BR112018074976A2

BR112018074976A2 - método de proteção contra explosão de hidrogênio em uma usina nuclear

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Publication number: BR112018074976A2
Application number: BR112018074976A
Authority: BR
Inventors: Semenovich Ivanov Anatoliy; Aleksandrovich Simonenko Vadim; Vladimirovich Lavrenyuk Ivan; Borisovich Anikin Nikolai; Anatol'evich Tyaktev Aleksandr; Nikolaevich Fedyushkin Viktor; Aleksandrovich Popov Il'ya; Vital'evich Bezgodov Evgeniy; Dmitrievich Pasyukov Sergey; Mikhailovich Ul'yanov Sergey; Valerievich Pavlenko Aleksandr
Original assignee: Joint Stock Company ''science And Innovations''; Joint Stock Company "Rosenergoatom"
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2019-09-03
Also published as: WO2019108083A1; EP3719813A1; EP3719813C0; KR102314289B1; US20210225534A1; KR20200011863A; EA201992870A1; JP2020517906A; RU2670430C1; EP3719813B8; JP6865773B2; CN110100288A; EP3719813B1

Abstract

a presente invenção refere-se à proteção de emergência nas usinas nucleares, em particular, às tecnologias de mitigação das consequenciais ou prevenção de incêndios, e prevenção de acumulação de gases explosivos, garantindo a proteção contra a explosão de hidrogênio nas instalações da estrutura de confinamento (doravante designado ec) das usinas nucleares (doravante designadas un), com o reator de água pressurizada (doravante designado rap). além disso, a invenção apresentada poderá ser aplicada em outros objetos, nos quais há probabilidade de desenvolvimento do risco potencial de processos de emergência, relacionados com a emissão de grande quantidade de um gás combustível leve e sua localização nas instalações fechadas do objeto. o resultado técnico garantido pela invenção apresentada consiste na redução da probabilidade de inflamação do ambiente de gás nas instalações da ec da un, bem como na criação de auto-extinção de ondas fracas de combustão, redução da intensidade delas, caso surja a inflamação nas instalações da ec da un, e na diminuição das cargas dinâmicas sobre as paredes das instalações da ec da un. o resultado técnico indicado será alcançado com que o método de proteção contra a explosão de hidrogênio na usina nuclear, o qual inclui a ventilação das instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear e recombinação do hidrogênio nas instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear via a oxidação catalítica dele, de acordo com a solução apresentada, no caminho da propagação de emergência potencial de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio colocam, nas instalações da estrutura de confinamento, o defletor, os vãos nas paredes entre as instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear são feitos com o tamanho não inferior a 35% da área dessas paredes, nos locais de localização potencial de focos de combustão da mistura de vapor e gás com hidrogênio efetuam a remoção do calor excessivo.

Description

MÉTODO DE PROTEÇÃO CONTRA EXPLOSÃO DE HIDROGÊNIO EM UMA

USINA NUCLEAR [0001] A presente invenção refere-se à proteção de emergência nas usinas nucleares, em particular, às tecnologias de mitigação das consequenciais ou prevenção de incêndios, e prevenção de acumulação de gases explosivos, garantindo a proteção contra a explosão de hidrogênio nas instalações da estrutura de confinamento (doravante designado EC) das usinas nucleares (doravante designadas UN), com o reator de água pressurizada (doravante designado RAP) . Além disso, a invenção apresentada poderá ser aplicada em outros objetos, nos quais há probabilidade de desenvolvimento do risco potencial de processos de emergência, relacionados com a emissão de grande quantidade de um gás combustível leve e sua localização nas instalações fechadas do objeto.

[0002] Já é conhecido o método de mitigação das consequenciais dos acidentes graves, relacionado com a redução da quantidade de hidrogênio nas instalações da EC da UN via oxidação catalítica localizada do hidrogênio dentro do corpo do recombinador, descrito na patente da Federação da Rússia N? 2264853. A decisão técnica indicada apresenta a redução dos riscos por meio da instalação de certo número de recombinadores de hidrogênio passivos catalíticos (doravante designado RHPC) nas instalações da estrutura de confinamento da usina nuclear. Com o funcionamento eficaz do RHPC, a composição que contem hidrogênio não inflamar-se-á, ou a combustão dela será menos intensa em razão do teor de hidrogênio reduzido. O fator positivo adicional será a misturação do meio, localizada nas proximidades do recombinador, causada pelo escoamento dos gases quentes empobrecidos de hidrogênio da parte superior do recombinador, facilitando a redução do

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2/16 teor de hidrogênio na área adjacente ao recombinador. A desvantagem da solução técnica indicada será a possibilidade de inflamação das composições, misturas ou jatos de gás e vapor com hidrogênio (doravante designado CGVH) na área adjacente ao recombinador, que pode acontecer com teores bem altos de hidrogênio, em razão do aquecimento da superficie do catalisador até as temperaturas altas por causa do processo intenso das reações de oxidação de hidrogênio.

[0003] É conhecido o método de mitigação das consequências de acidentes graves, descrito na patente da Federação da Rússia N? 2595639, realizado via redução da carga de energia sobre os elementos construtivos da estrutura de confinamento, por meio de remoção do calor das instalações da EC, o que leva à diminuição da temperatura e pressão nas instalações. Por seu turno, isto causa a condensação do vapor nas paredes das instalações da EC. A queda das gotas condensadas de água devido à gravidade mistura, de maneira adicional, a mistura, facilitando a redução das áreas mortas com a concentração elevada de hidrogênio. A desvantagem da solução técnica indicada será uma maior probabilidade de inflamação das CGVH e maior

intensidade de combustão das	CGVH ç	sm	razão de redução	da
concentração	do vapor	de	água,	o	qual se torna	o
fleumatizador	na reação	de combustão	do	hidrogênio.
[0004]	Também é	conhecido o	método de prevenção	da
inflamação e	explosão	de	misturas	de ar-hidrogênio,

descrito na patente da Federação da Rússia N? 2081892, o qual consiste em que nas misturas de ar-hidrogênio sejam introduzidas ou injetadas os inibidores a fim de reduzir a área de inflamação das misturas ar-hidrogênio. As desvantagens do método mencionado são:

- redução não significativa da área de inflamação, ou seja, a probabilidade de ocorrências de inflamação

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3/16 não diminui consideravelmente;

- os sistemas de injeção e distribuição do inibidor necessitam da energia, ou seja, não são os componentes passivos do complexo da segurança, excluindo a possibilidade de aplicar este método a um grande número de acidentes graves com a perda de energia;

injeção do inibidor realiza-se, regra geral, na etapa inicial do acidente por causa da incerteza do memento do inicio de combustão, concomitantemente, em razão da falta do mecanismo de enchimento homogêneo das instalações da EC com o inibidor, será possível acumulação local dele numa das instalações da EC, remotos do ponto de injeção de hidrogênio, com nenhum impacto à probabilidade de inflamação;

- nem todos os inibidores são neutros em relação aos materiais de construção na usina nuclear.

[0005] É conhecido o método de inertização passiva da mistura gasosa no reservatório de proteção da usina nuclear, descrito na patente da Federação da Rússia N? 2134917, no qual foram eliminados várias desvantagens indicadas na patente anterior. No âmbito deste método realizado por meio do dispositivo de inertização passiva da mistura gasosa no reservatório de proteção da usina nuclear, são utilizadas as substâncias que começam a emitir dióxido de carbono nas condições de aquecimento da atmosfera dentro da contenção, ou nas de aquecimento dos RHPC, após o início do funcionamento dele. Desta forma, o método é passivo, enquanto o inibidor é emitido no decorrer de todo o processo do acidente. As desvantagens deste método são: a possibilidade de uma reação química entre o gás emitido e a camada catalítica dos RHPC, o que pode levar à redução da produtividade dos RHPC, ou a falha de funcionamento dos RHPC, bem como uma redução insignificante

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4/16 da área dos limites de inflamação das misturas arhidrogênio, em confrontação com os inibidores mencionados na patente anterior.

[0006] O análogo mais próximo, selecionado como um prototipo, é o método descrito na patente da Federação da Rússia N? 2473993, o qual inclui o término ou redução de intensidade do processo de combustão de hidrogênio na mistura de gás e vapor com hidrogênio, no caso de inflamação dela nas instalações da estrutura de confinamento, via sua recombinação por meio dos RHPC.

[0007] Esta solução técnica tem as seguintes desvantagens:

- transferência desacelerada do recombinador para o regime com a produtividade nominal;

aparecimento possível das zonas mortas com a concentração elevada de hidrogênio nas camadas superiores em razão do fato que o hidrogênio se injete no corpo do recombinador das camadas inferiores;

- com os teores suficientemente altos de hidrogênio, existe a possibilidade de aceleração do recombinador até a inflamação das CGVH nas áreas adjacentes, com a seguinte proliferação de combustão pelas instalações da EC.

[0008] O objetivo da invenção apresentada é a redução, na usina nuclear com o reator de água pressurizada, das consequências perigosas de acidentes graves, tais como combustão explosiva (rápida) e processos de detonação do ambiente de gás nas instalações da EC da UN.

[0009] O resultado técnico garantido pela invenção apresentada consiste na redução da probabilidade de inflamação do ambiente de gás nas instalações da EC da UN, bem como na criação de auto-extinção de ondas fracas de

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5/16 combustão, redução da intensidade delas, caso surja a inflamação nas instalações da EC da UN, e na diminuição das cargas dinâmicas sobre as paredes das instalações da EC da

UN.
[0010]	0 resultado técnico	indicado	será alcançado
com que o	método	de proteção	contra a	explosão	de
hidrogênio na	usina	nuclear, o qual	inclui a	ventilação	das

instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear e recombinação do hidrogênio nas instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear via a oxidação catalítica dele, de acordo com a solução apresentada, no caminho da propagação de emergência potencial de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio colocam, nas instalações da estrutura de confinamento, o defletor, os vãos nas paredes entre as instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear são feitos com o tamanho não inferior a 35% da área dessas paredes, nos locais de localização potencial de focos de combustão da mistura de vapor e gás com hidrogênio efetuam a remoção do calor excessivo.

[0011] A ventilação das instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear será realizada quando o teor de hidrogênio nas instalações alcançar a meta de mais de 2% .

[0012] Neste caso, como defletor no caminho da propagação de emergência potencial de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio pode ser utilizado um ecrã resistente à humidade e calor que fecha o vão entre as paredes da instalação, no local de instalação do ecrã de 20% para 65% da área desse vão.

[0013] Além disso, como defletor no caminho da propagação de emergência potencial de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio podem utilizar um invólucro perfurado, resistente à humidade e calor, instalado nas tubulações do reator nuclear.

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6/16 [0014] A remoção do calor excessivo nos locais de localização potencial de focos de combustão da mistura de vapor e gás com hidrogênio é principalmente realizada via revestimento com metal de alta condutividade térmica das superfícies dos equipamentos, colocados nas instalações da estrutura de confinamento, tetos e partes superiores das paredes nas instalações da estrutura de confinamento por 30% de altura delas.

[0015] Ademais, na partes superiores das paredes, adjacentes ao teto, entre as instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear, realizam principalmente os vãos de área não inferior a 35% da área de cada parede, com formação do espaço transparente.

[0016] A invenção apresentada é ilustrada com os materiais gráficos seguintes.

[0017] O desenho 1 apresenta, de forma esquemática, uma opção de localização do defletor na instalação do gerador de vapor.

[0018] O desenho 2 apresenta, de forma esquemática, uma opção de localização do defletor na instalação do gerador de vapor, conectado com a instalação do borbulhador.

[0019] O desenho 3 apresenta, de forma esquemática, o invólucro cilíndrico perfurado, destinado para ser instalado em uma parte do primeiro circuito do reator nuclear.

[0020] O desenho 4 apresenta o esquema de realização da experiência no modelo, sem colocar o defletor nele.

[0021] O desenho 5 apresenta o diagrama de distribuição das concentrações dos gases pela altura do modelo, realizando a experiência sem colocar o defletor.

[0022] O desenho 6 apresenta o esquema de realização da experiência no modelo com o defletor colocado

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7/16 nele .

[0023] O desenho 7 apresenta a seção do defletor AA, colocado no modelo.

[0024] O desenho 8 apresenta o diagrama de distribuição das concentrações dos gases pela altura do modelo, realizando a experiência com o defletor colocado.

[0025]	0	desenho	9	apresenta	o	esquema	de
realização da	experiência	no	modelo com	uma	divisória	que
fecha a seção	do	canal por	90%	•
[0026]	0	desenho	10	apresenta	o	esquema	de
realização da	experiência	no	modelo com	sem	divisória	que
fecha a seção	do	canal.
[0027]	0	desenho	11	apresenta	o	esquema	de
realização da	experiência	no	modelo com	uma	divisória	que
fecha a seção	do	canal por	65%	•
[0028]	A	solução	técnica propost	a -	o método	de

garantir a proteção contra a explosão de hidrogênio na usina nuclear - é explicada por meio do exemplo de execução concretizada, segundo descrito abaixo. O exemplo apresentado não é o único possível, mas mostra, de forma explicita, a possibilidade de alcançar o resultado técnico declarado por meio desta combinação dos indícios essenciais da invenção em questão.

[0029] O método de proteção contra a explosão de hidrogênio na usina nuclear é composto das ações seguintes.

[0030] Realiza-se ventilação das instalações 1 da EC da UN, quando o teor de hidrogênio neles alcançar 2%, ao mesmo tempo esta ventilação é de emergência e pode ser ativada caso surjam grandes teores de hidrogênio, em função das condições de inflamação das CGVH que estão nas instalações.

[0031] Realiza-se recombinação do hidrogênio nas instalações 1 da EC da UN via a oxidação catalítica dele nos recombinadores de hidrogênio previamente estabelecidos

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8/16 nas instalações da estrutura de confinamento (não apresentados nos desenhos), o número dos quais é definido em função do tamanho das instalações.

[0032] Os defletores, na qualidade dos quais se utilizam os ecrãs feitos de alumínio, resistentes à humidade e calor 2, e invólucros perfurados 3, são colocados no caminho da propagação de emergência potencial das CGVH pressurizadas nas instalações 1 da EC da UN. Os ecrãs 2 são colocados de modo que fechem os vãos entre as paredes das instalações 1 da EC da UN, nos locais de instalação deles por 60% da área desses vãos, e o invólucro perfurado 3 coloca-se na tubulação 4 do primeiro circuito do reator nuclear. Ao mesmo tempo, o tamanho do ecrã 2 pode ser escolhido na faixa de 20% a 65% da área do vão formado pelas paredes da instalação 1 da EC da UN, o maior e o menor tamanho do qual se define em função do seguinte: caso o ecrã 2 seja menor que 20% da área do vão, o diâmetro das CGVH pressurizadas pode ser maior que a área do ecrã 2 no ponto de contato, causando a entrada de uma parte do jato na instalação 1 da EC da UN, localizado atrás do ecrã 2, sem mistura necessária com o meio ambiente de ar da instalação 1 da EC da UN, e a concentração das CGVH em uma parte só da instalação 1 da EC da UN. Caso o ecrã 2 tenha o tamanho superior a 65% da área do vão, o contato com as CGVH pressurizadas leva à mistura uniforme com o meio ambiente de ar da instalação 1 da EC da UN, e com a inflamação das CGVH em uma parte da instalação 1 da EC da UN e penetração da chama em outra parte da instalação 1 da EC da UN torna-se possível a turbulência do corrente de chama que atravessa o vão formado pelo ecrã 2, o que leva à aceleração considerável de propagação da chama.

	[0033]	0 invólucro 3 é	colocado principalmente	do
lado	do espaço	aberto, próximo	às tubulações, isto é,	nem
do	lado da	parede ou das	tubulações que está	nas

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9/16 proximidades, o que leva à mistura eficaz das CGVH pressurizadas, quando estão escoando da tubulação, com o ambiente de ar da instalação 1 da EC da UN.

[0034] Os vãos nas paredes entre as instalações 1 da EC da UN são feitos com tamanho de 40% da área dessas paredes, ao mesmo tempo, os vãos indicados na parte superior das paredes, adjacente ao teto, entre as instalações 1 da EC da UN são feitos com um espaço transparente, ou seja, falta a parte da parede acima do vão, no nivel dos tetos das instalações 1 da EC da UN, e os tetos das instalações 1 da EC da UN não têm obstáculos para escoamento das CGVH de uma instalação 1 da EC da UN para a outra. Neste caso os vãos nas paredes entre as instalações 1 da EC da UN podem ser feitos com tamanho a partir de 35% e mais da área dessas paredes. O menor tamanho de um vão define-se com base do fato que no caso de inflamação das CGVH em uma instalação 1 da EC da UN, e entrada da chama em outra instalação 1 da EC da UN, seja possível a turbulência do corrente da chama que passa através do vão na parede da instalação 1 da EC da UN, o que leva à aceleração considerável da propagação da chama, enquanto o maior tamanho se define pela necessidade do projeto.

[0035] A remoção do calor excessivo nos locais de localização potencial de focos de combustão da mistura de vapor e gás com hidrogênio é realizada via revestimento das superficies dos equipamentos, colocados nas instalações 1 da EC da UN - gerador de vapor 5 e borbulhador 6, bem como dos tetos e partes superiores das paredes das instalações da EC da UN por 30% da altura deles, com metal de alta condutividade térmica, para que se utiliza, por exemplo, alumínio.

[0036] A proteção contra a explosão de hidrogênio na usina nuclear, de acordo com o método apresentado, é realizada de modo seguinte.

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10/16 [0037] Caso haja um acidente grave, relacionado com escoamento das CGVH nas instalações 1 da EC da UN, quando o teor de hidrogênio alcançar a meta de 2%, será realizada a ventilação e, concomitantemente, a recombinação do

hidrogênio. As	ações indicadas visam reduzir	o teor	do
hidrogênio nas	instalações 1	da EC	da UN.
[0038]	No processo	de	escoamento	das CGVH
pressurizadas	na instalação	1 da	EC da UN,	o ecrã	de

aluminio 2, colocado no caminho delas, facilita a mistura uniforme das CGVH na instalação 1 da EC da UN, impedindo a concentração das CGVH em um local só da instalação 1 da EC da UN. Ademais, caso as CGVH pressurizadas escoem, na instalação 1 da EC da UN, da tubulação 4 do primeiro circuito do reator nuclear, em que está colocado o invólucro perfurado de aluminio 3, o último também facilita a mistura das CGVH na instalação 1 da EC da UN, causando perfurações numerosas de jatos das CGVH em várias direções nas proximidades da tubulação 4 do primeiro circuito do reator nuclear. Desta forma, a mistura uniforme das CGVH nas instalações 1 da EC da UN garante uma melhor recombinação do hidrogênio por meio de envolvimento de todos os recombinadores do hidrogênio colocados nas instalações 1 da EC da UN. Caso não aconteça a mistura das CGVH nas instalações 1 da EC da UN, são envolvidos principalmente os recombinadores que estão nos locais de localização da mistura vapor-hidrogênio. A mistura uniforme das CGVH que exclui sua localização em um local só da instalação 1 impede a inflamação das CGVH.

[0039] Além do mais, quando estão escoando na instalação 1 da EC da UN, os vãos feitos com o espaço transparente na parte superior das paredes, adjacente ao teto, entre as instalações 1 da EC da UN, facilitam o escoamento das CGVH de uma instalação 1 da EC da UN para a outra, reduzindo a concentração das CGVH na instalação, em

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11/16 que o escoamento está ocorrendo, permitindo envolver a ventilação e os recombinadores que ficam em outras instalações 1 da EC da UN.

[0040] Caso haja inflamação das CGVH em uma ou várias instalações 1 da estrutura de confinamento do reator nuclear, os vãos feitos nas paredes delas com tamanho de 40% da área destas paredes impedem a turbulência do fluxo chamejante que passa através dos vãos indicados, baixando a velocidade da propagação das CGVH chamejantes.

[0041] Ademais, na situação de inflamação das CGVH em uma ou várias instalações 1 da estrutura de confinamento da UN, acontece a subida do fluxo chamejante de fogo das partes inferiores das instalações 1 da EC da UN para as superiores (locais de localização potencial dos focos de combustão das CGVH), devido ao fato que a concentração do hidrogênio nas partes superiores das instalações 1 da EC da UN seja maior. Nas partes superiores das instalações 1 da EC da UN, ás quais se referem os equipamentos, tais como os geradores de vapor 5 e borbulhadores 6, e os tetos e partes superiores da paredes nas instalações 1 da EC da UN, por 30% da altura deles, será realizada a remoção do calor excessivo via revestimento das superficies das partes indicadas com metal de alta condutividade térmica, na qualidade do qual se utiliza aluminio. A transferência do calor do foco de combustão das CGVH facilita a extinção do foco de combustão das CGVH, ou a redução de sua intensidade, impedindo o desenvolvimento da inflamação das CGVH em outras partes da instalação 1 da EC da UN, ou propagação de combustão das CGVH para outras instalações 1 da EC da UN. Ao mesmo tempo, os ecrãs de alumínio 2 colocados nas instalações 1 da EC da UN, e os invólucros perfurados de alumínio 3 colocados na tubulação 4 do primeiro circuito do reator nuclear absorvem o calor dos focos de combustão das CGVH, também facilitando a extinção

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12/16 do foco e impedindo o desenvolvimento da inflamação das CGVH em outras partes da instalaçãol da EC da UN, ou propagação de combustão das CGVH para outras instalações 1 da EC da UN.

[0042] A eficácia do método apresentado da proteção contra a explosão de hidrogênio na usina nuclear foi confirmada por meio de experiências nos modelos. Foram obtidos os dados das experiências no que se refere aos limites de concentração da inflamação para as CGVH, com pressões e temperaturas características para acidentes graves, bem como os dados de desenvolvimento e troca dos regimes de combustão das CGVH nos modelos das instalações 1 da EC da UN, com escoamento das CGVH na forma de jatos, característico para acidentes graves nas usinas nucleares com o reator de água pressurizada.

Exemplo 1.

[0043] Para realizar essa experiência foi utilizado um modelo na forma da câmara 7 (desenho 4), com altura de 5 metros, diâmetro de 2 metros, volume de trabalho de 14,6 metros ³. A câmara foi previamente aquecida até 110 C°, lá dentro esteve o ar sob a pressão atmosférica. Para a câmara indicada foi injetada a mistura correspondente às CGVH no processo de escoamento delas nas instalações 1 da EC da UN, durante acidentes graves, enquanto a composição média dos componentes hidrogênio-vapor-ar das CGVH foi correspondente aos valores de percentagem seguintes: 10-34-56, respectivamente. Os gases foram injetados do ponto O, indicado no desenho 4, localizado na altura de 3,14 metros do ponto inferior do volume da câmara.

||BÍ®l|lie terminar a injeção das CGVH, foram mensuradas, por meio dos analisadores de gás (não apresentadas nos desenhos), colocados com o vão de 0,5 metros ao longo da altura da câmara, as concentrações dos componentes hidrogênio-vapor-ar das CGVH. Os resultados da

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13/16 experiência realizada estão apresentados no desenho 5, na forma de um diagrama pontilhado, em que os marcadores redondos designam o hidrogênio, os quadrados designam o vapor, e os triangulares designam o ar. Desta forma, o diagrama apresenta que a distribuição dos componentes hidrogênio-vapor-ar das CGVH pela altura da câmara não é uniforme, em particular, a maior concentração do hidrogênio foi registrada a partir do local de injeção das CGVH do ponto 0 e até a cúpula da câmara 7.

[0045] Após a estabilização das CGVH obtidas, foi realizada a inflamação delas por meio de um elemento de faísca (não apresentado no desenho), na altura de 3,5 metros, a qual resultou na subida do fluxo chamejante térmico à cúpula da câmara 7, aumentando a intensidade de combustão e a pressão sob as paredes da câmara 7. A chama extinguiu-se só após a combustão do hidrogênio nas CGVH, localizado na parte superior da câmara 7, sob a cúpula, e o calor emitido desta combustão apoiou a continuação da combustão.

Exemplo 2.

[0046] A realização da experiência está em conformidade com a descrição da experiência indicada no Exemplo 1, mas mostra-se diferente dele em que na altura de 3,4 metros do ponto inferior do volume da câmara 8 (desenho 6) foi adicionalmente colocado um defletor plano na forma de um ecrã 9 (desenho 6 e desenho 7), que fechou a seção da câmara por ~ 65%. Neste caso, a parte superior da superfície interna da câmara 8 sob a cúpula e cerca de 30% das paredes da cúpula pela altura foi revestida com metal de alta condutividade térmica 10. Como o metal de alta condutividade térmica neste modelo de experiência foi utilizado alumínio.

realização da experiência, as CGVH injetadas tiveram o contato com o ecrã 9, garantindo uma

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14/16 mistura mais uniforme das CGVH com o ambiente de ar da câmara 8 e distribuição homogênea dos componentes das CGVH. Os resultados da medição dos componentes hidrogênio-vaporar das CGVH pela altura da câmara 8, obtidos por meio dos analisadores de gás, estão apresentados no desenho 8, onde o diagrama pontilhada apresenta os marcadores redondos para designar o hidrogênio, os quadrados para designar o vapor, e os triangulares para designar o ar.

[0048] Quando terminar a injeção dos gases e a estabilização das CGVH, foi realizada a inflamação delas por meio de um elemento de faísca (não apresentado no desenho), na altura de 3,5 metros. A distribuição das concentrações dos gases no momento de inflamação foi mais uniforme do que na época da experiência descrita no exemplo 1, e estava em conformidade com a proporção dos componentes hidrogênio-vapor-ar das CGVH. 10-34-56, respectivamente.

[0049] Por meio da metodologia de visualização, foi registrada a subida do foco de chama e sua localização sob a cúpula da câmara 8. Ao mesmo tempo, o foco de chama transferiu o calor à superfície revestida com metal de alta condutividade térmica 10 da cúpula da câmara 8, com a seguinte redução da temperatura do foco de chama e diminuição do teor do hidrogênio nele (devido à combustão dele) , o que levou, como efeito conjunto, à extinção da chama. Após a extinção da chama aconteceu mais uma localização do hidrogênio nas CGVH, na parte superior da cúpula da câmara 8, ocorrida via subida das CGVH com um maior teor de hidrogênio da parte inferior da câmara 8 para a superior. A seguir, foi reiterada a inflamação que foi extinguida por meio do método supracitado. O ciclo do início da inflamação e extinção dela repete-se até que o teor do hidrogênio nas CGVH não baixar até o inflamável, por meio do elemento de faísca de concentração.

Exemplo 3.

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15/16

Para realizar essa experiência foi utilizado um modelo na forma da câmara 11 (desenho 9) , com a seção quadrada com um lado de 138 mm e comprimento de cerca de

1,5 metros. Na câmara 11 foi colocada a divisória 12, fechando 90% da seção do canal. Para a câmara indicada foi injetada a mistura correspondente às CGVH no processo de escoamento delas nas instalações da EC da UN, durante acidentes graves, enquanto a composição média dos componentes hidrogênio-vapor-ar das CGVH foi correspondente aos valores de percentagem seguintes: 10-34-56, respectivamente. Os gases foram injetados do ponto O (desenho 9).

Após a estabilização das CGVH obtidas, foi realizada a inflamação delas por meio de um elemento de faisca 13. Por meio da metodologia de visualização, foi registrado que a frente da chama reprimia a mistura não queimada através da divisória 12, causando a turbulência dela, e levando ao reforço triplo das cargas dinâmicas. Quando se aproximou a chama da divisória 12, aconteceu a intensificação brusca de combustão e transferência rápida do fluxo chamejante para a outra parte da câmara 11, dividida por meio da divisória 12.

Exemplo 4.

[0052] A realização da experiência está em conformidade com a descrição da experiência indicada no Exemplo 3, mas mostra-se diferente dele em que na câmara 14 não foi colocada uma divisória para fechar a seção do canal. Para a câmara 14 (desenho 10) foram injetadas as CGVH, indicadas no exemplo 3. Os gases foram injetados do ponto O (desenho 10).

Após a estabilização das CGVH obtidas, foi realizada a inflamação delas por meio de um elemento de faisca 15. Por meio da metodologia de visualização, foi registrado que a frente da chama se propagava com a

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16/16 velocidade permanente, sem turbulência, sem intensificação brusca de combustão.

Exemplo 5.
[0054] A realização	da	experiência está	em
conformidade com a descrição	da	experiência	indicada	no
Exemplo 3, mas mostra-se diferente	dele	em que	na câmara	16
foi colocada uma divisória 17	para fechar 65%	da seção	do
canal. Para a câmara 16 (desenho	11)	foram	in j etadas	as
CGVH, indicadas no exemplo 3.	Os	gases	foram	injetados	do
ponto 0 (desenho 11).
[0055] Após a estabilização das	CGVH	obtidas,	foi
realizada a inflamação delas	por	meio	de um	elemento	de

faísca 18. Por meio da metodologia de visualização, foi registrado que a frente da chama reprimia a mistura não queimada através da divisória 17, enquanto o reforço das cargas dinâmicas ultrapassou as mesmas constatadas na experiência do exemplo 4 apenas 1,4 vezes. Neste caso, quando se aproximou a chama da divisória 17, não aconteceu a intensificação de combustão, enquanto a transferência do fluxo chamejante para a outra parte da câmara 16, dividida pela divisória 17, aconteceu sem aceleração.

[0056] Para a invenção apresentada, na forma em que foi especificada na Reivindicação da Patente, é confirmada a possibilidade de realizar o método da proteção contra a explosão de hidrogênio na usina nuclear e a capacidade de alcançar o resultado técnico indicado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de proteção contra a explosão de hidrogênio em uma usina nuclear, caracterizado por incluir a ventilação das instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear e recombinação do hidrogênio nas instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear via a oxidação catalítica dele, que se distingue com que se localize o defletor no caminho da propagação de emergência potencial de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio, nas instalações da estrutura de confinamento, os vãos nas paredes entre as instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear sejam feitos com o tamanho não inferior a 35% da área dessas paredes, e nos locais de localização potencial de focos de combustão da mistura de vapor e gás com hidrogênio efetuem a remoção do calor excessivo.
2. Método de proteção contra a explosão de hidrogênio em uma usina nuclear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por distinguir-se com a ventilação das instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear seja realizada quando o teor de hidrogênio nas instalações alcançar a meta de mais de 2%.
3. Método de proteção contra a explosão de hidrogênio em uma usina nuclear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a qualidade do defletor no caminho da propagação de emergência potencial de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio poder ser utilizado um ecrã resistente à umidade e calor que fecha o vão entre as paredes da instalação, no local de instalação do ecrã de 20% para 65% da área desse vão.
4. Método de proteção contra a explosão de hidrogênio em uma usina nuclear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por distinguir-se com a qualidade do defletor, no caminho da propagação de emergência potencial

Petição 870180157676, de 30/11/2018, pág. 12/49

2/2 de um jato pressurizado de gás e vapor com hidrogênio utilizem o invólucro perfurado, resistente à umidade e calor, instalado nas tubulações do reator nuclear.
5. Método de proteção contra a explosão de hidrogênio em uma usina nuclear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por distinguir-se com a remoção do calor excessivo nos locais de localização potencial de focos de combustão da mistura de vapor e gás com hidrogênio seja principalmente realizada via revestimento com metal de alta condutividade térmica das superficies dos equipamentos, colocados nas instalações da estrutura de confinamento, tetos e partes superiores das paredes nas instalações da estrutura de confinamento por 30% de altura delas.
6. Método de proteção contra a explosão de hidrogênio em uma usina nuclear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por distinguir-se com que façam os vãos, na parte superior das paredes, adjacente ao teto, entre as instalações da estrutura de confinamento do reator nuclear, de área não inferior a 35% da área de cada parede, com a formação do espaço transparente.