СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ С ПОДЗЕМНЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2016 года по МПК G21D1/00 G21C13/10 

Изобретение относится к способам сооружения атомных электростанций (АЭС) с подземным размещением ядерного реактора в изолированной железобетонной вертикальной эксплуатационной шахте с предохранительной камерой. Машинное отделение располагают на поверхности земли, исключая размещение над эксплуатационной шахтой. Внутри шахты устанавливают перегрузочный кран. Ствол шахты закрывают предохранительной железобетонной плитой с выходящей газоотводной трубой с фильтром и блокирующим устройством, обеспечивающей выход скопившихся газов внутри шахты. Прокладывают коммуникационный ствол и коммуникационный изолированный коридор для подвода технологических сетей, соединяющих ядерный реактор и машинное отделение АЭС, закрывающийся предохранительной плитой. Технический результат - исключение повреждения машинного отделения при взрыве ядерного реактора, возможность изолировать ядерный реактор в предохранительной камере с засыпкой сорбирующей радионуклиды в аварийных ситуациях и при истечении срока эксплуатации реактора, повторное использование эксплуатационной шахты для размещения ядерного реактора, уменьшение эксплуатационных расходов станции, снижение риска выброса радиоактивных элементов в атмосферу и заражения окружающей среды.

Изобретение относится к новому способу строительства атомных электростанций для безопасной их эксплуатации и предотвращения угрозы заражения окружающей среды.

Известны способы строительства атомных электростанций, где на одной площадке находится машинное отделение станции и установлен ядерный реактор, накрытый саркофагом.

Недостаток данного способа строительства атомных электростанций заключается в том, что данный способ строительства не гарантирует безопасной их эксплуатации.

Известен способ сооружения реакторного отделения атомной электростанции, где реакторное отделение размещают под землей в сооружении неглубокого заложения шахтного типа, используя модульный реактор, который устанавливают на сейсмоизолирующих устройствах. В качестве шахтного сооружения для размещения модульного ядерного реактора предлагают использовать существующие сооружения шахтных пусковых установок.

Недостаток данного способа сооружения атомной электростанции заключается в том, что для размещения реакторного отделения под землей необходимо иметь готовые сооружения шахтных пусковых установок, которые находятся не в районе строительства большинства АЭС.

Известно предложение о необходимости создания подземных атомных электростанций в уже имеющихся подземных убежищах ракетно-космического комплекса, используя вертикальные шахты, горизонтально расположенные туннели-убежища со штатными затворами.

Недостатком данного способа сооружения подземных атомных электростанций является большая удаленность от места необходимого строительства, трудность в доставке оборудования к месту установки, загрузки его в подземные убежища и в монтаже оборудования в сооружениях ракетно-космического комплекса, значительная перестройка сооружений. И самым существенным недостатком двух последних изобретений является отсутствие водных объектов, необходимых для обеспечения технологических нужд АЭС.

Известен наиболее близкий к заявляемому изобретению и выбранный в качестве прототипа способ сооружения атомных электростанций. Машинное отделение располагают на поверхности земли. Ядерный реактор опускают под землю в изолированный железобетонный вертикальный ствол шахты.

Недостаток данного способа строительства атомных электростанций заключается в том, что при аварии или выходе из строя ядерного реактора дальнейшая эксплуатация шахты для атомного реактора невозможна, машинное отделение расположено над ядерным реактором, что при аварийной ситуации (взрыв ядерного реактора) приведет к разрушению взрывной волной здания, оборудования и агрегатов машинного отделения АЭС, газоотводная труба не имеет фильтров и устройств, блокирующих попадание в окружающую среду радиоактивных элементов при аварии на ядерном реакторе.

Целью изобретения является изменение способа строительства атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора, безопасная их эксплуатация, повторная возможность использования эксплуатационной шахты для установки ядерного реактора посредством размещения (изолирования) предыдущего реактора, вышедшего из строя или с истекшим сроком эксплуатации, в предохранительной камере с сорбирующими веществами, аварийная изоляция ядерного реактора при аварийных ситуациях в предохранительной камере, поглощение силы взрывной волны предохранительной камерой, предотвращение выброса в атмосферу радиоактивных элементов с заражением окружающей среды, а также строительство атомных электростанций в местах, пригодных для размещения АЭС с подземным размещением ядерного реактора.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый способ строительства атомных электростанций заключается в подземном размещении ядерного реактора, соединенного технологическими сетями с машинным отделением, в шахте, имеющей предохранительную камеру с раздвижной изолирующей крышкой, позволяющей блокировать ядерный реактор в аварийных ситуациях, при выходе из строя или истечении срока эксплуатации реактора и дальнейшей эксплуатации шахты для размещения ядерного реактора.

Данный способ позволяет избежать непредвиденных техногенных катастроф с выбросом радиоактивных элементов в атмосферу и заражением окружающей среды, уменьшить эксплуатационные расходы на строительство АЭС и обеспечить возможность повторного размещения ядерных реакторов в эксплуатационных шахтах.

В результате этого отпадает необходимость в использовании сооружений шахтных пусковых установок или в использовании подземных туннелей-убежищ ракетно-космического комплекса.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой показана схема способа строительства атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора.

Способ строительства атомных электростанций.

Перед началом строительства атомной электростанции с поземным размещением ядерного реактора производят выборку грунта (породы) для обустройства вертикальной изолированной эксплуатационной шахты 4 и вертикального коммуникационного ствола 15, соединенного с шахтой коммуникационным коридором 16, шахта и коммуникационный коридор перекрываются предохранительными железобетонными плитами 7 и 14 соответственно. Ядерный реактор 5 устанавливают в эксплуатационной шахте 4, вентилируемой через газоотводную трубу 10 с фильтром-блокиратором 9, размещенным в эксплуатационном туннеле 8, и соединяют его коммуникационными и технологическими сетями 11 через коридор 16 и вертикальный ствол 15 с машинным отделением 13. Ядерный реактор 5 устанавливается на изолирующую бетонную крышку 3 предохранительной камеры 1, объем которой больше эксплуатационной шахты. Изолирующая бетонная крышка 3 состоит из двух раздвижных частей и приводится в движение при помощи двух механических приводов 2. Обслуживание ядерного реактора 5, технологических сетей и механических приводов 2 изолирующей бетонной крышки 3 осуществляется при помощи перегрузочного крана 6, вертикального ствола 15 с лифтом 12 и коммуникационного коридора 16.

Строительство атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора по данному способу позволит обеспечить безопасную эксплуатацию АЭС при аварийных ситуациях и истечении срока эксплуатации изолировать ядерный реактор в предохранительной камере, предотвратить выброс радиоактивных элементов в окружающую природную среду.

Источники информации

1. Патент RU 2061265, G21C 9/00, 27.05.1996 г.

2. Патент RU 2095862, G21C 9/00, 10.11.1997 г.

3. Патент RU 2095862, G21C 9/00, 10.11.1997 г.

4. Патент RU 2143560 C1, 27.12.1999 г.

5. Патент RU 2528617, G21C 9/016, 30.11.2011 г. (прототип).

6. Т.Х. Маргулов. Атомные электрические станции, М.: Высшая школа, 1984 г.

7. В.Б Дубровский. Строительство атомных электростанций, М.: Энергоатомиздат, 1987 г.

8. Б.Г Ганчев. Ядерные энергетические установки, М.: Энергоатомиздат. 1990 г.

9. В.П. Татарников. Схемы и компоновки атомных электростанций. М.: Атомиздат, 1970 г.

10. Патент ФРГ N DE 19078 A1. lnt.cl. 4: G21F 9/00 от 15 декабря 1988 г.

11. Патент ФРГ N DE 19078 A1. lnt.cl. 4: G21F 9/00 от 22 сентября 1988 г.

12. Патент ФРГ DE N 3704466 A1. lnt.cl. 4: G21С 9/00 от 22 сентября 1988 г.

13. Патент US 20090135986 A1, 07 марта 1991 г.

Способ относится к области создания атомных электростанций (АЭС). Способ строительства атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора включает размещение ядерного реактора в подземной шахте. Реактор устанавливают на изолирующую бетонную крышку предохранительной камеры. В шахте устанавливают газоотводную трубу с фильтром-блокиратором. Шахта имеет два механических привода для экстренного открывания предохранительной камеры, имеющей засыпку, сорбирующую радионуклиды, объем которой больше эксплуатационной шахты. Машинное отделение размещают вне зоны эксплуатационной шахты и коммуникационного коридора. Технический результат - безопасность машинного отделения при аварии в шахте, предупреждение выхода радиоактивного заражения из шахты. 1 ил.

Способ строительства атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора, отличающийся тем, что подземная шахта, в которой размещен ядерный реактор, установленный на изолирующую бетонную крышку предохранительной камеры, имеет два механических привода для экстренного открывания предохранительной камеры, объем которой больше эксплуатационной шахты и имеющей засыпку, сорбирующую радионуклиды, с установленной газоотводной трубой с фильтром-блокиратором и машинным отделением, размещенным вне зоны эксплуатационной шахты и коммуникационного коридора.