CZ283277B6 - Způsob konstrukce řídicí místnosti a řídicí místnost jaderné elektrárny - Google Patents

Abstract

V řídicí místnosti (10) jaderné elektrárny je veškeré vybavení, to jest promítací plocha (12), počítačové terminály (20, 22) a skříňky (26) uspořádány nejméně deset centimetrů od bočních stěn (10.2). Strop (32) je opatřen chladicími žebry (35), která vystupují směrem dolů k podlaze z kovových desek (34). Na kovových deskách (34) je odlita betonová deska (33). Ke kovovým deskám (34) jsou přivařeny kotevní tyče (36), které jsou zality v betonové desce (33).ŕ

Description

Provedení řídicí místnosti jaderné elektrárny se rozvíjí na základě provozních zkušeností. Zejména studie, provedené po havárii jaderného zařízení v lokalitě Three-Mile Island v březnu roku 1979, poukázaly nejen na nedostatky provedení systémů jaderných elektráren, vývoje jaderných elektráren, cvičných, údržbových a testovacích programů, avšak i na nedocenění potenciální kritické role stresového stavu obsluhy v případě ohrožení. Ve stoupající míře se zvyšuje důraz na provedení pasivních funkcí reaktorů, což znamená, že provoz jaderné elektrárny je stabilní do té míry, že je samoregulovatelný bez jakékoli lidské kontroly alespoň po dobu pravděpodobného trvání ohrožení.

Viděno z hlediska pasivních funkcí, klade vývoj techniky provedení jaderných reaktorů od havárie v Three-Mile Island důraz na holistické přiblížení provedení řídicí místnosti, které minimalizuje vznik stresových stavů obsluhy. Dále se již neuvažuje s navrhováním částí řídicí místnosti v relativní izolaci vůči ostatním částem systémové místnosti. Nyní se spíše při provedení řídicí místnosti počítá s požadavky obsluhy při stavu ohrožení provedením půdorysného uspořádání vybavení řídicí místnosti, které je schopné podpořit obsluhu v setrvání na místě a udržení funkčnosti vybavení v případě výpadku proudu nebo při snížení jeho přívodu. Když ktéto události dojde, nastává problém vtom, že klíčová obsluha musí zůstat na místě v řídicí místnosti co možná nejdéle. Během této doby však může dojít k zastavení normálního topného a ventilačního systému HVAC. Teplota v řídicí místnosti se bude postupně zvyšovat účinkem tepla, které vydává vybavení řídicí místnosti. Klíčový personál však musí zůstat v řídicí místnosti, aniž by byl nějak zneklidněn zvýšením teploty v řídicí místnosti.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit řídicí místnost jaderné elektrárny tak, aby v ní obsluha mohla zůstat značnou dobu (po dobu pravděpodobného trvání nouzové situace), dokonce i tehdy, když není v činnosti topný a ventilační systém HVAC. Zejména je úkolem vynálezu vytvořit bezpečnou řídicí místnost jaderné elektrárny s maximálním pasivním přenosem tepla, minimalizujícím závislost na topném a ventilačním systému HVAC, pro udržení příjemné teploty uvnitř řídicí místnosti.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje řídicí místnost jaderné elektrárny podle vynálezu, jehož podstatou je, že její strop sestává z kovových desek, z chladicích žeber, rozkládajících se napříč stropu apřivařených ke kovové desce, přičemž chladicí žebra zasahují dolů směrem k podlaze řídicí místnosti a jsou připojena ke kovové desce, přičemž nahoře na kovových deskách je uspořádána betonová deska.

V řešení podle vynálezu je věnována maximální pozornost provedení řídicí místnosti. Vybavení je strategicky umístěno v různých odděleních (prostorech) uvnitř řídicí místnosti. Funkční vybavení a nábytek nejsou umístěny přímo u bočních stěn, avšak v pevné vzdálenosti od těchto stěn (například 10 cm od těchto stěn), čímž je podpořeno konvekční chlazení řídicí místnosti

- 1 CZ 283277 B6 maximalizováním obnažení povrchové plochy betonových bočních stěn pro zvýšení chladicího účinku, když dojde k výpadku topného a ventilačního systému HVAC.

Podle vynálezu je strop řídicí místnosti konstruován tak, aby poskytoval maximální přenos tepla z interiéru. Vynález je založen na skutečnosti, že řídicí místnost je uzavřena masivními betonovými stěnami, schopnými absorbovat velká množství energie zřídící místnosti. Pro odvádění tepla pryč od obsluhy je strop sestaven z betonové desky, podobně jako boční stěny a podlaha řídicí místnosti, nalité přes mnoho plochých kovových desek. Z těchto kovových desek vyčnívá směrem dolů do interiéru řídicí místnosti mnoho chladicích žeber. Teplo se přenáší ze vzduchu u stropu těmito chladicími žebry a kovovými deskami do betonové desky, čímž se podporuje proudění vzduchu směrem vzhůru a rovněž proudění vzduchu mezi vybavením řídicí místnosti a jejími bočními stěnami.

Podle výhodného provedení jsou kovové kotevní tyče neboli sloupky přivařeny ke kovovým deskám a beton je nalit kolem těchto sloupků a přes ně, čímž je vytvořeno přídavné tepelné spojení mezi betonem v desce a kovovými deskami a tím i přídavná tepelná dráha chladicích žeber.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou chladicí žebra připojena k příčným kovovým nosníkům, umístěným ve stropu řídicí místnosti.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu se jednotlivé kovové desky rozkládají napříč stropu a každé chladicí žebro se rozkládá po celé délce kovové desky. Sloupky, přivařené ke kovové desce, zasahují do betonové desky. Složený účinek chladicích žeber sloupků a betonu poskytuje tuhost, která eliminuje jakoukoli potřebu provedení příčných nosníků.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že je možno předvídat parametry přenosu tepla z interiéru řídicí místnosti betonovou konstrukcí (to jest bočními stěnami a stropem) a měnit uspořádání chladicích žeber pro zajištění příjemného prostředí po předpokládanou (vypočítatelnou) dobu, následující po výpadku činnosti topného a ventilačního systému HVAC. Zvláštní výhoda řešení podle vynálezu spočívá v tom, že maximalizuje pasivní parametry přenosu tepla mezi interiérem řídicí místnosti a betonovou konstrukcí snížením rychlosti zvyšováním teploty v interiéru řídicí místnosti, jestliže dojde k zastavení činnosti topného a ventilačního systému HVAC, to jest v případě nouzového stavu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje půdorys známého provedení řídicí místnosti při pohledu z plochy těsně pod stropem, obr. 2 půdorys provedení řídicí místnosti s vybavením, uspořádaným podle vynálezu, obr. 3 zjednodušený bokorysný řez řídicí místností podle vynálezu, obr. 4 řez stropem řídicí místnosti podél čáry 4-4 z obr. 3 a obr. 5 detail řezu spojení boční stěny a stropu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje známé provedení řídicí místnosti 10 jaderné elektrárny, obsahující různé vybavení a kuchyňský kout 10,1. Řídicí místnost 10 je opatřena závěsnou promítací plochou 12 pro napodobování funkcí elektrárny. Asi jeden metr zpět od promítací plochy 12 je umístěn řídicí panel 14 a za tímto panelem 14 je prostor 16, který zaujímá vyšší technický pracovník. Je nutno uvést, že u tohoto známého provedení řídicí místnosti 10 je veškeré vybavení a nábytek, jako počítače a různá pracoviště, umístěno u bočních stěn 10.2 řídicí místnosti 10, provedených ze silného betonu. Teplota v řídicí místnosti 10 se reguluje normálním topným a ventilačním

-2 CZ 283277 B6 systémem HVAC, který není znázorněn. Promítací plocha 12, řídicí panel 14 a prostor 16, stejně jako počítačové terminály 20, produkují teplo. Charakteristickým znakem uspořádání známého provedení řídicí místnosti 10 neboli půdorysného rozložení vybavení je, že omezuje konvekční proudění podél bočních stěn, které jsou veškerým vybavením zakryty. I když je počítačový terminál vypnutý, jeho blízkost u boční stěny 10.2 omezuje proudění vzduchu směrem ke stěně bezprostředně za ním. Rovněž skříňky 26 jsou umístěny přímo u bočních stěn 10.2. takže stejným způsobem omezují přenos tepla. Ve skutečnosti je těsně u boční stěny 10,2 umístěna i tabule 28, která tak blokuje velkou část boční stěny 10.2. Promítací plocha 12 je umístěna přímo na stěně 10.2 a rovněž blokuje její velkou část.

Na rozdíl od známého provedení znázorňuje obr. 2 řídicí místnost 10, v níž je umístěno stejné vybavení jako u známého provedení, avšak toto vybavení je upraveno podle vynálezu tak, aby maximalizovalo přenos tepla do stěn 10.2. U řešení podle vynálezu je vybavení umístěno v určitém odstupu D od boční stěny 10,2, s výhodou asi deset centimetrů. Tabule 28 je rovněž umístěna s odstupem od boční stěny 10.2, jak je znázorněno na obr. 2. Dokonce i promítací plocha 12 je umístěna asi deset centimetrů od bočních stěn 10.2 v poloze 12.1. Počítačové terminály 20, 24 na stolech na obr. 1, jsou rovněž umístěny v určité vzdálenosti od bočních stěn 10,2, rovněž asi deset centimetrů, čímž je podpořeno proudění vzduchu v prostoru mezi nimi a boční stěnou 10, 2. Skříňky 26, u známého provedení umístěné rovněž u boční stěny 10.2, jsou podle vynálezu rovněž umístěny v odstupu D od bočních stěn 10.2. Dokonce v malém kontrolním vnitřním prostoru 10, 5 jsou stoly umístěny v určité vzdálenosti od stěn 10.2. V celé řídicí místnosti 10 není vybavení upraveno blíže než deset centimetrů od bočních stěn 10.2. V kuchyňském koutu 10.1 jsou všechny elektrické spotřebiče umístěny v odstupu D od bočních stěn 10.2. Dokonce i v malém vnitřním prostoru 10.5 jsou stoly umístěny v určitém odstupu D od vnitřních stěn 40,6.

Na obr. 3 je zjednodušeně znázorněn v bokorysu řez řídicí místností 10 s vybavením 30, umístěným v určitém odstupu D od bočních stěn 10.2, přičemž je vidět, že řídicí místnost 10 je rovněž opatřena speciálním stropem 32. Tento strop 32 sestává z betonové desky 33, která je odlita nad kovovými deskami 34, znázorněnými rovněž na obr. 4 a provedenými z konstrukční oceli. Jak bude blíže vysvětleno dále, kovové desky 34 se nejprve jednotlivě umístí ve stropu 32 řídicí místnosti 10, načež přes tyto kovové desky 34 se odlije betonová deska 33, přičemž kovové desky 34 jsou dočasně přidržovány pomocí vhodné nosné konstrukce (například dřevěné), a to do té doby, dokud beton neztvrdne. Strop 32 řídicí místnosti 10 je nesen složeným účinkem betonové desky 33 a konstrukčními nosnými nosníky nebo vyztuženými deskami, jak bude vysvětleno dále.

Jak vyplývá z obr. 5, vystupují ze stropu 32 směrem dolů chladicí žebra 35. Tato chladicí žebra 35 jsou připevněna ke kovové desce 34, s výhodou přivařením svých okrajů v místech 35.1 podél své délky. Na obr. 4 je znázorněn výřez CW1, v němž je vidět, že chladicí žebra 35 jsou přímo pod kovovou deskou 34 a rozkládají se napříč celé plochy stropu 32. Podle výhodného provedení vynálezu přemosťují chladicí žebra 35 každou kovovou desku 34· Chladicí žebra 35 jsou přivařena s odstupem přibližně 23 centimetry od sebe. Chladicí žebra 35, která mohou být provedena zocelí nebo podobného tepelně vodivého materiálu, mají tloušťku 12.3 milimetrů a jsou vysoká 23 centimetry.

Na obr. 5 je vidět, že betonová deska 33 je odlita kolem deformovaných kotevních tyčí 36. Tylo kotevní tyče 36 jsou přivařeny ke kovové desce 34 v místě 36.1. Účelem tohoto zakotvení je zvýšit tepelné spojení mezi interiérem řídicí místnosti 10 vedením kovovou deskou 34 a chladicími žebry 35 až do betonové desky 33, čímž se zvýší intenzita chlazení objektu. Kotevní tyče 36 mohou být dlouhé 15 centimetrů, mohou být od sebe vzdáleny 23 centimetry a mohou mít průměr 18 milimetrů.

V provedení podle vynálezu, znázorněném na obr. 5, se kovová deska 34 dotýká nosníku 44, připevněného k příčnému nosníku 46 pomocí konzoly 48. Konce chladicích žeber 35 mohou být přivařeny, například v místě 44.1, k nosníku 44.

Tímto konstrukčním provedením řídicí místnosti 10 je rychlost stoupání teploty uvnitř řídicí místnosti 10, když dojde k výpadku činnosti topného a ventilačního systému HVAC, podstatně omezena, což umožní setrvání obsluhy v řídicí místnosti 10 a její pokračování v obsluze elektrárny.

Podle alternativního provedení mohou být jednotlivé kovové desky 34 ve svislých řadách A, B, C, D' nahrazeny jedinou deskou a příčné nosníky 46 mohou být odstraněny, což je znázorněno na obr. 3. Potom se jediná deska, která má šířku W kovové desky 34 z obr. 4, rozkládá mezi horními a dolními stěnami 10.21, 10.22. Tyto větší desky tvoří čtyři svislé řady ve stropu 32. V tomto případě se rozkládají chladicí žebra 35 po celé délce desky (to jest odshora až dolů na obr. 4). Navíc mohou být kotevní tyče 36 nahrazeny ústřižnými sloupky. Betonová deska 33 by mohla být odlita nad těmito deskami, stejně jako v dříve popsaném příkladu. V tomto provedení je zvlášť důležitý složený účinek chladicích žeber 35, betonové desky 33 a ústřižných sloupků, který dodává stropu 32 dostatečnou tuhost, takže nosníky 44 a příčné nosníky 46 nejsou zapotřebí.

Claims (5)

1. Řídicí místnost (10) jaderné elektrárny, vyznačující se t í m , že její strop (32) sestává z kovových desek (34), z chladicích žeber (35), rozkládajících se napříč stropu (32) a přivařených vždy ke kovové desce (34), přičemž chladicí žebra (35) zasahují směrem dolů k podlaze řídicí místnosti (10) ajsou připojena ke kovovým deskám (34), a nahoře na kovových deskách (34) je uspořádána betonová deska (33).

2. Řídicí místnost (10) podle nároku 1, vyznačující se t í m , že ke kovovým deskám (34) jsou připojeny kotevní tyče (36), které zasahují do betonové desky (33).

3. Řídicí místnost (10) podle nároku 2, vyznačující se t í m , že kotevní tyče (36) jsou ústřižnými sloupky, přičemž každá kovová deska (34) se rozkládá napříč stropu (32) a chladicí žebra (35) se rozkládají napříč délky kovové desky (34).

4. Řídicí místnost (10) podle nároku 2, vyznačující se t í m , že napříč stropu (32) se rozkládá kovový nosník (44) a nese kovovou desku (34), přičemž konce chladicích žeber (35) jsou přivařeny k tomuto kovovému nosníku (34).

5 výkresů