EA025904B1 - Способ радиационной защиты биосферы - Google Patents
Способ радиационной защиты биосферы Download PDFInfo
- Publication number
- EA025904B1 EA025904B1 EA201401130A EA201401130A EA025904B1 EA 025904 B1 EA025904 B1 EA 025904B1 EA 201401130 A EA201401130 A EA 201401130A EA 201401130 A EA201401130 A EA 201401130A EA 025904 B1 EA025904 B1 EA 025904B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- emissions
- wind
- facility
- hazardous
- wind turbines
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 19
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims abstract description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 10
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 240000000902 Diospyros discolor Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 101100511347 Notamacropus eugenii LLPA gene Proteins 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011824 nuclear material Substances 0.000 description 1
- 238000005025 nuclear technology Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000113 radiomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
- F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D9/00—Central heating systems employing combinations of heat transfer fluids covered by two or more of groups F24D1/00 - F24D7/00
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Ventilation (AREA)
Abstract
Изобретение предотвращает неконтролируемое наполнение биосферы газоаэрозольными выбросами от опасных промышленных объектов. Область применения: предприятия ядерного топливного цикла, тепловые электростанции, предприятия металлургической и химической индустрии. Способ использует ветроэнергетические агрегаты мегаваттного класса, возводимые вокруг промплощадки опасного объекта. В штатных условиях окружной ветропарк работает на нагрузки собственных нужд контролируемого объекта. Регистрация опасных выбросов от объекта ставит ветропарк под автоматизированное управление для защиты биосферы. Синхронно с перемещениями ветра над объектом фиксируют ветроагрегаты, на которые смещается факел выбросов, и переводят их генераторы в двигательный режим. В двигательном режиме мощные ветроагрегаты используют как высотные промышленные вентиляторы, создающие направленные воздушные потоки. Управляя турбулентностью воздушных потоков, стимулируют коагуляцию и осаждение аэрозолей, ограничивают ветровое рассеивание выбросов пределами санитарно-защитной зоны опасного объекта, где выбросы локализуют и утилизируют, предотвращая хаотический разброс токсичных материалов по поверхности Земли. Затраты на осуществление изобретения - нового эшелона защиты от опасных антропогенных выбросов, причиняющих среде обитания практически невосполнимый ущерб, - окупаются в процессе промышленной эксплуатации ветропарка.
Description
Изобретение относится к технологиям активной защиты земной поверхности от стихийного разброса радиоактивных и химических токсикантов, поступающих в планетарную атмосферу с потоками аварийных газоаэрозольных выбросов мощных индустриальных объектов.
Способ предназначен для использования на АЭС и других предприятиях ядерного топливного цикла, где полностью не исключена вероятность запроектных аварий, осложнённых неуправляемым выходом в свободную атмосферу потоков радиоактивных газоаэрозольных выбросов. Тепловые электростанции, работающие на низкосортном угольном топливе, предприятия нефтехимической, металлургической и строительной индустрии, поставляющие в атмосферу тысячи тонн абиогенных веществ (в том числе ионизирующих), используя предложенный способ, смогут предотвращать трансграничный перенос и рассеивание токсикантов по земной поверхности.
Уникальность и совершенство ядерных энергетических установок создают предпосылки для теоретического обоснования бесконечно малой вероятности возникновения тяжёлых аварий в ходе процессов нормальной эксплуатации. На практике, под защитными оболочками энергоблоков АЭС сосредоточены: гигантская потенциальная энергия теплосодержания, энергия компрессии теплоносителя, потенциальная химическая энергия реагентов, десятки тонн ядерных материалов, включающих сотни различных изотопов с накапливаемой радиоактивностью, измеряемой сотнями миллионов кюри. При некотором совпадении неблагоприятных исходных событий, высвобождение этой энергии может приводить к различным последствиям, опасность которых для персонала, населения и среды обитания разделена специальной Международной шкалой ядерных событий (1ИЕ§-1и1егпаРоиа1 Иис1еаг ЕусШ §са1е) на семь уровней предельных состояний. Разрушение корпуса реактора, расплавление активной зоны и выход радиоактивности за последний барьер реакторной защиты соответствуют наиболее опасному - седьмому уровню. Аварии на Чернобыльской станции и на АЭС Фукусима-Дайичи отнесены к седьмому - высшему уровню опасности. Результаты исследований в сфере надёжности ядерных технологий и методы из смежных областей техники [1] не позволяют предопределить, когда и на какой из множества действующих во всём мире ядерных энергетических установок возникнет незначительный инцидент или произойдёт катастрофическая авария. Наряду с напряжёнными технологическими режимами, дополнительные проблемы в сфере ядерной безопасности и радиационной защиты вызывают угрозы опасных природных явлений, ядерного терроризма, социальных и военных конфликтов, а также неопределённость относительно факторов и событий, которые могут возникнуть в будущем.
Правила промышленной эксплуатации АЭС требуют, чтобы все виды выбросов с повышенной против установленных норм активностью не выносились ветрами в сторону ближайших городов и населённых пунктов. Условия для соблюдения этого правила начинают создавать на этапе предпроектных изысканий с поиска необходимых для размещения АЭС территорий. Одно из важнейших направлений этого поиска - углублённое метеорологическое исследование аэрологических характеристик искомых территорий и особенностей многолетней атмосферной циркуляции над ними [2]. Данные о высотном распределении скорости ветров и особенностях хода ветровых потоков, за длительные периоды наблюдений, существенно влияют на окончательное решение о пригодности территорий к размещению АЭС. В результате геофизических и метеорологических изысканий, выбор останавливают чаще всего на побережьях, возвышенностях или протяжённых открытых пространствах. Природные ветры над такими территориями не встречают препятствий. На высотах от 100 м влияние силы трения воздушных масс о подстилающую поверхность незначительно, и природные атмосферные потоки подвижны максимальное число дней и часов в году. В режимах нормальной эксплуатации АЭС энергия ветров работает на достижение радиационной безопасности персонала станции дважды. Изначально, постоянный приток свежих воздушных масс к вентиляционному центру обеспечивает многократное обновление воздуха во всех помещениях энергоблока, что жизненно важно для оперативного удаления из помещений даже самых незначительных объёмов активных газов, которые образуются в результате различных протечек, сдувок с поверхностей оборудования и ремонтных работ. Вентиляционный центр энергоблока обрабатывает и прокачивает через вентиляционные трубы использованный воздух, чистота которого может ситуационно изменяться. Вентиляционные трубы АЭС выводят более 100000 м3/ч отработавшего воздуха на высоту 100-130 м в атмосферные ветровые потоки. Ветры открытой атмосферы произвольно относят вентиляционный воздух с остаточными токсикантами на неконтролируемые расстояния от устья труб, вторично обеспечивая радиационную защиту промплощадки и персонала. Этот способ обращения с опасными газоаэрозольными потоками монотонно превращает свободную атмосферу - и всю среду обитания - в бесконечный резервуар техногенных токсичных отходов, но остаётся основным способом радиационной защиты большинства опасных предприятий. Наблюдаемые последствия использования способа характеризует известный вывод: Суммарная величина только лицензионных (разрешённых и запланированных) выбросов от всех существующих в мире АЭС, на протяжении всего срока их эксплуатации, превышает общую величину выбросов от аварии на ЧАЭС [3]. Плановые выбросы многочисленных предприятий других отраслей индустрии, например, тепловых электростанций средней мощности, наносят биосфере существенно больший ущерб, чем плановые выбросы мощных АЭС [4]. Последствия исключительно редких аварийных выбросов мощных ядерных объектов представляют наивысшую из индустриальных опасностей. Среда обитания - и биосфера в целом - беззащитны перед одномоментным выбросом в атмо- 1 025904 сферу радиоактивных продуктов в промышленных объёмах и с активностью составляющей миллионы кюри. Действенный способ для автоматического удержания потоков аварийных выбросов в пределах территории санитарно-защитной зоны (СЗЗ) опасного предприятия неизвестен.
При возникновении запроектных состояний, аварийные газоаэрозольные факелы прорываются сквозь трещины в агрегатах и разломы в строительных конструкциях, минуя все системы фильтров и газгольдеры выдержки, и выходят непосредственно в открытую атмосферу. Неуправляемые атмосферные течения захватывают факелы аварийных газоаэрозольных выбросов, несущих смеси облучённых материалов и многочисленных радионуклинов. Чрезвычайно высокая радиоактивность стихийно рассеивается ветром над земной поверхностью. Ветры, над тщательно выбранными для АЭС территориями, при нормальном режиме эксплуатации станции работавшие на радиационную защиту, в процессе аварии хаотически разбрасывают ионизирующие вещества по планете, работают на умножение катастрофических масштабов ущерба. Эффективные при нормальной работе вентиляционные центры в запроектной ситуации бесполезны. Электроприводы оборудования вентиляционных центров, как показала практика, могут быть обесточены наряду с другими потребителями из-за потери источников собственного и аварийного энергообеспечения.
В процессе аварии на Чернобыльской АЭС угол ветровых перемещений над промплощадкой за десять суток составил более 270°, а шлейф ионизирующих материалов был вынесен ветровыми потоками далеко за границы континента. При стоимости разрушенного энергоблока около $1 млрд, внешний ущерб от аварии по данным МАГАТЭ [5] превысил $300 млрд, но окончательная ликвидация последствий аварии всё ещё требует значительных усилий, средств и времени. В процессе аварии на АЭС Фукусима-Дайичи, ветровые перемещения, наряду с инициирующими тектоническими и гидравлическими воздействиями, привели к рассеиванию нуклидов на трансграничных пространствах. Ущерб, масштабы которого предстоит изучать, по предварительным оценкам совпадает по порядку величин с потерями от аварии на Чернобыльской станции [6].
Практическая необходимость обоснования размеров капитальных вложений в разработку и реальное разрешение проблем радиационной и ядерной безопасности привела к возникновению различных концепций и системных подходов при оценке соотношений радиационных рисков, ущербов, угроз и уместных затрат. Согласно одному из них, известному как принцип ЛЬЛРА - ак 1о\у ак ргасбсаЫс асЫеуаЫе, любые затраты допустимы, если за ними стоит здоровье человека, т.к. оно бесценно. Другой принцип: ак Ιον ак геакопаЫу асЫеуаЫе - ЛЬЛКА, состоит в стремлении к обеспечению разумно достижимых наиболее низких уровней опасности. Еще один подход, известный как концепция беспороговой дозы (ип (НгеЧюИ боке сопсерйоп), утверждает наличие линейной зависимости между величиной дозы облучения и биологическим эффектом. Адепты этого подхода утверждают, что не существует таких доз облучения, к воздействию которых человеческий организм безразличен [7], и далее, без учёта реальных обстоятельств, делают вывод о необходимости немедленного закрытия всех объектов ядерной энергетики. Практическое осуществление такого подхода могло бы потребовать остановки всех существующих реакторов, выгрузки топливных сборок, демонтажа, разборки, разделки крупных агрегатов и деталей, их последующей дезактивации и уничтожения. Такие процессы сопряжёны с высокими уровнями радиационных рисков и требуют огромных материальных затрат, но подлежат последовательному осуществлению в предстоящие периоды. Реальность такова, что, после истечения плановых или продленных сроков, через процессы вывода из эксплуатации уже в этом веке должны пройти сотни энергетических установок. Это обстоятельство многократно повышает насущную потребность в гарантированной защите биосферы от притока ионизирующих и химических токсикантов, от их выхода за пределы санитарно-защитных зон опасных объектов, проходящих через многосложные и опасные процессы вывода из эксплуатации. В ряду подходов, ориентированных на рациональное сочетание экономических методов и конструктивных решений, нет данных о таком способе радиационной защиты биосферы, посредством которого достижение необходимого уровня защиты дополнялось бы экономической рентабельностью на уровне самоокупаемости. В настоящее время затраты на создание систем ядерной и радиационной безопасности составляют более половины всех затрат на создание энергоблока. Среди известных из информационных источников и практики способов, направленных на радиационную защиту биосферы, например, [8, 9, 10], не представилось возможности выявить способ, который, выполняя целевую функцию, был бы экономически рентабельным и создавал резервный источник энергоснабжения собственных нужд. Ещё одним недостатком известных способов осаждения, локализации, блокирования, удаления газоаэрозольных токсикантов можно считать отсутствие в арсенале их возможностей такой важной функции, как автоматическое реагирование на выход в воздушный бассейн объекта радионуклидов в результате незначительных инцидентов или предельных состояний третьего-пятого уровней. Наиболее близким по направленности можно принять патент ΙΤΤ020110763 (А 1) - 2013-02-12 ЗуЧет Юг аЫаЮтеШ οί похюик ет188ЮП8 ίη (Не а1то8рНеге &от шби51па1 ог пис1еаг ро\\ег р1ап(. Опубликован как ^02013021308 и Τ\ν201308351. Основной недостаток этой дорогостоящей системы - в её зависимости от температуры воздуха. Другая сложность в применении системы состоит в её зависимости от внешнего энергоснабжения, потери которого свойственны большинству аварийных ситуаций.
Задача предложенного изобретения состоит в создании способа радиационной защиты биосферы от
- 2 025904 притока промышленных масс ионизирующих и химических токсикантов. Технология способа, согласно предмету изобретения, должна автоматически блокировать газоаэрозольные выбросы в воздушном бассейне над санитарно-защитной зоной особо опасного объекта, сохранять эту функцию на всех этапах жизненного цикла объекта, служить источником коммерческого электроснабжения, обеспечивая рентабельность и самоокупаемость в процессе эксплуатации, ситуационно обеспечивать резервное или аварийное электроснабжение собственных нужд объекта.
Технический результат изобретения направлен на удержание и обезвреживание максимального объёма активных газов и массы летучих ионизирующих токсикантов, поступающих в воздушный бассейн над особо опасным объектом с газоаэрозольными выбросами, предотвращение возможного возникновения и развития ядерных аварий, инициированных полным или частичным обесточиванием энергоблока. Ещё одна часть технического результата состоит в возможности использования основного оборудования, реализующего технологию способа, для коммерческой генерации электроэнергии и получении прибыли, компенсирующей капитальные затраты.
Практическая осуществимость предложенного способа базируется на правилах планирования территорий особо опасных объектов, располагающих санитарно-защитными зонами, площади которых позволяют (в большинстве применений) рационально разместить и эффективно применять технологическое оборудование, необходимое для радиационной защиты всей остальной Земли. Кинетическая энергия ветров, питаемая силами атмосферной циркуляции, в предложенном способе парадоксальным образом не рассеивает токсиканты по земной поверхности, а ограничивает их разброс и блокирует на ограниченной территории, предназначенной и приспособленной для обращения с опасными веществами. В осуществлении способа используют также особенности сжатия и турбулентности воздушной среды при обтекании препятствий, стимулируют коагуляцию и седиментацию частиц наиболее летучих форм и, следовательно, наиболее опасных для среды обитания. Фундаментальное свойство обратимости электрических машин (ЭМ), применённых в составе ветроэнергетических агрегатов (ВЭА) мегаваттного класса, используют для ситуационного переключения ЭМ из генераторного режима в двигательный. Переводят необходимое в каждый момент времени число ВЭА из флюгерного в вентиляторный режим. Управляя исходящими от вентиляторов воздушными потоками, контролируют все перемещения газо-аэрозольных выбросов в воздушном бассейне над станцией. Универсальность предложенного способа приводит к необходимости привязки по месту с полным учётом уникальности каждого объекта. Дальнейшее описание предложенного способа дано применительно к условной АЭС.
В описании использованы иллюстрации - фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3. Способ радиационной защиты биосферы включает, как это показано на фиг. 1, промплощадку АЭС, ограниченную контуром 6, с расположенными в пределах промплощадки корпусами энергоблоков 2, вентиляционными трубами 5. Контурной линией 1 обозначена вычисляемая линия, вдоль которой размещают ВЭА 4. По территории санитарнозащитной зоны станции проложена специально или используется существующая окружная железная дорога 7, для применения мобильных платформ 9, несущих вспомогательное оборудование высотных привязных ВЭА 8. ВЭА воздушного размещения связаны с платформами удерживающими тросами с токоведущими кабелями 10. На мобильных платформах установлены блоки управления приводами движения 11, блоки управления ВЭА воздушного размещения 12, перезаряжаемый источник энергообеспечения мобильности 13. На фигуре 2, пунктирные линии 19, 20 обозначают потоки входящей атмосферной циркуляции, лини 22 обозначают ветровые потоки, обтекающие промплощадку после потери мощности потоком на лопастях ВЭА 4. Линии 21 обозначают поток, потерявший мощность после привода ВЭА. Линии 15 обозначают потоки вентиляционных газо-аэрозольных смесей АЭС, линии 16 - смесь вентиляционных потоков с потоком 21, линии 18 - поток от ВЭА воздушного размещения, линии 14 - поток от ВЭА, расположенного с подветренной стороны, при его работе в двигательно-вентиляторном режиме. На фигуре 3 показан пневмоаккумулирующий узел, связанный с приемным окном 3 через привод 22 и нагнетатель 23, загружающий газгольдеры 24 с управляющими клапанами 25, 27 и линией связи 26, с турбиной 28, генератором 29 и автономным блоком управлении 30. Так же на фигуре 3 представлена метеостанция 31, датчики ионизирующего излучения 32, размещение которых должно специально согласовываться, т.к. они не входят в состав какого-либо оборудования, относящегося к собственно системам АЭС. Для осуществления способа, на территории санитарно-защитной зоны АЭС выделяют замкнутую окружную полосу шириной от 200 метров. Окружную полосу делят на 16 метеорологических румбов. Под установку ВЭА за пределами промышленной площадки опасного объекта, например, АЭС, на территории санитарно-защитной зоны выделяют замкнутую окружную полосу шириной от 200 метров. Окружную полосу под установку ВЭА размечают, например, на 16 метеорологических румбов, в полученных кольцевых секторах устанавливают ВЭА и размещают дополнительное оборудование для сбора и удаления токсикантов. Гондолы ВЭА монтируют на несущих башнях, устанавливая центры вращения лопастей выше верхней отметки устья вентиляционных труб. Окружной ветропарк сформированный из, по меньшей мере, одного пояса ВЭА наземного и/или воздушного размещения, при нормальной работе АЭС используется штатно - для генерации и выдачи электрической мощности на плановые нагрузки. Любые нарушения в нормальной работе АЭС, осложнённые выбросами газовых потоков с повышенной радиоактивностью, автоматически переводят ветропарк в режим последнего барьера радиационной защиты
- 3 025904 (БРЗ). В этом режиме перед потоками атмосферных ветров, которые, перемещаясь над промплощадкой АЭС, смешались с потоками газоаэрозольных выбросов и выносят их в свободную атмосферу, в воздушном бассейне над окружной полосой создают вибрирующую аэродинамическую преграду, как это показано на фиг. 2. При столкновении потоков 16 и 14 возникают нормальные смещения, обтекания и торможения встречных потоков. Для исключения выхода потока 16, с наибольшей концентрацией токсикантов, выше верхней кромки потока 14, включают мобильный привязной ветроагрегат высотного размещения 17, известный как вентилятор Дайсона. Падающий напорный поток 18 прижимает поток 33 с высокой концентрацией токсикантов к приёмному окну пневмоаккумулирующего узла. В рассмотренном примере согласно возможностям способа удаляют токсиканты, поступающие через вентиляционную трубу, что относится к наиболее распространённым состояниям. Однако при неожиданном и крайне редком состоянии, связанном с выходом активности не в таком фиксированном месте как вентиляционная труба, автоматический алгоритм удаления токсикантов и всего потока газовых аэрозолей сохранится. В ситуациях, не требующих мгновенной реактивности, управление процессами ликвидации выбросов допустимо в автоматизированном операторном режиме. В сложных метеорологических условиях при необходимости учёта изменений направления ветра над промплощадкой, где газоаэрозольные выбросы диффундируют в воздушные потоки, вводят дополнительное управление углами атаки и частотой вращения лопастей ВЭА, работающих в режиме вентиляторов, создают воздушный поток, напор которого преграждает выход потокам аварийных газоаэрозольных выбросов за пределы приёмных окон, стимулирует коагуляцию опасных аэрозолей и их осаждение. В широком диапазоне производственных ситуаций, от незначительных инцидентов до предельных состояний высокого уровня, технология способа автоматически блокирует потоки газоаэрозольных выбросов, ограничивает их рассеивание пределами узкой полосы внутри санитарно-защитной зоны предприятия, предотвращая хаотический разброс ионизирующих, радиомиметических и других токсичных материалов по поверхности Земли. Ещё одна возможность, которую не сложно осуществить в составе предложенного способа, связана с загрузкой газгольдеров 24 потоками вентиляционных газов под высоким давлением. При неблагоприятных ситуациях, вызванных потерей электроснабжения собственных нужд, по цепочке: газгольдер 24 - клапаны 27 - турбина 28, направляют газы в атмосферу через вент. трубу, а электроэнергию от генератора 29 на схемы аварийного питания. При этом по мере разгрузки газгольдеров их заполняют ситуационно наиболее токсичными газами для выдержки и ликвидации.
Список использованной литературы:
[1] Под ред. ч-кор. РАН Н.А. Махутова. Анализ риска и повышение безопасности водо-водяных энергетических реакторов// Москва, Наука, 2009.
[2] Ό.Ι. Эегеп/о. νίηά ро\\ег гесеи! беуе1ортеи18// N.1., и.З.А., 1979.
[3] И.Н. Бекман. Ядерная индустрия. Курс лекций, ууу.рго1Ьесктаи.иагоб.ги/№Т17.
[4] Под ред. проф. В.В. Бушева. Мировая энергетика состояние проблемы перспективы// Москва,
2007.
[5] Под ред. академика В.Е. Форитова. Энергетика России: проблемы и перспективы// Труды научной сессии РАН, Москва, 2006.
[6] Последствия Фукусимы будут гораздо серьезнее Чернобыля, ууу.бу.бе/эксперт.
[7] А.В. Яблоков. Миф о безопасности малых доз радиации// Москва, 2002.
[8] Способ локализации газоаэрозольного выброса, КИ 2081466.
[9] Способ осаждения вредных аэрозолей, КИ 2082234.
[10] Ме1йоб о! йеа! 1теа1шд а табюасйуе кшТасе, ИЗ 5425072.
Claims (3)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ радиационной защиты биосферы, заключающийся в том, что наиболее токсичные летучие формы частиц и аэрозолей из состава аварийных выбросов особо опасного предприятия блокируют в пределах его воздушного бассейна посредством стимуляции процессов коагуляции и седиментации частиц и аэрозолей в потоках воздушных масс, которые нагнетают навстречу фронту факела аварийных выбросов посредством ветроэнергетических агрегатов (ВЭА) мегаваттного класса, которые размещают вокруг промышленной площадки особо опасного объекта на высотных башнях и устанавливают оси вращения лопастей выше уровня устья дымовых и вентиляционных труб, расстояния между смежными ВЭА определяют из расчета взаимного перекрытия фланговых полей воздушных потоков, нагнетаемых смежными ВЭА в вентилятором режиме, чем исключают фронтальный прорыв потоков аварийного факела, а обтекание факелом встречного потока сверху блокируют нагнетанием нисходящих воздушных потоков от работающих в вентилятором режиме привязных ВЭА высотного размещения, блокированный с трех сторон газоаэрозольный поток факела аварийных выбросов всасывают в приемные окна пневмоаккумулирующего узла, закачивают в газгольдеры выдержки, предварительно сбрасывают из газгольдеров на турбину находящиеся в них газоаэрозольные вентиляционные смеси, при этом турбина вращает генератор, который служит дополнительным источником электроэнергии, необходимым в аварийной ситуации.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме нормальной эксплуатации особо опасного объ- 4 025904 екта ВЭА, расположенные вокруг объекта, используются в генераторном режиме регулярного ветропарка, выдающего мощность на коммерческие нагрузки.
- 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ВЭА, работающие в режиме генерации, при потере особо опасным объектом электроснабжения собственных нужд используют мощности ВЭА, не расположенных по фронту аварийных выбросов, как источник аварийного электроснабжения, чем снижают риск возникновения и возможного развития ядерной аварии.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201401130A EA025904B1 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Способ радиационной защиты биосферы |
PCT/EA2015/000004 WO2016074687A1 (ru) | 2014-11-12 | 2015-11-09 | Способ радиационной защиты биосферы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201401130A EA025904B1 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Способ радиационной защиты биосферы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201401130A1 EA201401130A1 (ru) | 2016-05-31 |
EA025904B1 true EA025904B1 (ru) | 2017-02-28 |
Family
ID=55953765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201401130A EA025904B1 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Способ радиационной защиты биосферы |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA025904B1 (ru) |
WO (1) | WO2016074687A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671667C1 (ru) * | 2018-01-16 | 2018-11-06 | Александр Владимирович Губанов | Аэроэнергостат наземно-генераторный |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1704168A1 (ru) * | 1990-04-25 | 1992-01-07 | Г.М. Ворохов | Способ локализации газо-аэрозольного выброса |
RU2081466C1 (ru) * | 1994-03-28 | 1997-06-10 | Военная академия связи | Способ локализации газо-аэрозольного выброса |
RU2231146C2 (ru) * | 1999-09-10 | 2004-06-20 | Верещагин Игорь Петрович | Способ осаждения вредных аэрозолей |
US20140270046A1 (en) * | 2011-08-11 | 2014-09-18 | Marcopolo Engineering S.P.A. Sistemi Ecologici | System for abatement of noxious emissions in the atmosphere from an industrial or nuclear power plant |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4073516A (en) * | 1975-06-06 | 1978-02-14 | Alberto Kling | Wind driven power plant |
RU2159356C2 (ru) * | 1998-12-09 | 2000-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХКОМТЕХ" | Мобильная ветроэнергетическая станция воздушного размещения |
DE10153403B4 (de) * | 2001-11-01 | 2013-07-18 | Aloys Wobben | Windpark |
-
2014
- 2014-11-12 EA EA201401130A patent/EA025904B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-11-09 WO PCT/EA2015/000004 patent/WO2016074687A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1704168A1 (ru) * | 1990-04-25 | 1992-01-07 | Г.М. Ворохов | Способ локализации газо-аэрозольного выброса |
RU2081466C1 (ru) * | 1994-03-28 | 1997-06-10 | Военная академия связи | Способ локализации газо-аэрозольного выброса |
RU2231146C2 (ru) * | 1999-09-10 | 2004-06-20 | Верещагин Игорь Петрович | Способ осаждения вредных аэрозолей |
US20140270046A1 (en) * | 2011-08-11 | 2014-09-18 | Marcopolo Engineering S.P.A. Sistemi Ecologici | System for abatement of noxious emissions in the atmosphere from an industrial or nuclear power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016074687A1 (ru) | 2016-05-19 |
EA201401130A1 (ru) | 2016-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Barbin et al. | Analysis of accidents and incidents what happened at nuclear power plants in Russia from 1992 to 2019 | |
Barbin et al. | Accidents that occurred at nuclear power plants in 1952-1972 | |
Rimkevičius et al. | HAZOP application for the nuclear power plants decommissioning projects | |
EA025904B1 (ru) | Способ радиационной защиты биосферы | |
Younus et al. | Out-containment mitigation of gaseous iodine by alkaline spray in severe accident situation | |
Murphy et al. | Nuclear power plant control room ventilation system design for meeting general criterion 19 | |
Kryshev et al. | Radioactivity monitoring of the surface air layer and atmospheric fallout near NPP | |
Uddin et al. | Nuclear emergency management using accident consequence analysis code | |
Stamatelatos | Dose assessment for decommissioning planning of the Greek research reactor primary cooling system | |
Prevatt et al. | Tornado damage and impacts on nuclear facilities in the United States | |
Stone | The Explosions That Shook the World: Researchers know what led up to the explosion of the Chernobyl reactor on 26 April 1986, and they are getting an idea of its legacy of health effects. But they are still debating where some of the fuel went | |
Bogorad et al. | ALARA Principle to Minimize Collective Dose in NPP Accident Management within the Containment | |
Tian et al. | Studies of Urban Safety Improvement for Anti-Corrosion Smokestack Protection Based on LOP Strategies | |
Khai et al. | Assessment of radioactive gaseous effluent released from Ninh Thuan 1 Nuclear power plant under scenario of INES-level 7 Nuclear accident | |
Huang et al. | Predicting and controlling nuclear accident hazards: Issues and challenges | |
Segawa et al. | An introduction to japanese r&d activity and political direction on special environment robots | |
Mori | Safety and Standardization Issues on ISO12100 of Safety Design and Operation Principle for Nuclear Power Plant | |
Georgobiani et al. | Activation levels, handling, and storage of activated components in the target hall at FRIB | |
Ene et al. | Management of Tritium in European Spallation Source | |
Ohara et al. | An overview of progress in environmental research on radioactive materials derived from the Fukushima nuclear accident | |
Pruneri et al. | The design of the nuclear HVAC of IFMIF | |
Valizadeh et al. | A Simulation to Assess the Probability of the Spread of Radioactive Materials from the Zaporizhzhia Nuclear Power Plant using the HYSPLIT Model | |
Moiseev et al. | Lessons from Chernobyl | |
Buongiorno | Flexible Siting Criteria and Staff Minimization for Micro-Reactors | |
Lobach et al. | RADIOACTIVE GASEOUS-AEROSOL RELEASES FROM THE WWR-M RESEARCH REACTOR. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |