СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ ПОСЛЕАВАРИЙНОГО АТОМНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 1997 года по МПК G21F3/04 G21F9/24 G21F7/00 

Изобретение относится к физико-технологическим процессам дезактивации и консервации атомных энергетических объектов, отслуживших свой срок, а также объектов, находящихся в аварийном состоянии и предназначено для укрытия таких объектов, и обеспечения нормальной экологической ситуации в регионе расположения такого объекта.

В настоящее время известны способы консервации атомных энергетических объектов например [1] наиболее характерным, и наиболее близким из которых является способ консервации послеаварийного энергетического объекта, включающий образование над объектом защитного укрытия, выполненного из эластичного аэрогидрофобного материала [2]
Существенными и очевидными недостатками этого способа являются низкие характеристики надежности и безопасности процесса за счет укрытия объекта только со стороны его контакта с атмосферой, в то время, как весь его значительный объем и площадь контакта с грунтом остаются открытыми для утечки радиоактивных веществ вместе с влагой, поступающей из грунта, на котором расположен объект. Кроме того, оставленный на поверхности земли объект, даже укрытый от воздействия атмосферы, представляет собой постоянную угрозу экологии региона за счет возможного поражения его молниевыми разрядами, падения на него летательного аппарата, а также искусственного или естественного сейсмического воздействия на объект. Более того, объект, оставленный на поверхности земли несет собой постоянные психологические стрессовые нагрузки поколениям, наблюдающим за ним и охраняющим его.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и увеличение гарантии безопасности консервации послеаварийного атомного энергетического объекта; снятие экологической угрозы и отрицательных психо-стрессовых нагрузок в регионе его нахождения.

Указанный технический эффект от использования изобретения достигается в способе консервации атомного энергетического объекта, включающего образование над объектом защитного укрытия, выполненного из эластичного аэрогидрофобного материала, за счет выполнения под объектом в грунте экрана из гидрорадионуклидноизоляционного материала (эластичного по свойству), материал укрытия и материал экрана герметично соединяют между собой, в грунте под объектом внутри экрана образуют выработки в виде тоннелей, внутрь которых вводят эластичные емкости, камеры этих емкостей заполняют жидкостью под давлением, затем жидкость замораживают при помощи размещенных в эластичных емкостях магистралей с хладагентом, при этом суммарный объем вынутого грунта при образовании тоннелей значительно превышает наружный объем консервируемого объекта, а после подачи сигнала "консервация" воду из эластичных емкостей выпускают и производят опускание объекта в образовавшуюся полость, а на поверхности земли над объектом выполняют архитектурно-планировочные защитные экологические работы.

При этом перемычки между образованными тоннелями минируют пиротехническими зарядами, подрывом которых разупрочняют грунт этих перемычек, образуя "кратер" для опускаемого объекта.

Способ консервации объекта поясняется приводимой принципиальной схемой его реализации, где послеаварийный атомный энергетический объект 1, расположенный своим основанием в грунте, содержащий в своих конструкциях остатки радиоактивных отходов и, как следствие, уничтоженную систему контроля и управления объектом, укрывают снаружи аэрогидрофобным покрытием 2 из эластичного материала, экранирующего объект от атмосферы.

Для защиты окружающей среды от возможного распространения радиоактивных отходов через грунты в последнем под объектом выполняют защитный экран 3 из гидрорадионуклидноизоляционного эластичного материала. Материал укрытия 2 и материал экрана 3 герметично соединяют между собой швами 4. Внутри пространства, ограниченного защитным экраном 3 проходят выработки в виде тоннелей: 5, 6 и 7 в различных уровнях, производя суммарный объем этих выработок, значительно превышающим наружный объем объекта 1, для его гарантированного полного погружения в образуемый выработками "кратер". Между тоннелями сохраняют грунтовые перемычки, которые в последующем разрушают.

В полости тоннелей вводят эластичные емкости 8, камеры которых заполняют водой 9 под давлением, чтобы прижать эластичную емкость 8 к стенкам тоннеля и предупредить его преждевременное обрушение.

В эластичные емкости 8 также вводят магистрали с хладагентом (охлажденным рассолом, или продуктом более низкой температуры). Эти магистрали 10 с хладагентом служат для замораживания воды 9 и временного сохранения прочности грунтового основания под объектом 1.

Если грунты довольно прочны, то перемычки между тоннелями минируют пиротехническими зарядами 11 для последующего разрушения. Для контроля давления в полостях объекта имеется клапан 12 в экране.

При вероятности повреждения экрана 2 случайными процессами выполняют дополнительный экран 13 над ним, а полость 14 между ними заполняют нейтральным газом.

Способ осуществляют при подаче сигнала "консервация": энергетический атомный объект 1, защищенный от возможного контакта с атмосферой экраном 2 и дополнительным аэрогидрофобным экраном 13, а также защищенный снизу гидрорадионуклидноизоляционным экраном 3, отделяющим объект от подстилающих геоструктур, где в полости, ограниченной подземным экраном 3 выполнены выработки в виде тоннелей 5, 6 и 7, с введенными в них эластичными емкостями 8, имеющими магистрали с хладагентом, производят заполнение эластичных емкостей водой и включают циркуляцию хладагента по магистралям 10; давление воды 9 выдерживают выше давления грунта на глубинах расположения тоннелей, на величину 0,5-1,0 гкс/см², превышающую естественное давление грунта, например, на глубине 50 м давление грунта на стенки тоннеля и его свод равно 5-7 кгс/cм² без учета переувлажнения грунтов.

Для погружения объекта 1 в грунтовый "кратер", потенциально заготовленный для объекта тоннелями 5, 6 и 7, воду из емкостей 8 выпускают и резко снижают прочность грунтового основания под объектом 1, что приводит к разрушению сводов и перемычек между тоннелями; при этом процесс отвода воды из емкостей 8 контролируют, не допуская резких проседаний грунта под объектом, а производя плавный отвод воды и плавное контролируемое опускание объекта до заданной отметки вглубь грунтового "кратера". После этого ведут радиационный контроль над объектом и осуществляют над объектом архитектурно-планировочные работы, как защитные экологические мероприятия, выполняя над объектом ниже дневной поверхности земли защитное гидрорадионуклидноизоляционное покрытие и почвенно-растительный слой.

Такой процесс консервации атомного энергетического объекта существенно улучшает экологическую ситуацию в регионе захоронения объекта и повышает надежность и гарантию нераспространения радиоактивных отходов, изолированных и консервированных надежно с объектом в грунте.

Сущность изобретения: способ включает образование над потерпевшим аварию объектом (например, типа АЭС) аэрогидрофобной защиты в виде эластичного экранирующего покрытия из пластических материалов, предупреждающего газо- и гидрообмен между атмосферой и укрытым объектом. Также образуют подземный экран под объектом. Концы экранов соединяют между собой герметизирующими узлами для исключения сообщения внутреннего пространства с атмосферой и грунтовыми водами. Под объектом в грунтах образуют выработки, преимущественно в виде "этажерки" тоннелей. При проходке каждого тоннеля в него вводят емкость в виде эластичного рукава большого диаметра, соответствующего сечению выработки. Полость емкости заполняют жидкостью, например, водой, а по эластичным шлангам осуществляют подачу хладагента для замораживания. После выполнения указанных работ воду выпускают из емкостей, размягчают грунт перемычек и сводов и осуществляют "провал" объекта в образованную тоннелями выработку - кратер. Сверху выравнивают над экраном грунтом, дерновым слоем, выполняют архитектурные работы. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1 1. Способ консервации послеаварийного атомного энергетического объекта, включающий образование над объектом защитного укрытия, выполненного из эластичного аэрогидрофобного материала, отличающийся тем, что под объектом в грунте выполняют экран из гидрорадионуклидно-изоляционного эластичного материала, материал укрытия и материал экрана герметично соединяют между собой, в грунте под объектом внутри экрана образуют выработки в виде тоннелей, внутрь которых вводят эластичные емкости, камеры емкостей заполняют жидкостью под давлением, затем жидкость замораживают при помощи размещенных в эластичных емкостях магистралей с хладагентом, при этом суммарный объем вынутого при образовании тоннелей грунта значительно превышает наружный объем консервируемого объекта, а после подачи сигнала "консервация" воду из эластичных емкостей выпускают и производят опускание объекта в образовавшуюся полость, а на поверхности земли над объектом выполняют архитектурно-планировочные защитные экологические работы.2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемычки между тоннелями минируют пиротехническими зарядами, подрывом которых разупрочняют грунт этих перемычек, образуя "кратер" для приема опускаемого объекта.