ПОДЗЕМНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР С КАМЕРОЙ ГАШЕНИЯ УДАРНОЙ ВОЛНЫ Российский патент 2024 года по МПК G21C9/00 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение относится к энергетическому ядерному реактору. В частности, это изобретение относится к подземному энергетическому ядерному реактору. Конкретнее, это изобретение относится к подземному энергетическому ядерному реактору с присоединенной к нему камерой гашения ударной волны.

ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Были предложены установки энергетических ядерных реакторов для защиты реактора на случай войны или терроризма. Заявитель ранее получил несколько патентов, которые представляют значительные достижения в области энергетических ядерных реакторов. См., например, патенты США №№ 9,378,855 B2; 9,396,823 B2; 9,502,143 B2; 10,170,209; 10,685,751 B2; и 10,714,221. Однако ни один из предыдущих патентов заявителя не имел дело с удобным средством удаления энергетического ядерного реактора из его защитной оболочки для обслуживания или замены. Дополнительно, ни один из патентов заявителя и ни один из известных ему патентов уровня техники не посвящены гашению ударной волны или взрыва энергетического ядерного реактора в случае возникновения таких ударной волны или взрыва.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Этот раздел «Сущность» призван представить в упрощенной форме ряд принципов, которые дополнительно описаны ниже в разделе «Подробное описание». Этот раздел «Сущность» не призван идентифицировать ключевые аспекты или существенные аспекты заявленного изобретения объекта. Кроме того, этот раздел «Сущность» не предназначен для использования в качестве помощи при определении объема заявленного изобретения.

В находящейся на рассмотрении заявке заявителя с порядковым № 17/138,217, поданной 30 декабря 2020 г. и озаглавленной «Ядерный энергетический реактор с двойной защитной оболочкой, пассивным охлаждением и радиационной очисткой» («DOUBLE CONTAINMENT NUCLEAR POWER REACTOR WITH PASSIVE COOLING AND RADIATION SCRUBBING»), описано усовершенствование в данной области техники. Поскольку настоящее изобретение очень хорошо работает с изобретением по находящейся на рассмотрении заявке, эта находящаяся на рассмотрении заявка раскрыта и повторена здесь, чтобы установить надлежащую основу для настоящего изобретения.

Подземный энергетический ядерный реактор, к которому относится настоящее изобретение, включает в себя защитную оболочку, имеющую:

(a) нижнюю стенку, имеющую первый конец, второй конец, первую сторону, вторую сторону, верхнюю сторону и нижнюю сторону;

(b) стоящую первую торцевую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(c) причем упомянутая первая торцевая стенка проходит вверх от первого конца нижней стенки;

(d) стоящую вторую торцевую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(e) причем вторая торцевая стенка проходит вверх от второго конца нижней стенки;

(f) причем вторая торцевая стенка защитной оболочки имеет выполненный в ней дверной проем;

(g) стоящую первую боковую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(h) причем первая боковая стенка проходит вверх от первой стороны нижней стенки;

(i) стоящую вторую боковую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(j) причем вторая боковая стенка проходит вверх от второй стороны нижней стенки;

(k) верхнюю стенку, имеющую первый конец, второй конец, первую сторону, вторую сторону, нижнюю сторону и верхнюю сторону;

(l) причем верхняя стенка проходит между упомянутыми верхними концами первой торцевой стенки, второй торцевой стенки, первой боковой стенки и второй боковой стенки, так что защитная оболочка образует внутреннее пространство между ними; и

(m) причем верхняя стенка защитной оболочки находится ниже уровня земли, благодаря чему защитная оболочка полностью заглублена в землю.

Настоящее изобретение включает в себя удлиненный и горизонтально расположенный пустотелый ударный туннель, включающий ударную камеру, который проходит от второй торцевой стенки защитной оболочки по находящейся на рассмотрении заявке и который включает в себя:

(a) нижнюю стенку, имеющую первый конец, второй конец, первую сторону, вторую сторону, верхнюю сторону и нижнюю сторону;

(b) стоящую первую боковую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(c) причем первая боковая стенка проходит вверх от первой стороны нижней стенки;

(d) стоящую вторую боковую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(e) причем вторая боковая стенка проходит вверх от второй стороны нижней стенки;

(f) стоящую первую торцевую стенку, имеющую нижний конец и верхний конец;

(g) причем первая торцевая стенка проходит между первыми концами первой и второй боковых стенок;

(h) стоящую вторую торцевую стенку, имеющую нижний конец и верхний конец;

(i) причем вторая торцевая стенка проходит между вторыми концами первой и второй боковых стенок;

(j) верхнюю стенку, проходящую над верхними концами первой торцевой стенки, второй торцевой стенки, первой боковой стенки и второй боковой стенки;

(k) причем верхняя стенка имеет выполненный в ней сводовый проем, который выборочно закрывается сводом;

(l) причем первая торцевая стенка ударного туннеля имеет выполненный в ней дверной проем, который сообщается с дверным проемом во второй торцевой стенке защитной оболочки;

(m) дверь, подвижно расположенную в дверном проеме в упомянутой второй торцевой стенке защитной оболочки и дверном проеме в первой торцевой стенке ударного туннеля, причем дверь способна перемещаться из нормально закрытого положения в открытое положение под действием сил ударной волны; и

(n) причем дверь также может выборочно открываться, чтобы позволить извлечь энергетический ядерный реактор из защитной оболочки для замены и/или ремонта.

В предпочтительном варианте осуществления ударный туннель выполнен из бетона. В предпочтительном варианте осуществления дефлекторы прикреплены с возможностью выборочного съема к боковым стенкам ударного туннеля.

Основной задачей изобретения является обеспечение камеры гашения ударной волны для использования с подземным энергетическим ядерным реактором.

Дополнительной задачей изобретения является обеспечение узла гашения ударной волны, включающего в себя ударную камеру, которая будет не только гасить ударную волну взрывающегося подземного энергетического ядерного реактора, но и которую можно также использовать для обеспечения возможности перемещать реактор из его подземной защитной оболочки для ремонта или замены.

Дополнительной задачей изобретения является обеспечение узла гашения ударной волны описанного типа, который снижает попадание радиации взорвавшегося реактора в атмосферу.

Эти и другие задачи будут очевидны специалистам в данной области техники.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Неограничивающие и неисчерпывающие варианты осуществления данного изобретения описаны со ссылкой на следующее фигуры, где аналогичные ссылочные позиции относятся к аналогичным деталям на различных видах, если не указано иное.

Фиг. 1 - вид в разрезе первого варианта осуществления изобретения по находящейся на рассмотрении заявке;

фиг. 2 - вид в разрезе первого варианта осуществления изобретения по находящейся на рассмотрении заявке, в котором охлаждающая вода была подана во внутреннее пространство второй защитной оболочки по изобретению самотеком;

фиг. 3 - частичный вид сверху в разрезе первого варианта осуществления изобретения по находящейся на рассмотрении заявке;

фиг. 3A - частичный вид сверху в разрезе первого варианта осуществления изобретения по находящейся на рассмотрении заявке, в котором некоторые из его трубок проходят через сторону первой защитной оболочки, а не торец первой защитной оболочки, как изображено на фиг. 3;

фиг. 4 - вид в разрезе второго варианта осуществления изобретения по находящейся на рассмотрении заявке, который идентичен первому варианту осуществления изобретения по фиг. 1 за исключением того, что первая защитная оболочка состоит из двух слоев бетона с гибким и водонепроницаемым материалом между ними;

фиг. 5 - вид в разрезе третьего варианта осуществления изобретения по находящейся на рассмотрении заявке, который идентичен показанному на фиг. 4 за исключением того, что бетонная нижняя стенка первой защитной оболочки имеет множество смещенных и разнесенных друг от друга швов расширения, сформированных в двух слоях бетона;

фиг. 6 - частичный вид в вертикальном разрезе второй защитной оболочки с корпусом реактора в ней по находящейся на рассмотрении заявке; и

фиг. 7 - частичный вид сверху в горизонтальном разрезе второй защитной оболочки с корпусом реактора в ней по находящейся на рассмотрении заявке;

фиг. 8 - частичный вид сверху в разрезе по настоящему изобретению, выходящий за пределы изобретения по находящейся на рассмотрении заявке;

фиг. 8A - частичный вид сверху в разрезе, аналогичный показанному на фиг. 8, за исключением того, что энергетический ядерный реактор испытал взрыв или удар, открывший дверь в ударную камеру;

фиг. 8B - частичный вид сверху в разрезе, аналогичный показанному на фиг. 8A;

фиг. 9 - частичный вид сбоку в разрезе по заявке и настоящему изобретению, который показывает секцию свода ударной камеры пунктиром и приподнятой над ударной камерой;

фиг. 9A - частичный вид сбоку в разрезе, аналогичный показанному на фиг. 9; и

фиг. 10 - частичный вид с торца в разрезе ударной камеры.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Как указано выше, описание изобретения и чертежи находящейся на рассмотрении заявки будут повторены здесь, а данная заявка заявителя будет подробно описана далее. Варианты осуществления более полно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые составляют часть настоящего описания и демонстрируют в качестве иллюстрации конкретные примерные варианты осуществления. Эти варианты осуществления раскрыты достаточное подробно, чтобы специалисты в данной области техники могли реализовать изобретение на практике. Однако варианты осуществления могут быть реализованы во многих других формах и не должны рассматриваться как ограниченные изложенными здесь вариантами осуществления. Поэтому нижеследующее подробное описание не следует понимать в ограничительном смысле, поскольку объем данного изобретения определяется только прилагаемой формулой изобретения.

Заявитель ранее получил патенты США №№ 9,378,855 B2; 9,396,823 B2; 9,502,143 B2; 10,170,209; 10,685,751 B2 и 10,714,221, относящиеся к энергетическим ядерным реакторам. Хотя более ранние патенты заявителя относятся к плавающим энергетическим ядерным реакторам, а настоящее изобретение относится к подземному энергетическому ядерному реактору с двойной защитной оболочкой, заявитель настоящим включает сюда раскрытия вышеуказанных патентов в полном объеме посредством ссылки на них для завершения этого раскрытия при необходимости. Дополнительно, используемый здесь термин «текучая среда» может включать водяной пар.

Подземный энергетический ядерный реактор с двойной защитной оболочкой по этому изобретению обозначен ссылочной позицией 10 (фиг. 1). Земля, в которую заглублен подземный энергетический ядерный реактор 10 с двойной защитной оболочкой, будет обозначена ссылочной позицией 12, а уровень земли или ее верхняя поверхность обозначена ссылочной позицией 14.

Подземный энергетический ядерный реактор 10 с двойной защитной оболочкой включает в себя первую защитную оболочку 16. Защитная оболочка 16 включает в себя нижнюю стенку 18, имеющую первый конец 20, второй конец 22, первую сторону 24, вторую сторону 26, верхнюю сторону 28 и нижнюю сторону 30. Стоящая первая торцевая стенка 32, имеющая нижний конец 34, верхний конец 36, первый конец 38 и второй конец 40. Как видно, торцевая стенка 32 имеет наружную сторону 38' и внутреннюю сторону 40'. Стоящая вторая торцевая стенка 42, имеющая нижний конец 44, верхний конец 46, первый конец 48 и второй конец 50, проходит вверх от конца 22 нижней стенки 18. Как видно, торцевая стенка 42 имеет наружную сторону 50' и внутреннюю сторону 48'.

Стоящая первая боковая стенка 52, имеющая первый конец 54 и второй конец 56, проходит вверх от первой стороны 24 нижней стенки 18. Конец 54 боковой стенки 52 соединен с концом 38 торцевой стенки 32. Конец 56 боковой стенки 52 соединен с концом 48 торцевой стенки 42.

Стоящая вторая боковая стенка 58, имеющая первый конец 60 и второй конец 62, проходит вверх от второй стороны 26 нижней стенки 18. Конец 60 боковой стенки 58 соединен с концом 40 торцевой стенки 32. Конец 62 боковой стенки 58 соединен с концом 50 торцевой стенки 42.

Позиция 64 обозначает верхнюю стенку или свод первой защитной оболочки 16, который(ая) расположен(а) на верхнем конце 36 торцевой стенки 32, верхнем конце 46 торцевой стенки 42, верхнем конце боковой стенки 52 и верхнем конце боковой стенки 58 и присоединен(а) к ним. Как видно, верхняя стенка или свод 64 располагается ниже верхней поверхности или уровня 14 земли и полностью заглублен(а) в землю 12, которая обеспечивает защиту от ударов с воздуха, ракетных ударов или других боевых действий или терактов. Как видно на фиг. 3 и 3A, защитная оболочка 16 может иметь продолговатую конфигурацию, если смотреть на нее с верхнего конца, или она может иметь прямоугольную форму, такую как видна на фиг. 1. Если применяется прямоугольная конфигурация, на верхних концах боковых стенок и торцевых стенках защитной оболочки 16 могут быть предусмотрены закругленные участки.

Первая защитная оболочка 16 предпочтительно выполнена из бетона, но может быть выполнена из стали или т.п. Как будет показано на чертежах, можно использовать некоторые другие варианты однослойного бетона по фиг. 1. Позиция 65 обозначает необязательный бак или каркас, который расположен во внутреннем пространстве защитной оболочки 16. Бак 65 идентичен барже 32, описанной и показанной в патенте США № 10,685,751, и не будут описан подробно помимо описания того, что бак 65 имеет нижнюю стенку, первую торцевую стенку, первую боковую стенку, вторую боковую стенку, открытый второй конец и открытый верхний конец. Бак 65 выполнен из металлического материала, такого как нержавеющая сталь, сталь, железо, алюминий или другой подходящий материал.

Стоящая вторая защитная оболочка 66 расположена во внутреннем пространстве первой защитной оболочки 16 и в баке 65, как видно на чертежах. Защитная оболочка 66 предпочтительно выполнена из стали, но может быть образована из других материалов. Защитная оболочка 66 будет описана как имеющая в общем цилиндрическую секцию 68 корпуса, нижнюю секцию 70 и верхнюю секцию 72. Защитная оболочка 66 закрывает открытый второй конец бака 65, аналогично тому, как ядерный реактор 59 закрывает один конец баржи 32 в патентах США №№ 10,170,209; 10,685,751; и 10,714,221.

Защитная оболочка 66 имеет выпуск 74 воды, прикрепленный к ней в ее верхней секции 72. Защитная оболочка 66 также имеет выхлопной выпуск 76, выполненный в ней в ее верхней секции 72, как будет более подробно описано далее. Защитная оболочка 66 также имеет односторонний патрубок или трубу 78 для впуска воды, выполненный(ую) в ее нижней секции 70. Как видно, нижний конец защитной оболочки 66 расположен на верхней стороне нижней стенки бака 65, если используется необязательный бак 65, который расположен на верхней стороне 28 нижней стенки 18 защитной оболочки 16. Если необязательный бак 65 не используется, нижний конец защитной оболочки 66 будет расположен на верхней стороне 28 нижней стенки 18 защитной оболочки 16.

Позиция 80 обозначает корпус ядерного реактора, который расположен в защитной оболочке 66 и который имеет внутреннее пространство 82. В целях описания, корпус 80 реактора будет описан как имеющий верхний конец 84 и нижний конец 86. Корпус 80 реактора отстоит от защитной оболочки 66 с образованием внутреннего отсека 88 между ними. Внутреннее пространство 82 корпуса 80 реактора содержит текучую среду 90 и стержни 92 традиционным образом. Патрубок 78 для впуска воды находится в гидравлической связи с внутренним отсеком 88. Патрубок 74 для выпуска воды находится в гидравлической связи с внутренним пространством защитной оболочки 16.

Корпус 80 снабжен множеством радиально разнесенных трубок 94, которые проходят наружу из корпуса 80 реактора в верхней секции корпуса 80 реактора. В каждой из трубок 94 установлены клапаны 96 и 98. Удлиненная и вертикально расположенная охлаждающая трубка 99 проходит вниз от выпускной стороны каждого из клапанов 98 во внутреннем отсеке 88. Пара клапанов 100 и 102 установлены на нижних концах каждой из охлаждающих трубок 99. Выходная сторона каждого из клапанов 102 сообщается с трубой 104, которая сообщается с внутренним пространством 82 корпуса 80.

Трубка 106 выходит из корпуса 80 ниже верхнего конца 84 корпуса 80 и проходит наружу через защитную оболочку 68 и имеет установленный в ней клапан 108. Трубка 110 выходит из корпуса 80 на его нижнем конце, а внутренний конец трубки 110 находится в гидравлической связи с внутренним пространством 82 корпуса 80. В трубке 110 установлены клапан 112 и электрический насос 114. Причиной наличия двух клапанов 96 и 98, присоединенных к каждой из трубок 94, является обеспечение дублирующего клапана в случае отказа одного из двух клапанов. Причиной наличия двух клапанов 100 и 102, присоединенных к каждой из трубок 104, является обеспечение дублирующего клапана в случае отказа одного из двух клапанов.

Позиция 116 обозначает стоящий теплообменник, который расположен смежно с защитной оболочкой 66, как видно на чертежах. Теплообменник 116 включает в себя стоящую наружную опору 118, нижний конец которой покоится на нижней стенке бака 65, если бак 65 используется. Если бак 65 не используется, нижний конец теплообменника 116 покоится на нижней стенке 18 защитной оболочки 16. Внутри наружной опоры 118 расположен корпус 120. Наружная опора 118 и корпус 120 образуют между собой внутреннее пространство 122. В некоторых случаях наружная опора 118 может не требоваться. При любом расходе текучая среда 124 содержится в корпусе 120.

Трубки 106 и 110, которые выходят из внутреннего пространства корпуса 80, проходят наружу через защитную оболочку 66, через наружную опору 118 теплообменника 116 и во внутреннее пространство корпуса 120 и присоединены к вертикально расположенной трубке 126, которая располагается во внутреннем пространстве корпуса 120.

Обращаясь теперь к чертежам, трубка 128 проходит от верхнего конца корпуса 120, через наружную опору 118 к традиционной турбине 130, которая приводит в движение устройство 132, такое как генератор. Трубка 134 проходит от турбины 130 к традиционному конденсатору 136. Линия 138 подвода воды проходит от конденсатора 136 и имеет установленные на ней клапаны 140 и 142. Линия 138 также имеет установленный на ней необязательный насос 144. Линия 146 проходит от конденсатора 136 наружу через торцевую стенку 42 защитной оболочки 16 в землю 12. Линия 146 имеет установленные на ней клапаны 148 и 150. Линия 146 также имеет установленный на ней необязательный насос 152.

Позиция 154 обозначает трубку, которая проходит наружу через торцевую стенку 42 защитной оболочки 16 в землю 12. Трубка 154 имеет установленный в ней клапан 156 и установленный на ней необязательный насос 158. Трубка 160 проходит от конденсатора 136 во внутреннее пространство 124 корпуса 120 теплообменника 116.

Конструкция по фиг. 3A идентична конструкции по фиг. 3 за исключением того, что трубки 138, 146 и 154 выходят наружу через боковую стенку 52 защитной оболочки 16, а не торцевую стенку 42 защитной оболочки 16.

Линия или трубка 138 проходит от конденсатора 136 к источнику воды 162, который располагается на уровне 14 земли и ниже. Вода 162 может быть отдельным резервуаром или продолговатым водоемом, таким как виден на фиг. 3 и 3A. Как видно, источник воды 162 облицован бетоном. С учетом линии 138, сила тяжести должна подавать необходимую воду в конденсатор 136, но насос 144 гарантирует, что в конденсатор 136 будет подаваться необходимое количество воды.

Как видно на фиг. 1, линия или трубка 164 гидравлически соединяет источник воды 162 с внутренним пространством защитной оболочки 16. Линия 164 имеет установленный на ней клапан 166. Как также видно на фиг. 1, линия или трубка 168 гидравлически соединяет источник воды 162 и впускную трубу 78 для подачи охлаждающей воды во внутренний отсек 88 защитной оболочки 66. Клапан 170 установлен на линии 168. Линия 168 также включает в себя гибкий или пластичный участок 172.

Позиция 174 обозначает традиционный поглотитель радиации, имеющий воздуховод 176. Трубка 178 соединяет поглотитель 174 радиации с внутренним пространством защитной оболочки 16, как видно на фиг. 1. Линия 180 соединяет поглотитель 174 радиации с выпускным патрубком 76 на верхнем конце защитной оболочки 66. Линия 180 включает в себя гибкий участок 182.

Фиг. 2 идентична фиг. 1 за исключением того, что охлаждающая вода была подана во внутреннее пространство отсека 88 защитной оболочки 66 самотеком, тем самым окружая корпус 80 реактора. Избыточная вода в отсеке 88 будет вытекать наружу из выпускного патрубка 74 во внутреннее пространство защитной оболочки 16. Любые радиоактивные пары в верхней части защитной оболочки 16 будут проходить вверх к поглотителю 174 радиации по линии 178. Любые радиоактивные пары в верхней части внутреннего отсека 88 будут проходить вверх к поглотителю 174 радиации по линии 180.

Когда ядерный реактор по этому изобретению функционирует обычным образом, как видно на фиг. 1, клапаны 166 и 170 на линиях 164 и 168 соответственно будут закрыты. Клапаны 108 и 112 на линиях 106 и 110 соответственно будут открыты, и насос 114 на линии 110 будет действовать. Нагретые текучая среда или водяной пар, созданные во внутреннем пространстве 82 корпуса 80 реактора, будет отводиться в теплообменник 116 по трубке 106. Нагретая текучая среда в нем будет проходить через трубку 106 и клапан 108, через трубку 126 и наружу через трубку 110, насос 114 и клапан 112 во внутреннее пространство 82 корпуса 80 реактора, причем течению будет способствовать электрический насос 114.

Когда ядерный реактор по этому изобретению функционирует обычным образом, клапаны 96, 98, 100 и 102 будут открыты, так что текучая среда сможет проходить через охлаждающие трубки 99. В случае, если в одной из трубок 99 появится разрыв, клапаны 96, 98, 100 и 102 соответствующих трубок 99 закроются во избежание потери текучей среды из разрушенной трубки 99. Причиной наличия двух клапанов 96 и 98 на наружном конце каждой из трубок 94 состоит в том, что один из клапанов должен функционировать как дублирующий клапан в случае отказа одного из клапанов. С той же целью два клапана 100 и 102 установлены на нижнем конце каждой из охлаждающих трубок 99.

Нагретые текучая среда или водяной пар 124 в корпусе 120 в теплообменнике 116 проходят через линию 128 к турбине 130 для приведения ее в действие обычным образом. Турбина 130 приводит в движение устройство 132 обычным образом. Текучая среда или водяной пар в турбине 130 выпускается из нее в конденсатор 136 по трубке 134. Текучая среда или водяной пар, поступившая(ий) в конденсатор 136, возвращается к нижнему концу корпуса 120 по линии 160.

В случае перегрева ядерного реактора или развития в нем избыточного давления, клапан 170 на линии 168 будет открываться для подачи воды с целью заливания внутреннего отсека 88 защитной оболочки 66 самотеком. Охлаждающая вода во внутреннем отсеке 88 будет окружать охлаждающие трубки 99. Клапаны 96, 98, 100 и 102 нормально открыты, и это позволяет горячей текучей среды из внутреннего пространства 82 циркулировать из верхнего конца внутреннего пространства 82 через охлаждающие трубки 99 к нижнему концу внутреннего пространства 82. Тепло горячей текучей среды в охлаждающих трубках 99 передается через стенку охлаждающей трубки 99 холодной воде, окружающей охлаждающую трубку 99. Это охлаждает текучую среду внутри охлаждающей трубки 99. По мере того, как текучая среда охлаждается, она становится плотнее, чем горячая текучая среда, и опускается к нижней части корпуса 80. Внутри корпуса 80 остаточное тепло от горячих стержней 92 нагревает текучую среду, делая ее менее плотной. Менее плотная текучая среда поднимается и движется к верхней секции корпуса 80 и поступает в верхний конец трубки 99, окруженной холодной водой, и снова охлаждается внутри охлаждающих трубок 99, тем самым создавая цикл конвекционного потока. Цикл конвекционного потока приводит к охлаждению реактора.

При необходимости, клапан 166 может быть открыт, так что охлаждающая вода из источника воды 162 будет заливать внутреннее пространство защитной оболочки 16. Уровень воды в первой защитной оболочке 16 будет регулироваться клапаном 156 и насосом 158 на линии 154.

В итоге, новые признаки изобретения по находящейся на рассмотрении заявке относительно более ранних патентов заявителя изложены ниже:

1. Тот факт, что ядерный реактор по настоящему изобретению является полностью подземным, защищает ядерный реактор от ударов с воздуха, ракетных ударов, терроризма и т.д.

2. Настоящее изобретение обеспечивает более высокий уровень радиационной защиты общественности благодаря радиационной очистке радиоактивных паров, выбрасываемых из реактора.

3. Упрощенная система пассивного охлаждения подает охлаждающую воду во внутреннее пространство второй защитной оболочки, тем самым охлаждая охлаждающие контуры в ней.

4. Реактор расположен на дне бака, если бак используется, которое расположено на дне первой защитной оболочки.

5. Если бак не используется, реактор расположен на дне первой защитной оболочки.

6. Предусмотрено множество резервных клапанов.

Ссылочная позиция 190 обозначает узел гашения ударной волны по настоящему изобретению. Подземный ядерный реактор по находящейся на рассмотрении заявке несколько модифицирован для обеспечения присоединения к нему узла гашения ударной волны. Торцевая стенка 22 защитной оболочки 16 частично прорезана для формирования в ней дверного проема 192, который достаточно велик, чтобы позволить перемещать через него ядерный реактор 80, теплообменник 116 и связанное с ними оборудование в целях ремонта или замены. Правые концы источника воды 162, как видно на фиг. 8, 8A и 8B, удалены, при этом правые концы источника воды 162 запечатаны или закрыты.

Узел 190 гашения ударной волны включает в себя удлиненный пустотелый туннельный элемент 193, имеющий внутренний конец 194 и наружный конец 196. Туннельный элемент 193 включает в себя горизонтально расположенную нижнюю стенку 198, стоящую наружную торцевую стенку 200, верхнюю стенку 202, первую боковую стенку 204 и вторую боковую стенку 206. Стенки 198, 200, 202, 204 и 206 туннельного элемента 193 образуют внутреннюю камеру 208 гашения ударной волны. Внутренний конец камеры 208 гашения ударной волны имеет выполненный в нем дверной проем 210, который совмещен с дверным проемом 192 в защитной оболочке 16. Дверь 212 шарнирно установлена в дверных проемах 192 и 210 и предпочтительно выполнена из стали. Дверь 212 нормально закрыта, но может перемещаться в открытое положение, как будет подробно описано ниже.

К внутренней поверхности стенки 204 прикреплено множество удлиненных и вертикально расположенных дефлекторов 214 с горизонтальным разнесением друг от друга, как видно на чертежах. К внутренней поверхности стенки 206 также прикреплено множество удлиненных и вертикально расположенных дефлекторов 214 с горизонтальным разнесением друг от друга, как видно на чертежах. Как видно, дефлекторы 214, которые проходят внутрь от стенки 204, горизонтально смещены относительно дефлекторов 214, которые проходят внутрь от стенки 206. Предпочтительно, дефлекторы 214 выполнены из бетона, но могут быть выполнены из стали или т.п., если это желательно.

Предпочтительно, каждый из дефлекторов 214 имеет треугольное поперечное сечение или трапецеидальное поперечное сечение, которое образует угловую переднюю грань 214A и заднюю грань 214B. Предпочтительно, нижние концы дефлекторов 214 покоятся на верхней стороне нижней стенки 198. Предпочтительно, дефлекторы 214 выборочно прикреплены к соответствующим им боковым стенкам фланцами 216 и болтами 218. Внутренние концы фланцев 216 внедрены в соответствующий дефлектор 214, причем их наружный концы присоединены болтами к соответствующей боковой стенке. Прикрепление дефлектора 214 к соответствующей боковой стенке позволяет удалять дефлекторы из камеры 208 для обеспечения возможности очистки ее внутреннего пространства, а также перемещения энергетического ядерного реактора через него для ремонта или замены. Позиция 220 обозначает свод, который выборочно закрывает сводовый проем 222, выполненный в верхней стенке 202. С камерой 208 гашения ударной волны сообщается множество радиационных фильтров 224 для фильтрации и отвода радиации из камеры 208 гашения ударной волны.

Время от времени реактор 80 и теплообменник 116 приходится ремонтировать или заменять. В таком случае свод 220 поднимается для открывания сводового проема 222. Затем дверь 212 будет перемещаться в свое открытое положение. Нормально, дефлекторы 214 на стенках 204 и 206 будут удаляться из ударной камеры 198, что позволяет извлекать реактор 80 и т.д. из защитной оболочки 16. Затем реактор 80 и т.д. перемещают через дверные проемы 192 и 210, через ударную камеру 208 и наружу через сводовый проем 222 для ремонта или замены.

Дверь 212 включает в себя закрывающий механизм, который рассчитан позволять двери 212 открываться, когда дверь 212 подвергается заданному давлению ударной волны в случае разрушения реактора из-за избыточного давления. Разрушение реактора также приводит к разрушению и коверканию других компонентов в защитной оболочке 16, например, парогенератора, турбины, генератора, конденсатора и опорной конструкции. Разрушенные реактор и связанные с ним компоненты ударяются о дверь 212, которая открывается ударными силами, в результате чего исковерканные части реактора и других компонентов выбрасываются через дверные проемы 192 и 210 в камеру 208 гашения ударной волны.

Волны давления и осколки реактора ударяются о самый внутренний дефлектор 214 на стенке 204, что приводит к некоторому снижению ударной силы. Осколки реактора и компонентов перенаправляются к следующему дефлектору 214 на стенке 206 и оттуда туда и обратно к дефлекторам 214 в конец камеры 208, благодаря чему ударные силы снижаются каждый раз, когда осколки ударяются о передние грани дефлекторов 214. В конце концов, ударная сила снижается до безопасного уровня, так что свод 220 может быть открыт, чтобы можно было очистить камеру 208 гашения ударной волны и чтобы можно было также очистить защитную оболочку 16. Радиационные фильтры 224 фильтруют и выводят радиацию из ударной камеры 208. Радиационные фильтры 224 также несколько снижают давление в ударной камере 208.

Таким образом, можно видеть, что изобретение решает по меньшей мере все из поставленных перед ним задач.

Хотя изобретение было описано в терминах, специфичных для некоторых конструкций и методологических этапов, следует понимать, что изобретение, охарактеризованное в прилагаемой формуле изобретения, не обязательно ограничивается описанными конкретными конструкциями и/или этапами. Напротив, конкретные аспекты и этапы описаны как формы реализации заявленного изобретения. Поскольку на практике можно реализовать многочисленные варианты осуществления изобретения, не выходя за рамки сущности и объема изобретения, изобретение определяется в нижеприведенной формуле изобретения.

Изобретение относится к подземному энергетическому ядерному реактору. Ядерный реактор защищен защитной оболочкой, соединенной с удлиненным и пустотелым ударным туннелем, который проходит от одного конца защитной оболочки. Причем на втором конце упомянутой защитной оболочки подвижно расположена дверь, способная перемещаться из нормально закрытого положения в открытое положение, когда в ядерном реакторе возникает взрыв или ударная волна. Ударный туннель образует ударную камеру с множеством расположенных в ней разнесенных дефлекторов обломков. Ударная камера имеет верхнюю стенку с выполненным в ней сводовым проемом, который выборочно закрывается сводом. Техническим результатом является обеспечение возможности гашения ударной волны в случае взрыва подземного энергетического ядерного реактора, а также возможности перемещать реактор из его подземной защитной оболочки для ремонта или замены. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Подземный ядерный реактор, содержащий:

защитную оболочку, включающую в себя:

(a) нижнюю стенку, имеющую первый конец, второй конец, первую сторону, вторую сторону, верхнюю сторону и нижнюю сторону;

(b) стоящую первую торцевую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(c) причем упомянутая первая торцевая стенка проходит вверх от упомянутого первого конца упомянутой нижней стенки;

(d) стоящую вторую торцевую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(e) причем упомянутая вторая торцевая стенка проходит вверх от упомянутого второго конца упомянутой нижней стенки;

(f) причем упомянутая вторая торцевая стенка упомянутой защитной оболочки имеет выполненный в ней дверной проем;

(g) дверь, подвижно расположенную в упомянутом дверном проеме в упомянутой второй торцевой стенке упомянутой защитной оболочки, причем упомянутая дверь способна перемещаться из нормально закрытого положения в открытое положение, когда в ядерном реакторе возникает взрыв или ударная волна;

(h) стоящую первую боковую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(i) причем упомянутая первая боковая стенка проходит вверх от упомянутой первой стороны упомянутой нижней стенки;

(j) стоящую вторую боковую стенку, имеющую нижний конец, верхний конец, внутреннюю сторону, наружную сторону, первый конец и второй конец;

(k) причем упомянутая вторая боковая стенка проходит вверх от упомянутой второй стороны упомянутой нижней стенки;

(l) верхнюю стенку, имеющую первый конец, второй конец, первую сторону, вторую сторону, нижнюю сторону и верхнюю сторону;

(m) причем упомянутая верхняя стенка проходит между упомянутыми верхними концами упомянутой первой торцевой стенки, упомянутой второй торцевой стенки, упомянутой первой боковой стенки и упомянутой второй боковой стенки, так что упомянутая защитная оболочка образует внутреннее пространство между ними; и

(n) причем упомянутая верхняя стенка упомянутой защитной оболочки находится ниже уровня земли, благодаря чему упомянутая защитная оболочка полностью заглублена в землю;

ядерный реактор, расположенный в упомянутом внутреннем пространстве упомянутой защитной оболочки;

удлиненный и пустотелый ударный туннель, содержащий:

(a) нижнюю стенку с первым концом, вторым концом, первой стороной, второй стороной, верхней стороной и нижней стороной;

(b) стоящую первую боковую стенку, проходящую вверх от упомянутой первой стороны упомянутой нижней стенки, причем упомянутая первая боковая стенка имеет верхний конец, нижний конец, первый конец, второй конец, внутреннюю сторону и наружную сторону;

(c) стоящую вторую боковую стенку, проходящую вверх от упомянутой второй стороны упомянутой нижней стенки, причем упомянутая первая боковая стенка имеет верхний конец, нижний конец, первый конец, второй конец, внутреннюю сторону и наружную сторону;

(d) первую торцевую стенку, имеющую верхний конец и нижний конец, на упомянутом первом конце упомянутой нижней стенки, и которая имеет выполненный в ней дверной проем, который сообщается с упомянутым дверным проемом в упомянутой второй торцевой стенке упомянутой защитной оболочки, когда упомянутая дверь находится в упомянутом открытом положении;

(e) вторую торцевую стенку, имеющую верхний конец и нижний конец, на упомянутом втором конце упомянутой нижней стенки, которая проходит между упомянутыми вторыми концами первой и второй боковых стенок;

(f) верхнюю стенку, расположенную на упомянутом верхнем конце упомянутой первой торцевой стенки упомянутого ударного туннеля, упомянутой второй торцевой стенки упомянутого ударного туннеля, упомянутой первой боковой стенки упомянутого ударного туннеля и упомянутой второй боковой стенки упомянутого ударного туннеля; и

(g) причем упомянутые стенки упомянутого ударного туннеля образуют ударную камеру, выполненную с возможностью принимать обломки от упомянутого ядерного реактора в случае, если упомянутый ядерный реактор взорвется, тем самым создавая исходящую от него ударную силу.

2. Подземный ядерный реактор по п. 1, при этом упомянутая верхняя стенка упомянутого ударного туннеля имеет выполненный в ней сводовый проем и при этом на упомянутом ударном туннеле расположен свод, который расположен в упомянутом сводовом проеме, нормально закрывая упомянутый сводовый проем, но который способен выборочно перемещаться в открытое положение.

3. Подземный ядерный реактор по п. 1, при этом к упомянутой внутренней стороне упомянутой первой боковой стенки упомянутого ударного туннеля прикреплено множество разнесенных друг от друга первых дефлекторов так, чтобы частично находиться на пути обломков, проходящих через упомянутый ударный туннель от упомянутого первого конца упомянутого ударного туннеля к упомянутому второму концу упомянутого ударного туннеля, и при этом к упомянутой внутренней стороне упомянутой второй боковой стенки упомянутого ударного туннеля прикреплено множество разнесенных друг от друга вторых дефлекторов так, чтобы частично находиться на пути обломков, проходящих через упомянутый ударный туннель от упомянутого первого конца упомянутого ударного туннеля к упомянутому второму концу упомянутого ударного туннеля.

4. Подземный ядерный реактор по п. 3, при этом упомянутые первые дефлекторы расположены вертикально и разнесены горизонтально и при этом упомянутые вторые дефлекторы расположены вертикально и разнесены горизонтально.

5. Подземный ядерный реактор по п. 4, при этом каждый из упомянутых первых и вторых дефлекторов имеет угловатую форму.

6. Подземный ядерный реактор по п. 3, при этом упомянутые первые и вторые дефлекторы выполнены из бетонного материала.

7. Подземный ядерный реактор по п. 3, при этом упомянутые первые и вторые дефлекторы прикреплены с возможностью выборочного съема к упомянутым первой и второй боковым стенкам упомянутого ударного туннеля соответственно.

8. Подземный ядерный реактор по п. 3, при этом каждый из упомянутых первых и вторых дефлекторов имеет верхний и нижний концы, причем упомянутые нижние их концы расположены на упомянутой верхней стороне упомянутой нижней стенки упомянутого ударного туннеля.

9. Подземный ядерный реактор по п. 3, при этом каждый из упомянутых первых и вторых дефлекторов имеет переднюю грань, которая расположена под углом по отношению к продольной оси упомянутого ударного туннеля.

10. Подземный ядерный реактор по п. 1, при этом упомянутая защитная оболочка выполнена из бетонного материала.

11. Подземный ядерный реактор по п. 1, при этом упомянутый ударный туннель выполнен из бетонного материала.

12. Подземный ядерный реактор по п. 1, при этом упомянутые дверные проемы достаточно велики, чтобы позволить пройти через них упомянутому ядерному реактору для ремонта или замены.

13. Подземный ядерный реактор по п. 2, при этом упомянутый сводовый проем достаточно велик, чтобы позволить пройти через него упомянутому ядерному реактору для ремонта или замены.

14. Подземный ядерный реактор по п. 1, при этом упомянутая дверь способна выборочно перемещаться из упомянутого закрытого положения в упомянутое открытое положение.

15. Подземный энергетический ядерный реактор, содержащий:

защитную оболочку, имеющую стенку, нижнюю стенку, первую торцевую стенку, вторую торцевую стенку, первую боковую стенку, вторую боковую стенку, верхнюю стенку и внутреннее пространство;

ядерный реактор, расположенный в упомянутом внутреннем пространстве упомянутой защитной оболочки;

причем упомянутая вторая торцевая стенка упомянутой защитной оболочки имеет выполненный в ней дверной проем;

пустотелый ударный туннель, имеющий первую торцевую стенку, вторую торцевую стенку, первую боковую стенку с внутренней и наружной сторонами, вторую боковую стенку с внутренней и наружной сторонами, нижнюю стенку, верхнюю стенку и камеру гашения ударной волны;

причем упомянутая первая торцевая стенка упомянутого ударного туннеля имеет выполненный дверной проем, который сообщается с упомянутым дверным проемом в упомянутой второй торцевой стенке упомянутой защитной оболочки;

дверь, подвижно расположенную в упомянутых дверных проемах; и

причем упомянутая дверь является нормально закрытой, но способна перемещаться в открытое положение при воздействии на нее заданной ударной силы, если ядерный реактор взрывается, за счет чего обломки от упомянутого взорвавшегося ядерного реактора будут проходить через упомянутые дверные проемы в упомянутую камеру гашения ударной волны.

16. Подземный энергетический ядерный реактор по п. 15, при этом на упомянутой внутренней стороне упомянутой первой боковой стенки упомянутого ударного туннеля установлено множество разнесенных друг от друга первых дефлекторов и при этом на упомянутой внутренней стороне упомянутой второй боковой стенки упомянутого ударного туннеля установлено множество разнесенных друг от друга вторых дефлекторов.

17. Подземный энергетический ядерный реактор по п. 16, при этом упомянутые вторые дефлекторы смещены относительно упомянутых первых дефлекторов.

18. Подземный энергетический ядерный реактор по п. 16, при этом упомянутые первые и вторые дефлекторы прикреплены с возможностью выборочного съема к упомянутым внутренним сторонам упомянутых первой и второй боковых стенок упомянутого ударного туннеля.

19. Подземный энергетический ядерный реактор по п. 15, при этом упомянутая верхняя стенка упомянутого ударного туннеля имеет выполненный в ней проем, который выборочно закрывается сводом.

20. Подземный энергетический ядерный реактор по п. 15, при этом упомянутые дверные проемы достаточно велики, чтобы позволить пройти через них упомянутому ядерному реактору.

21. Подземный энергетический ядерный реактор по п. 19, при этом упомянутый проем в упомянутой верхней стенке упомянутого ударного туннеля достаточно велик, чтобы позволить пройти через него упомянутому ядерному реактору.