Бассейн для отработанного топлива атомной электростанции



Бассейн для отработанного топлива атомной электростанции
Бассейн для отработанного топлива атомной электростанции
Бассейн для отработанного топлива атомной электростанции
Бассейн для отработанного топлива атомной электростанции

 


Владельцы патента RU 2633701:

АРЕФА ГмбХ (DE)

Изобретение относится к атомной электростанции, в которой шлюз (10) между бассейном (4) для отработанного топлива и реакторной шахтой (2) снабжен шлюзовыми воротами (36), которые автоматически закрывают шлюз (10), когда уровень (h) воды в бассейне (4) для отработанного топлива опускается ниже заданной предельной величины (hG). Технический результат – повышение надежности охлаждения топливных элементов в бассейне для отработанного ядерного топлива. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к бассейну для отработанного топлива атомной электростанции, который через закрываемый шлюз сообщается с реакторной шахтой, расположенной рядом с бассейном для отработанного топлива.

На атомной электростанции рядом с реакторной шахтой обычно предусмотрен заполненный водой бассейн для отработанного топлива, в котором отработанные топливные элементы хранятся на стойке для хранения топливных элементов и охлаждаются в результате циркуляции воды, содержащейся в бассейне для отработанного топлива до тех пор, пока их активность не снизится до величины, позволяющей транспортировать их за пределы бассейна для отработанного топлива. Между реакторной шахтой и бассейном для отработанного топлива расположен шлюз, который может быть закрыт при помощи шлюзовых ворот и открыт во время технического обслуживания, когда реакторная шахта затоплена, так что отработанные топливные элементы, извлеченные из активной зоны при помощи механизма загрузки топливных элементов, можно перемещать под водой из реакторной шахты в бассейн для отработанного топлива и размещать на стойке для хранения топливных элементов.

В случае возникновения утечки в шахте реактора, например при разрыве трубопровода в магистрали, питающей водой реакторную шахту, или, в случае кипящего водоводяного реактора, при возникновении утечки в компенсаторе перелива, необходимо закрывать открытый шлюз, чтобы избежать понижения уровня воды в бассейне для отработанного топлива. Открытие и закрытие шлюзовых ворот запускается вручную.

Так как в случае утечки понижение уровня воды в реакторной шахте сопровождается соответствующим повышением уровня радиации на уровне пола бассейна, незамедлительно после возникновения утечки включается сигнал тревоги, и персонал, работающий в этот момент на уровне пола бассейна, должен сразу же покинуть здание. Поскольку открытие и закрытие шлюзовых ворот запускается вручную, может случиться так, что шлюзовые ворота, закрывающие шлюз, остаются открытыми. В результате этого уровень воды в бассейне для отработанного топлива также падает по меньшей мере до нижней кромки отверстия шлюза. Вследствие этого происходит уменьшение количества воды, покрывающей топливные элементы, хранящиеся на стойке для хранения топливных элементов, при этом в наиболее неблагоприятной ситуации верхние части топливных элементов будут выступать над уровнем воды, и уровень радиации окажется настолько большим, что зона, прилегающая к бассейну для отработанного топлива, станет недоступной, и проведение мероприятий для охлаждения топливных элементов будет невозможно или затруднено.

Задачей изобретения является создание бассейна для отработанного топлива атомной электростанции со шлюзом, ведущим в реакторную шахту, который позволит устранить вышеуказанные недостатки.

Согласно изобретению эта задача решена созданием бассейна для отработанного топлива с признаками, указанными в пункте 1 формулы изобретения. В соответствии с этими признаками шлюз, ведущий в реакторную шахту, снабжен шлюзовыми воротами, которые обеспечивают автоматическое закрытие шлюза, когда уровень воды в бассейне для отработанного топлива падает ниже заданной предельной величины. Такое решение обеспечивает достаточное покрытие водой топливных элементов, хранящихся в бассейне для отработанного топлива, даже если уровень воды в реакторной шахте в результате аварии падает ниже заданной предельной величины.

Кроме того, если для привода шлюзовых ворот во время автоматического закрытия предусмотрена пассивная приводная система с источником энергии, независимым от сети питания, закрытие шлюза обеспечивается даже в случае полного отключения сети питания на атомной электростанции. Такой независимый от сети питания источник энергии может представлять собой как электрический, так и механический источник энергии, например, поднятый груз или предварительно напряженную пружину, или пневматический источник энергии, который непосредственно и без электрического привода присоединен к шлюзовым воротам.

Особенно высокую функциональную надежность можно обеспечить, если генератор сигнала о падении уровня ниже предельной величины и о запуске закрытия шлюзовых ворот содержит поплавок.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение проиллюстрировано ссылками на примеры реализации, показанные на чертежах, а именно:

на фиг. 1 показано схематическое изображение предлагаемого бассейна для отработанного топлива, расположенного рядом с реакторной шахтой и имеющего жидкостную связь с ней посредством шлюза;

на фиг. 2 показан предпочтительный вариант реализации, в котором генератор сигнала содержит поплавок;

на фиг. 3-6 показаны предпочтительные варианты реализации шлюзовых ворот, обеспечивающих автоматическое закрытие шлюза.

Согласно фиг. 1 бассейн 4 для отработанного топлива расположен рядом с реакторной шахтой 2 атомной электростанции. Отработанные топливные элементы 6, из которых символически показан только один, хранятся вертикально на стойке 8 для хранения топливных элементов, расположенной в бассейне 4 для отработанного топлива. Стойка 8 также показана только схематически. Реакторная шахта 2 и бассейн 4 для отработанного топлива сообщаются друг с другом через закрываемый шлюз 10. На фиг. 1 показана ситуация, в которой реакторная шахта 2 затоплена водой, причем уровень 12 воды на высоте h лишь ненамного ниже уровня 14 пола бассейна.

На фиг. 1 показано состояние атомной электростанции во время проведения технического обслуживания, например, во время замены топливных элементов. Корпус 16 реактора высокого давления, расположенный в реакторной шахте 2, открыт и также затоплен водой. В представленном примере реализации показана ситуация в кипящем водоводяном реакторе, в котором промежуточное пространство 20, расположенное между корпусом 16 реактора высокого давления и стенкой 18 реакторной шахты 2, не затоплено водой. Для предотвращения поступления воды в промежуточное пространство 20 перед началом технического обслуживания между корпусом 16 реактора высокого давления и приемными площадками 22, расположенными рядом с ним, устанавливают так называемые компенсаторы 24 перелива.

Как можно видеть на фиг. 1, в показанном примере реализации нижняя кромка 26 шлюза 10 расположена ниже верхнего края 28 топливных элементов 6 и стойки 8 для хранения топливных элементов. Соответственно, бассейн 4 для отработанного топлива опорожняется до уровня этой нижней кромки 26, если реакторная шахта 2 опорожняется при открытом шлюзе 10, например, в случае разрушения компенсатора 24 перелива. При этом топливные элементы 6, хранящиеся на стойке 8 для хранения топливных элементов будут выступать на величину Δh над установившейся в этом случае высотой hmin уровня 12 воды.

Чтобы избежать этого в бассейне 4 для отработанного топлива предусмотрен генератор 30 сигнала, который генерирует сигнал S, когда высота h уровня 12 воды падает ниже предельной величины hG. По сигналу S привод 34 получает энергию от источника 32 энергии, независимого от сети питания, например от батареи или механического, пневматического или гидравлического источника энергии, и приводит в действие открытые шлюзовые ворота 36, которые закрывают шлюз 10. Иными словами, когда уровень 12 воды падает ниже предельной величины hG, шлюз 10 закрывается автоматически, т.е. без необходимости ручного запуска, и пассивно, т.е. независимо от поступления питания от внешней сети, при этом предотвращается дальнейшее понижение уровня воды в бассейне для отработанного топлива и обеспечивается достаточное покрытие водой и охлаждение топливных элементов 6, хранящихся на стойке 8 для хранения топливных элементов.

В примере реализации, показанном на фиг. 2, генератор 30 сигнала содержит поплавок 38, который приводит в действие выключатель 40, подключающий источник 32 энергии к приводу 34.

В примере реализации, показанном на фиг. 3, представлен шлюз 10, в котором шлюзовые ворота 36 выполнены в виде плиты 52, установленной на проходящей в горизонтальном направлении балке 50, установленной на стенке бассейна 4 для отработанного топлива. Шлюзовые ворота 52 можно перемещать туда и обратно при помощи гидравлических цилиндров 54 между позицией, в которой шлюз 10 открыт, и позицией, показанной штриховыми линиями, в которой шлюз 10 закрыт. Профиль 56, также установленный на стенке бассейна 4, служит в качестве верхней направляющей для шлюзовых ворот 52, чтобы обеспечить надежное закрытие шлюза 10.

Еще в одном варианте реализации, показанном на фиг. 4, шлюзовые ворота 36 выполнены в виде плиты 52, смонтированной с возможностью поворота (поворотные шлюзовые ворота), которая закрывает шлюз 10 посредством гидравлического, пневматического или электрического привода в результате поворотного движения.

Шлюзовые ворота 36, представленные на фиг. 3 и 4, по существу, выполнены в виде плиты, тогда как шлюзовые ворота 36, представленные на фиг. 5 и 6, представляют собой рулонную штору 60, которая наматывается на ролик 62, смонтированный ниже нижней кромки 26 шлюза 10, и которую можно разматывать при помощи тягового троса 64, чтобы закрыть шлюз 10. Рулонная штора 60 состоит из упругой резиноподобной мембраны, усиленной профилями 68, которые расположены параллельно оси вращения 66 ролика 62 и которые, кроме того, служат для направления рулонной шторы 60 по направляющим 70, расположенным рядом со шлюзом 10.

Рулонная штора, такая как штора 60, может быть также предусмотрена, например, дополнительно к передвижным шлюзовым воротам, показанным на фиг. 3.

1. Бассейн (4) для отработанного топлива атомной электростанции, содержащий шлюз (10), ведущий в реакторную шахту (2) и снабженный шлюзовыми воротами (36) для автоматического закрытия шлюза (10) при падении уровня (h) воды в бассейне (4) для отработанного топлива ниже заданной предельной величины (hG).

2. Бассейн для отработанного топлива по п. 1, в котором для привода шлюзовых ворот (36) при указанном автоматическом закрытии предусмотрена пассивная приводная система (34) с источником (32) энергии, независимым от сети питания.

3. Бассейн для отработанного топлива по п. 1 или 2, отличающийся тем, что генератор сигнала (30) о падении уровня ниже предельной величины для запуска закрытия шлюзовых ворот (36) содержит поплавок (38).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системам для непрерывного и оперативного измерения концентрации борной кислоты в первом контуре теплоносителя ядерного реактора.

Изобретение относится к способам диагностики ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Способ диагностики включает процесс измерения параметров теплоносителя, причем процедура контроля и управления включает измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в центральной буферной емкости реакторного моноблока, измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в периферийной буферной емкости реакторного моноблока, контрольное измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в «холодной» фазе резервным датчиком, который в основное время сохраняет свои параметры вне теплоносителя и погружается в свинцово-висмутовый теплоноситель только на время измерения.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и касается системы измерения концентрации борной кислоты в первом контуре теплоносителя ядерного реактора. Система включает в себя два источника лазерного излучения, измерительную и эталонную кювету, фотоприемный блок, блок обработки сигналов, блок управления, блок измерения параметров лазерного излучения, два модулятора лазерного излучения, три оптических переключателя, три управляемых оптических ослабителя, управляемый спектральный фильтр, четыре волоконно-оптические линии, пять отражательных и пять полупрозрачных зеркал.

Изобретение относится к регулированию концентрации кислорода и водорода в теплоносителе реакторной установки (РУ). РУ включает реактор, теплоноситель, размещенный в реакторе, газовую систему, массообменный аппарат, диспергатор и датчик концентрации кислорода в теплоносителе.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и направлено на мониторинг наличия протечек в бассейнах выдержки атомных электростанций. Система мониторинга протечек бассейна выдержки содержит датчик расхода воды, поступающей по трубопроводу устройства очистки, датчик уровня жидкости, установленного на штатных гнездах водозамещающих изделий, два датчика температуры и влажности, размещенных на входе и выходе вентиляции реакторного зала.

Изобретение относится к средствам контроля герметичности и может быть использовано для обнаружения утечки теплопередающей текучей среды, которая хранится или транспортируется в трубопроводе (10).

Изобретение относится к способам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора по активности продуктов деления в теплоносителе первого контура корпусных ядерных реакторов и направлено на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов.

Изобретение относится к ядерной энергетике, и может быть использовано в энергетических установках с жидкометаллическими свинецсодержащими теплоносителями, в частности в реакторах на быстрых нейтронах.

Изобретение относится к средствам контроля ядерных энергетических установок. Прибор (100) включает модуль (110) датчика, соединенный с рабочими фланцами (104, 106).
Изобретение относится к работе и безопасности ядерных реакторов с водным теплоносителем, а именно к способу организации водно-химического режима водного теплоносителя энергетических установок.

Изобретение относится к судовой (корабельной) атомной энергетике. Устройство снижения аварийного давления и локализации последствий аварии в защитной оболочке при разгерметизации первого контура судовой (корабельной) атомной энергетической установки размещено в защитной оболочке реакторного блока, содержащего реакторное, аппаратное помещения и барботер с бассейном и свободным газовым объемом.

Изобретение относится к системам вентиляции первичной защитной оболочки атомного реактора. Мокрый фильтр использует наклонный коллектор, имеющий множество выходов, которые сообщаются через первый комплект фильтров с металлическими волокнами, погруженных в бассейн воды, находящейся внутри корпуса под давлением.

Изобретение относится к пассивной системе фильтрации для зоны загрузки топлива, имеющей бассейн отработанного топлива в ядерном реакторе. Пассивная система фильтрации уменьшает выпуск в атмосферу частиц, таких как радиоактивные частицы, образуемые в случае кипения бассейна отработанного топлива.

Способ относится к области создания атомных электростанций (АЭС). Способ строительства атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора включает размещение ядерного реактора в подземной шахте.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к способам герметизации оболочек ядерного реактора. Проем транспортного шлюза герметизируют сопряжением гаек в механизмах уплотнения на герметизирующих полотнах и резьбовых частей шпилек на фланцах транспортных проемов.

Изобретение относится к области управления и регулирования экологической безопасностью при авариях атомных реакторов на АЭС. Система состоит из блока контроля за аварийной ситуацией атомного реактора с датчиками температуры и давления и регулирующими клапанами; металлического кожуха безопасности, который обрамляет реактор, а своей верхней конусной частью соединяется через линию сброса и регулирующий клапан с насадочной колонной; насадочной колонны, заполненной керамическими кольцами Рашига; каскадного щелочного реактора; барабанных вакуум-фильтров.

Изобретение касается атомной электростанции (1). АЭС включает защитную оболочку (2), содержащую корпус (3) реактора под давлением, ступень (6, 6′) аэрозольной фильтрации, линию (8) сброса давления, посредством которой отфильтрованный в ступени (6, 6′) аэрозольной фильтрации объемный поток газа через проход в защитной оболочке (2) может выводиться в окружающую среду.

Изобретение относится к области радиационной безопасности и предназначено для очистки воздуха от радиоактивных примесей при радиационных авариях радиационно-опасных объектов внутри специальных сооружений.

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к локализующим системам безопасности на АЭС, и может быть использовано для поддержания разрежения в межоболочечном пространстве в случае отказа вентиляционных систем, требующих электроэнергию для своей работы.

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к локализующим системам безопасности на АЭС с двумя защитными оболочками, и может быть использовано в устройствах поддержания разрежения в межоболочечном пространстве в случае отказа вентиляционных систем, требующих электроэнергию для своей работы.
Наверх