СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗРУШЕНИЙ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КАНАЛЬНЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ Российский патент 2012 года по МПК G21F9/00 

Описание патента на изобретение RU2442235C2

Изобретение касается мер, которые могут быть приняты для устранения чрезвычайно опасных последствий аварий при эксплуатации ядерных энергетических реакторов канального типа (РБМК - 1000, РБМК - 1500 и зарубежных аналогов). Оно может быть использовано при любых разрушениях, высоких температурах и высоких уровнях радиоактивности тепловыделяющих сборок (ТВС), тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), каналов, графитового замедлителя и регулирующих устройств активной зоны, а также для остановки и консервации отработавших свой ресурс реакторных блоков.

Известные действия, которые предпринимались для устранения последствий аварии на четвертом блоке-реакторе РБМК - 1000 Чернобыльской АЭС, в частности для локализации разрушений активной зоны, были неподготовлены, несвоевременны, растянуты на длительный период, малоэффективны и расточительны. Более того, среди этих действий были такие, которые усугубляли обстановку. Так, сбрасывание свинца, доломита и песка на полуразрушенный реактор («пломбирование») вело к еще большему разрушению ТВС и ТВЭЛ, т.е. к дополнительному загрязнению окружающей среды плутонием и радионуклидами деления. Кроме того, доломит и песок ухудшали условия теплоотвода, чем способствовали росту температуры в покрываемой ими активной зоне. Никакие из этих действий не могут служить прототипом предлагаемого способа.

Настоящее изобретение направлено на быструю и надежную локализацию процессов, развивающихся при аварии и ставших неуправляемыми из-за разгерметизации ТВС, деформации каналов и средств управления.

Задача предлагаемого способа - резкое ограничение рассеяния оксидного топлива, содержащего уран, плутоний, радионуклиды деления и радиоизотопы вторичного происхождения, прекращение реакций деления ядер урана и плутония, тушение графита, стабилизация температуры, обеспечение длительной консервации блока, исключающей загрязнение окружающей среды твердыми веществами и их аэрозолями.

Указанная цель достигается тем, что в поврежденную активную зону реактора вводят гранулы сплавленной солевой смеси, обладающей температурой плавления 400-700°С, смачивающей оксиды урана, другие компоненты облученного ядерного топлива, графит, цирконий и нержавеющие стали, а также большим поперечником захвата нейтронов ядрами одного или нескольких компонентов солевой смеси.

В качестве солевой смеси предлагается использовать систему:

84 мас.% Na2B4O7 - 16 мас.% Са3(РO4)2 в виде гранул диаметром 0,5-2,0 мм.

Свойства этой системы достаточно изучены; она отвечает предъявляемым требованиям: имеет температуру плавления 475°С, хорошо смачивает диоксид урана, графит, цирконий, нержавеющие стали, обладает низким давлением паров над расплавом в широком интервале температур. В ее составе бор, интенсивно поглощающий нейтроны. Естественная смесь В10 с В11 имеет высокий поперечник захвата тепловых нейтронов σа=755 барн.

Вводимое с солевой смесью количество бора более чем достаточно для эффективного прекращения реакций деления. Образующийся при плавлении солевой смеси тонкий слой на твердых поверхностях предотвращает распыление оксидов и прекращает горение графита. Толщина солевого слоя уменьшается с повышением температуры. Это обеспечивает саморегулирование интенсивности теплопередачи при колебаниях температуры и устраняет необходимость искусственого охлаждения аварийной зоны на весь период остывания блока.

Незамедлительное создание на АЭС с канальными реакторами запасов солевых гранул предлагаемого состава и устройств для их вдувания, например струей азота в очаг аварии, даст возможность надежно локализовать возможные разрушения и резко снизить затраты на дезактивацию прилегающих к АЭС территорий.

Похожие патенты RU2442235C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА ЯДЕРНОГО КАНАЛЬНОГО РЕАКТОРА 2013
  • Перегуда Владимир Иванович
  • Шмаков Леонид Васильевич
  • Губин Сергей Иванович
  • Майоров Владимир Васильевич
  • Завьялов Александр Васильевич
  • Завьялов Лев Александрович
  • Баранков Антон Владиславович
RU2545029C2
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА КАНАЛЬНОГО РЕАКТОРА С ГРАФИТОВЫМ ЗАМЕДЛИТЕЛЕМ 2002
  • Лебедев В.И.
  • Черников О.Г.
  • Шмаков Л.В.
  • Завьялов А.В.
  • Московский В.П.
  • Черкашов Ю.М.
  • Бурлаков Е.В.
  • Краюшкин А.В.
  • Иванов В.И.
RU2239247C2
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ СБОРКА КАНАЛЬНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА С ПРОФИЛИРОВАННЫМ ТОПЛИВОМ 2008
  • Петров Игорь Валентинович
  • Шульман Юрий Семенович
  • Рябов Владислав Владимирович
  • Габараев Борис Арсентьевич
  • Петров Анатолий Александрович
  • Купалов-Ярополк Анатолий Игоревич
  • Федосов Александр Михайлович
  • Бурлаков Евгений Викторович
  • Краюшкин Александр Викторович
  • Сорокин Николай Михайлович
  • Быстриков Александр Анатольевич
  • Егоров Анатолий Константинович
RU2372676C1
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА ЯДЕРНОГО КАНАЛЬНОГО РЕАКТОРА 2009
  • Шмаков Леонид Васильевич
  • Кудрявцев Константин Германович
  • Лебедев Олег Валерьевич
  • Московский Валерий Павлович
  • Завьялов Александр Васильевич
  • Завьялов Лев Александрович
  • Баранков Антон Владиславович
RU2403637C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА В ТОПЛИВНОМ ЦИКЛЕ С РАСШИРЕННЫМ ВОСПРОИЗВОДСТВОМ ДЕЛЯЩИХСЯ ИЗОТОПОВ 2015
  • Столяревский Анатолий Яковлевич
RU2601558C1
ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2018
  • Алексеев Павел Николаевич
  • Гришанин Евгений Иванович
  • Фонарев Борис Ильич
  • Маслов Николай Владимирович
RU2668230C1
ТВЭЛ ДЛЯ СОСТАВНОЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ КАССЕТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ТИПА РБМК 2002
  • Никишов О.А.
  • Васильев М.П.
  • Бочаров О.В.
  • Купалов-Ярополк А.И.
  • Федосов А.М.
  • Рябов В.В.
  • Панюшкин А.К.
  • Ямников В.С.
  • Бурлаков Е.В.
  • Краюшкин А.В.
RU2227939C2
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА ЯДЕРНОГО КАНАЛЬНОГО РЕАКТОРА 2001
  • Лебедев В.И.
  • Черников О.Г.
  • Шмаков Л.В.
  • Иванов В.И.
  • Ноженко В.Я.
  • Завьялов А.В.
  • Черкашов Ю.М.
  • Купалов-Ярополк А.И.
  • Бурлаков Е.В.
  • Федосов А.М.
RU2218612C2
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ СБОРКА КАНАЛЬНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 1997
  • Брызгалов В.И.
  • Гомин Е.А.
  • Юдкевич М.С.
  • Межуев В.А.
  • Цибуля В.А.
  • Курсков В.С.
  • Бек Е.Г.
  • Шестернин В.А.
  • Боевой В.И.
  • Алешин Ю.А.
RU2124766C1
БЫСТРЫЙ РЕАКТОР С ТЯЖЕЛЫМ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2000
  • Смирнов В.С.
  • Орлов В.В.
  • Филин А.И.
  • Леонов В.Н.
  • Сила-Новицкий А.Г.
  • Цикунов В.С.
RU2173484C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗРУШЕНИЙ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КАНАЛЬНЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

Изобретение относится к способам немедленного вмешательства в аварийную ситуацию на реакторных блоках канального типа: РБМК - 1000, РБМК - 1500 и зарубежных аналогах. Способ локализации аварийных разрушений активной зоны канальных ядерных реакторов заключается в том, что в поврежденную активную зону реактора вводят сферические гранулы сплавленной солевой смеси 84 мас.% Na2B4O7 - 16 мас.%, Са3(РO4)2, диаметром 0,5-2,0 мм. Изобретение позволяет быстро и надежно локализовать процессы, развивающиеся при аварии, резко ограничить рассеяние оксидного топлива, содержащего уран, плутоний, тушить графит, стабилизировать температуру, обеспечить длительное консервирование блока.

Формула изобретения RU 2 442 235 C2

Способ локализации аварийных разрушений активной зоны канальных ядерных реакторов, отличающийся тем, что в поврежденную активную зону реактора вводят сферические гранулы сплавленной солевой смеси 84 мас.% Na2B4O7 - 16 мас.% Са3(РO4)2 диаметром 0,5-2,0 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2442235C2

ЗИМОН А.Д
и др
Дезактивация
Прибор для охлаждения жидкостей в зимнее время 1921
  • Вознесенский Н.Н.
SU1994A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ РАСПЛАВА АКТИВНОЙ ЗОНЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 1994
  • Борисов Л.Н.
  • Калугин С.П.
RU2073918C1
СПОСОБ УПАКОВКИ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА 2007
  • Щербина Александр Николаевич
  • Кокорин Александр Геннадьевич
  • Юрков Сергей Иванович
  • Нагаева Наталья Владимировна
  • Реутова Тамара Евгеньевна
RU2357307C1
US 4442065 A, 10.04.1984
US 7309807 B2, 18.12.2007.

RU 2 442 235 C2

Авторы

Бабиков Леонид Георгиевич

Баранов Михаил Владимирович

Бекетов Аскольд Рафаилович

Васин Борис Дмитриевич

Казанцев Герман Никандрович

Пятков Виктор Ильич

Распопин Сергей Павлович

Даты

2012-02-10Публикация

2009-12-21Подача