты до достижения размера зерна порошка менее 10 мкм. Способ позволяет с меньшими трудо- и энергозатратами получить материал хорошего качества. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технологии керамических материалов для атомной энергетики, предназначенных для снижения энтальпии, восстановительного потенциала и плотности кориума в случае внекорпусной аварии ядерных реакторов типа ВВЭР и размещаемых с этой целью в устройстве локализации расплава. При тяжелой аварии ядерного реактора с потерей теплоносителя в результате неконтролируемого разогрева топливных элементов образуется расплав (кориум) за счет плавления и разрушения топливных сборок и внутрикорпусных устройств ядерного реактора. Кориум в качестве основных составляющих содержит оксиды урана и циркония в оксидной фазе, а также уран, цирконий и элементы металлических конструкций в металлической фазе бассейна расплава [Асмолов В.Г. Концепция управления тяжелыми авариями на АЭС с ВВЭР. «Вопросы безопасности АЭС с ВВЭР. Исследование процесса при запроектных авариях с разрушением активной зоны». Тр.науч.пр. семинара, СПб, 12-14 сентября 2000 г. СПб.: Изд. АЭП, 2000, с.1-22]. После разрушения корпуса реактора расплавленный кориум поступает в устройство локализации расплава, которое должно обеспечить его захолаживание и удержание на неограниченно долгое время без серьезных повреждений конструкций контейнмента и экологических последствий для окружающей среды.

Уровень техники

Кориум, по расчетам, имеет высокую температуру - до 3000 К и высокую химическую активность. Имеются две принципиально различные концепции для решения этой проблемы. По первой концепции [Fischer М. Main Features of the EPR Melt Retention Concept, OECD Wockshop on Ex-Vessel Debris Coolability. Karlsruhe, Germany, 15-18 November, 1999, 10 p.] расплав из корпуса вытекает в накопитель, где теряет часть тепла на плавление жертвенных материалов, в качестве которых используются бораты лития, натрия, калия; оксиды магния, кальция, стронция и бария; фосфаты или карбонаты этих же элементов [Патент США 4,121,970].

По второй концепции [Асмолов В.Г., Безлепкин В.В., Кухтевич И.В., и др. Концепция локализации расплава кориума при внекорпусной стадии запроектной аварии АЭС с ВВЭР-1000. «Вопросы безопасности АЭС с ВВЭР. Исследование процесса при запроектных авариях с разрушением активной зоны». Тр. науч.пр. семинара, СПб, 12-14 сентября 2000 г.СПб.: Изд. АЭП, 2000, с.23-36] при аварии расплав и фрагменты конструкции реактора попадают через направляющую воронку в устройство локализации расплава, где за счет взаимодействия с жертвенным материалом происходит окисление металлических компонентов кориума, снижение плотности расплава, снижение энтальпии расплава до уровня, при котором к моменту выхода расплава к водоохлаждаемым стенкам устройства локализации расплава не происходит кризиса теплообмена. Конструкция такого устройства локализации расплава (УЛР) запатентована [Патент РФ 2165106].

Предлагаемое изобретение относится к области технологии неметаллических (оксидных) материалов, обозначаемых в настоящее время термином - жертвенные материалы, предназначенных для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых ядерных реакторов при запроектной аварии. Одним из видов жертвенных материалов являются керамические жертвенные материалы, размещаемые внутри цилиндрической емкости устройства локализации расплава. В случае запроектной аварии такие керамические материалы должны работать при высоких температурах в контакте с кориумом, взаимодействовать с последним, изменяя его плотность, энтальпию и восстановительный потенциал.

К жертвенным материалам керамического типа для устройства локализации расплава предъявляется ряд требований:

1. Жертвенный материал, находящийся непосредственно в УЛР, должен при любом вероятном сценарии аварии:

- снижать энтальпию кориума;

- образовывать неограниченные растворы с расплавом оксидной фазы кориума;

- окислять наиболее агрессивные компоненты кориума - металлические уран и цирконий без образования газообразных продуктов реакций;

- температура солидуса многокомпонентного оксидного расплава, образовавшегося после взаимодействия кориума с жертвенным материалом, должна быть минимальной.

2. Плотность жертвенных неметаллических материалов должна обеспечить уменьшение плотности образующегося оксидного расплава до значений, меньших плотности расплавленной стали.

3. При соблюдении вышеперечисленных требований жертвенный материал должен иметь также достаточную прочность на сжатие (не менее 20 МПа) для обеспечения механической надежности конструкции УЛР.

Анализ принципов подбора жертвенного материала для ловушки расплава по второй концепции показал, что оптимальным составом является смесь оксидов железа и алюминия, близкая по составу к эквимолярной смеси [Асмолов В.Г., Загрязкин В.Н., Удалов Ю.П. и др. Выбор жертвенного материала ловушки для удержания расплава активной зоны ВВЭР-1000. - Атомная энергия, 2002, т.92, вып.1, с.7-18]. Эксперименты показали, что такой жертвенный материал эффективно взаимодействует как с оксидной компонентой кориума, так и с металлической компонентой кориума (цирконием). Для предотвращения явления вторичной критичности в жертвенные материалы рекомендуется вводить поглотители нейтронов - например, оксид гадолиния GcbCb, обладающий аномально высоким сечением захвата тепловых нейтронов. Известны разновидности оксидных материалов для использования в рассматриваемых целях: например, керамические материалы на основе SiO2, Al2O3, ZrO2, MgO, VO2, ThO2, a также оксидов железа и алюминия [Патент США 5,343,506]. Однако авторы этого патента не уточняют количественный состав керамического материала и его характеристики (плотность, пористость и т.д.), нет в этом патенте и обоснования оптимального состава. Предлагаемый в патенте США 5,343,506 материал не способен решать одну из важных функций жертвенного материала - окисление металлического циркония и хрома в кориуме, так как не содержит в достаточном количестве оксидов, способных легко и в значительных количествах отдавать кислород.

Известны составы керамических материалов на основе оксидов железа и алюминия, в которых для достижения необходимой плотности и прочности в результате высокотемпературного спекания вводятся различные добавки. Так в патенте США 4,810,290 для обеспечения спекания железосодержащей руды вводится до 2 мас.% оксида кальция CaO. Для аналогичных целей в железную руду (состоящую в основном из магнетита Fe304) предлагается вводить до 0,8 мас.% силикатов щелочных элементов [патент США 6,293,994], либо коллоидный кремнезем [патент США 6,384,126], либо высокоглиноземистый цемент в количестве от 3 до 30 мас.% [патент США 6,409,964]. К недостаткам таких материалов с точки зрения их использования в качестве жертвенных материалов ловушки расплава ядерного реактора относится то, что при их синтезе при высоких температурах происходит частичная потеря гематитом кислорода с переходом его в магнетит (надо отметить, что этой цели и добивались авторы перечисленных патентов) и то, что плотность и прочность керамического материала не контролировалась.

Известен способ изготовления синтетического огнеупорного материала на основе смеси оксида железа и алюминия с соотношением в исходной шихте Pe2O3:Al2O3 от 30:70 до 60:40 и добавкой оксида магния MgO от 20 до 60 мас.% [патент Канады 2379885]. В этом керамическом материале наряду с комплексом свойств, частично удовлетворяющих требования к неметаллическим жертвенным материалам для УЛР (низкая температура плавления, растворимость в неограниченном интервале концентраций в расплавленном кориуме, способность понижать плотность кориума), имеются следующие недостатки: использование MgO в качестве добавки, активирующей спекание, приводит к интенсивной потере оксидом Pe2O3 на стадии обжига части кислорода с переходом в магнетит Fe2O4, так как для достижения достаточной прочности (величина ее в патенте не указана) керамический материал обжигается при температуре от 1350 до 1600°C. В результате материал лишается части своих ценных свойств (оксид железа Fe2O3 при этих условиях разлагается до Pe3O4 с выделением 3,1% кислорода от массы оксида железа). Кроме того, выделение на стадии обжига кислорода из Fe2O3 затрудняет спекание, что не позволяет однократным обжигом получить необходимую объемную плотность керамического материала. Причина такого поведения гематита при использовании в качестве активатора спекания добавки оксида магния заключается в следующем. При диффузии двухвалентных ионов магния в кристаллическую решетку оксида трехвалентного железа Fe2O3 происходит встраивание ионов магния на места ионов железа с образованием вакансий по кислороду для компенсации недостатка заряда в катионной подрешетке. В результате образуется дефект Шоттки, при котором ион кислорода мигрирует к поверхности, где теряет заряд и покидает кристаллическую решетку с образованием газообразного кислорода. Такой характер взаимодействия наблюдается для всех одновалентных и двухвалентных катионов (которые в потенциале могли бы быть легкоплавкими активаторами спекания). Катионы трехвалентных металлов не могут быть активаторами спекания, так как, как правило, имеют очень высокую температуру плавления (выше, чем у оксида железа). Катионы четырехвалентных и пятивалентных металлов в принципе могут быть активаторами спекания для трехвалентного оксида железа, так как при их диффузии в кристаллическую решетку оксида Fe2O3 катионы металлов замещают катионы трехвалентного железа с образованием вакансий в катионной подрешетке для компенсации избытка заряда (то есть, образуются дефекты Шоттки за счет ухода катионов железа на поверхность кристалла), а подрешетка ионов кислорода остается неизменной и потери кислорода не происходит.

Известны составы шихты для изготовления жертвенных керамических изделий из керамики на основе оксидов железа и алюминия, в которые для активации спекания основных оксидов вводится оксид кремния в чистом виде до 4 мас.% [патент RU 2178924], либо оксид кремния в составе каолина, содержание которого в шихте в 2,1-2,3 раза превышает заданное содержание диоксида кремния в материале [патент RU 2206930].

Наиболее близким способом (прототипом) получения жертвенного керамического материала из оксидов железа и алюминия является техническое решение по патенту RU 2206930. Согласно этому патенту изготовление жертвенного керамического материала включает, в частности, следующие операции: подготовку шихты из оксидов железа и алюминия, диоксида кремния, помол ее с получением пресс-порошка, прессование образцов определенной конфигурации и размера, последующий обжиг с выдержкой в течение 2-14 часов. Продукт обжига далее подвергают дроблению, помолу, фракционированию и повторному прессованию. Завершающей операцией является повторный высокотемпературный обжиг с выдержкой в течение 4-14 часов.

Очевидно, что рассматриваемый способ, включающий двукратную высокотемпературную обработку, дробление обожженных брикетов после первого обжига, повторное прессование изделия, является весьма трудо- и энергозатратным, что диктует необходимость его замены более совершенным.

Сущность изобретения

Керамический материал на базе оксидов алюминия и железа должен обеспечивать максимально возможное количество связанного кислорода в виде соединений на основе Fe2О3 и иметь заданную объемную плотность (от 3,6 до 4,0 г/см3) после однократного обжига. Принципиально возможны следующие варианты решения задачи получения керамического материала со свойствами, сопоставимыми с материалом, описанным в патенте RU 2206930, с использованием однократной высокотемпературной обработки:

1) интенсификация обжига за счет введения в шихту специальных добавок, называемых минерализаторами;

2) интенсификация обжига за счет использования механоактивации шихты.

Не исключено применение одновременно и первого и второго варианта, поскольку они вполне совместимы. Ранее была показана эффективность первого варианта, что описано в Евразийском патенте №003961. Настоящее изобретение использует комбинированный способ интенсификации спекания.

Для этого в способе изготовления керамического жертвенного материала для устройства локализации расплава ядерного реактора, включающем приготовление шихты, содержащей компоненты оксид железа, оксид алюминия, добавку поглотителя нейтронов и активатор спекания, помол и обжиг порошка, первоначально производят совместный помол оксида алюминия, добавки поглотителя нейтронов и активатора спекания, а затем дополнительный совместный помол всех компонентов шихты до достижения размера зерна порошка менее 10 мкм.

Таким образом, учитывая большое различие в размолоспособности оксидов железа и алюминия, первоначально измельчают твердые оксид алюминия совместно с активатором спекания. Оксид железа добавляют при выполнении дополнительного помола шихты. Это рационализирует технологию. Также выбранный состав и порядок подготовки шихты повышает содержание остаточного количества реакционно-способного кислорода в оксиде железа и активирует спекание оксидов при сравнительно низких температурах спекания. Эффективность предлагаемого способа определяется тем, что тонко размолотый оксид алюминия и оксид кремния из активатора спекания при нагреве уже при 1200°C начинает образовывать мелкозернистый муллит, который, с одной стороны, предотвращает возможность образования герцинита (соединения FeAl2O4 с пониженным содержанием кислорода по сравнению с гематитом Fe2O3), а с другой, повышает прочность керамики.

В конкретной форме выполнения способа шихта содержит оксид железа 62-75 мас.%, оксид алюминия 25-38 мас.%, добавку оксида гадолиния в количестве до 0,15 мас.% в качестве поглотителя нейтронов и до 5 мас.% сверх содержания компонентов активатора спекания в виде оксида кремния в чистом виде или в составе бентонитовой глины. Бентонитовая глина выполняет роль как связующего и пластификатора при брикетировании образцов, так и минерализатора - активатора спекания.

В другом частном случае помол оксида алюминия, добавки поглотителя нейтронов и активатора спекания производят до достижения размера зерна порошка менее 10 мкм.

В другом частном случае обжиг производят при температуре 1320-1350°C в течение 3-6 часов.

В другом частном случае керамический материал после однократного обжига имеет плотность 3,6-4,0 г/см3 и прочность на сжатие не менее 20 МПа.

Предлагаемый способ был реализован на известном технологическом оборудовании для вибрационного помола с использованием вибрационной мельницы и обжига в печи в воздушной атмосфере. Результаты в виде примеров сведены в таблицу. Как видно из таблицы, получаемый по предлагаемому способу материал имеет характеристики, вполне сопоставимые с материалами двукратного обжига как по плотности, так и по прочности на сжатие.

1. Способ изготовления керамического жертвенного материала для устройства локализации расплава ядерного реактора, включающий приготовление шихты, содержащей компоненты оксид железа, оксид алюминия, добавку поглотителя нейтронов и активатор спекания, помол и обжиг порошка, отличающийся тем, что первоначально производят совместный помол оксида алюминия, добавки поглотителя нейтронов и активатора спекания, а затем дополнительный совместный помол всех компонентов шихты до достижения размера зерна порошка менее 10 мкм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шихта содержит оксид железа 62-75 мас.%, оксид алюминия 25-38 мас.%, добавку оксида гадолиния в количестве до 0,15 мас.% в качестве поглотителя нейтронов и до 5 мас.% сверх содержания компонентов активатора спекания в виде оксида кремния или бентонитовой глины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что помол оксида алюминия, добавки поглотителя нейтронов и активатора спекания производят до достижения размера зерна порошка менее 10 мкм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжиг производят при температуре 1320-1350°C в течение 3-6 часов.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что керамический материал после однократного обжига имеет плотность 3,6-4,0 г/см3 и прочность на сжатие не менее 20 МПа.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики и предназначено для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых реакторов (кориума) при запроектной аварии с выходом расплава из корпуса.

Изобретение относится к системам для локализации и охлаждения расплавленного корпуса при аварийном выходе его за пределы корпуса реактора. .

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики и предназначено для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых реакторов-кориума при запроектной аварии с выходом расплава из корпуса.

Изобретение относится к материалам, предназначенным для снижения радиоэкологических последствий тяжелой аварии и для иммобилизации радионуклидов. .

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики и предназначено для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых реакторов (кориума) при запроектной аварии с выходом расплава из корпуса.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к жертвенным материалам, предназначенным для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых ядерных реакторов при запроектной аварии.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к технологии получения материалов, предназначенных для обеспечения локализации расплава активной зоны корпусных водоохлаждаемых ядерных реакторов.

Изобретение относится к конструкциям систем локализации аварий АЭС. .

Изобретение относится к атомной энергетике. .

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано для повышения степени надежности реакторного блока, повышения интенсивности и регулируемости охлаждения кориума в процессе локализации аварии на АЭС. Пассивная защита ядерного реактора содержит корпус ядерного реактора, на внутренней поверхности нижней части корпуса реактора размещены тонкостенные металлические блоки, внутренняя полость которых заполнена керамическим тугоплавким материалом. В средней части противоположных сторон блоков выполнены углубленные выборки на половину толщины блока. На внутренней поверхности нижней части корпуса реактора закреплены фиксаторы, имеющие на одной стороне, совмещенной с углубленной выборкой в блоке, жесткий паз, а с другой стороны, совмещенной с углубленной выборкой другого пристыкованного блока паз, выполненный на упруго отжимаемой пластине. Технический результат - уменьшение теплового потока от ядра кориума к корпусу реактора и при отводе тепла от внешней поверхности корпуса контролируемое снижение температуры корпуса до значений, гарантировано сохраняющих его механическую прочность, что предотвращает прорыв кориума в подреакторное пространство. 4 ил.

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 в соотношении, мас.%: корундовая смесь - 55-85, алюмокальциевая смесь - 15-45, при этом весовые отношения крупно- и мелкодисперсного оксида алюминия в смеси в пределах от 99:1 до 10:1, а весовые отношения моно- и диалюмината кальция в смеси в пределах от 1:4 до 1:5. Защитный оксидный материал выполнен из указанной шихты и воды. Технический результат изобретения получен новым фазовым и дисперсным составом шихты и защитного оксидного материала, а также выбором оптимальных соотношений компонентов шихты. Количество воды в оксидном материале снижено в сравнении с прототипом (5,5-8,0% против 18%), а температура плавления повышена. Применение шихты и материала для защиты днища и стенок ловушки обеспечит ее большую надежность, эффективность, взрывобезопасность, что повышает безопасность ядерного реактора в целом. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

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 диалюмината кальция в соотношении, масс.%: высокодисперсный оксид алюминия - 25-84, алюмокальциевая смесь - 16-75, при этом весовое отношение моно- и диалюмината кальция в алюмокальциевой смеси в пределах от 1:4 до 1:5. При этом в заявленном фиксирующем материале нет компонентов, способных вступать в реакцию с расплавом активной зоны с выделением летучих соединений. Процессы выхода воды из разработанного фиксирующего материала значительно разделены по времени с выходом кислорода из пластин жертвенного материала. Компоненты фиксирующего материала химически не взаимодействуют с компонентами расплава активной зоны. Техническим результатом является повышение взрывобезопасности ядерного реактора путем создания фиксирующего материала для сцепления пластин и гранул жертвенного материала устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора с меньшим содержанием воды и более высокой температурой плавления. 1 ил., 3 табл.

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, содержащую спеченные гранулы из оксида железа, оксида алюминия и оксида кремния в качестве крупнодисперсной составляющей, и мелкодисперсный оксид алюминия, и алюмокальциевую смесь, которая содержит моно- и диалюминат кальция, в соотношении, масс.%: гематитовая смесь - 70-85, алюмокальциевая смесь - 15-30. При этом весовые отношения оксида железа и оксида алюминия в гематитовой смеси в пределах от 4,5:1,0 до 1,0:1,0, а весовые отношения моно- и диалюмината кальция в алюмокальциевой смеси в пределах от 1:4 до 1:5. Оксидный материал включает вышеописанную шихту и воду в соотношении, масс.%: оксидная смесь - 100%, вода - 8-13,5% (сверх 100%). Техническим результатом является повышение надежности и взрывобезопасности ядерного реактора путем создания шихты и оксидного материала с меньшим содержанием воды. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к системам, обеспечивающим безопасность атомных электростанций (АЭС), и может быть использовано при тяжелых авариях, приводящих к разрушению корпуса реактора и герметичной оболочки АЭС. Система локализации и охлаждения расплава содержит направляющую плиту в форме воронки, установленную под днищем корпуса реактора, ферму-консоль, установленную под направляющей плитой таким образом, что плита опирается на ферму-консоль, ловушку расплава, установленную под фермой-консолью и снабженную охлаждаемой оболочкой в виде многослойного сосуда для защиты наружной теплообменной стенки от динамического, термического и химического воздействий. При этом многослойный сосуд имеет металлические наружную и внутреннюю стенки и размещенный между ними заполнитель из высокотеплопроводного, по отношению к материалам стенок, материала, при этом толщина заполнителя hзап удовлетворяет условию: 1,2hнар<hзап<2,4hнар, где hнар - толщина наружной стенки сосуда. Технический результат - повышение эффективности отвода тепла от расплава и повышение надежности конструкции. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к системам, обеспечивающим безопасность атомных электростанций (АЭС), и может быть использовано при тяжелых авариях, приводящих к разрушению корпуса реактора и герметичной оболочки АЭС. Система локализации и охлаждения расплава содержит направляющую плиту в форме воронки, установленную под днищем корпуса реактора, ферму-консоль, на которую опирается плита, ловушку расплава, установленную под фермой-консолью и снабженную охлаждаемой оболочкой в виде многослойного сосуда для защиты наружной теплообменной стенки от динамического, термического и химического воздействий, и наполнитель для разбавления расплава, размещенный в многослойном сосуде. При этом многослойный сосуд имеет металлические наружнюю и внутренние стенки и размещенный между ними заполнитель из низкотеплопроводного, по отношению к материалам стенок, материала. Толщина заполнителя hзап удовлетворяет условию: 0,8hнар<hзап<1,6hнар, где hнар - толщина наружной стенки сосуда. Технический результат - повышение эффективности отвода тепла от расплава и повышение надежности конструкции. 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к к системам, обеспечивающим безопасность атомных электростанций (АЭС), и может быть использовано при тяжелых авариях, приводящих к разрушению корпуса реактора и герметичной оболочки АЭС. Система локализации и охлаждения расплава содержит направляющую плиту в форме воронки, установленную под днищем корпуса реактора, ферму-консоль, ловушку расплава, установленную под фермой-консолью и снабженную охлаждаемой оболочкой в виде многослойного сосуда для защиты наружной теплообменной стенки, и наполнитель для разбавления расплава, размещенный в упомянутом многослойном сосуде. При этом многослойный сосуд содержит металлические внутренний и наружный слои, между которыми размещен промежуточный слой в виде неметаллического заполнителя, причем между внутренним и наружным слоем размещены силовые ребра, установленные с азимутальным шагом (sшаг), удовлетворяющим условию: dнар/15<sшаг<dнар/5, где dнар - наружный диаметр сосуда. Технический результат - повышение эффективности отвода тепла от расплава и повышение надежности конструкции. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики, в частности к однофазному керамическому оксидному жертвенному материалу, включающему Fe2O3, Al2O3, SrO. Материал включает в себя указанные простые оксиды в виде однофазного соединения - твердого раствора на основе гексаферрита стронция и гексаалюмината стронция SrFe12-xAlxO19 при 4.7≤х≤11, состоящего из гексаферрита стронция и гексаалюмината стронция, масс. %: гексаферрит стронция - 70-12, гексаалюминат стронция - 30-88. Изобретение позволяет повысить надежность локализации расплава активной зоны аварийного ядерного реактора в УЛР. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к системам локализации аварии на АЭС для улавливания кориума. В расположенной ниже корпуса реактора и предназначенной для охлаждающей жидкости камере установлено средство для приема расплава, выполненное в виде вертикальных труб. Расплав в процессе заполнения камеры подают в трубы, по меньшей мере, частично заполненные карбонатами металлов, которые разлагают до оксидов при нагреве с помощью расплава. В качестве карбонатов металлов, подвергаемых разложению, выбирают карбонаты с двухвалентными катионами: Са, Mg, Fe, Mn, Ва, Sr, Pb, Zn, Cu и др. Устройство для улавливания кориума содержит расположенную ниже корпуса реактора и предназначенную для охлаждающей жидкости камеру, в которой установлены вертикальные трубы для приема расплава. Внутренние полости труб соединены с межтрубным пространством камеры, а верхние концы соединены по своим торцам. Внутренние полости труб содержат проплавляемые вытеснители объема, и, по крайней мере, часть внутренних полостей содержит карбонаты металлов. Карбонаты металлов размещены в проплавляемых вытеснителях объема или выполнены в виде пористых брикетов. Технический результат - безопасное охлаждение кориума. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к составам материалов для атомной энергетики, в частности к жертвенным материалам. Оксидный материал ловушки расплава активной зоны ядерного реактора, включающий Al2O3, Fe2O3 и/или Fe3O4, первую целевую добавку в виде Gd2O3 или Eu2O3, или Sm2O3 и вторую целевую добавку в виде BaCeO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Fe2O3 и/или Fe3O4( 46-80), Al2O3 (16-50), первая целевая добавка (0,1-2,5), BaCeO3 (3,0-12,5). Оксидный материал ловушки расплава активной зоны ядерного реактора, включающий Al2O3, Fe2O3 и/или Fe3O4, и целевую добавку в виде BaCe1-xLnxO3-δ, где Ln представляет собой один из следующих элементов: Gd, Eu, Sm, где 0,1≤x≤0,3, а δ=x/2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Fe2O3 и/или Fe3O4 (46-80), Al2O3 (16-50), BaCe1-xLnxO3-δ (3-15). Группа изобретений позволяет повысить надежность локализации расплава активной зоны аварийного ядерного реактора. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-05-27 2014-05-26T14:52:08
Наверх