RU2012079C1 - Method of burial of ecologically hazardous objects - Google Patents
Method of burial of ecologically hazardous objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012079C1 RU2012079C1 SU5050501A RU2012079C1 RU 2012079 C1 RU2012079 C1 RU 2012079C1 SU 5050501 A SU5050501 A SU 5050501A RU 2012079 C1 RU2012079 C1 RU 2012079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- mine
- coolant
- heat exchangers
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к специальному строительству, а именно к технике захоронения экологически опасных объектов, преимущественно аварийных блоков атомных электростанций типа четвертого блока Чернобыльской АЭС. The invention relates to special construction, namely, the technology for the disposal of environmentally hazardous facilities, mainly emergency units of nuclear power plants such as the fourth unit of the Chernobyl nuclear power plant.
Опыт ликвидации последствий Чернобыльской аварии свидетельствует об отсутствии эффективных способов решения этой актуальной проблемы. The experience of eliminating the consequences of the Chernobyl accident indicates the absence of effective ways to solve this urgent problem.
В настоящее время считается, что наиболее рациональным путем эту задачу можно решить созданием вокруг аварийного реактора специальной защитной оболочки - "саркофага". Currently, it is believed that the most rational way this problem can be solved by creating around the emergency reactor a special protective shell - "sarcophagus".
Этот способ был реализован на практике, поэтому он принят за прототип. This method was implemented in practice, so it is taken as a prototype.
Существенным недостатком выбранного прототипа является его трудоемкость из-за больших размеров "саркофага" и сопутствующее при этом сильное радиоактивное облучение людей, вынужденных работать в непосредственной близости от аварийного реактора. A significant drawback of the selected prototype is its complexity due to the large size of the "sarcophagus" and the accompanying strong radiation exposure of people forced to work in the immediate vicinity of the emergency reactor.
Существенным недостатком данного способа является также и низкая надежность захоронения экологически опасного объекта. Внутренние тепловыделения, а также атмосферные переменные воздействия на конструкцию "саркофага" приводят к его разрушению. A significant disadvantage of this method is also the low reliability of the disposal of an environmentally hazardous facility. Internal heat release, as well as atmospheric variables affecting the design of the "sarcophagus" lead to its destruction.
Известен способ захоронения ядерного реактора, выведенного из эксплуатации [1] . После извлечения топлива и теплоносителя из активной зоны реактора, подлежащего захоронению, ее заполняют связующим раствором и для устранения опасности радиоактивного облучения запечатывают все отверстия. Прямо под реактором в земле роют яму и сооружают бункер с бетонными стенками. A known method of disposal of a nuclear reactor decommissioned [1]. After removing the fuel and coolant from the reactor core to be disposed of, it is filled with a binder solution and all openings are sealed to eliminate the risk of radiation exposure. A pit is dug in the ground right under the reactor and a bunker with concrete walls is built.
Известен способ захоронения ядерного реактора АЭС в скальном грунте, включающий извлечение топлива из реактора, дезактивацию реакторного отделения, отсоединение примыкающих к реактору конструкций, перемещение в подземный могильник и отвод выделяемого тепла [2] . С поверхности проходят главные подходные выработки под реакторное помещение ниже глубины расположения могильника, с нижней высотной отметки главных подходных выработок под реактором по его оси проходят компенсационный восстающий до фундамента АЭС, в нижней части компенсационного восстающего разделывают выпускную воронку, ось выпускного отверстия которой располагают по оси реактора. There is a method of burying a nuclear reactor of a nuclear power plant in rocky soil, including removing fuel from the reactor, deactivating the reactor compartment, disconnecting adjacent structures to the reactor, moving to an underground repository, and removing heat [2]. From the surface, the main approach workings below the reactor room are located below the depth of the repository; from the lower elevation of the main approach workings under the reactor, a compensation uprising to the NPP foundation passes along its axis, and an outlet funnel is cut in the bottom of the compensation uprising, the axis of the outlet is located along the axis .
Недостатком этих конструкций является недостаточное снижение общей дозы облучения персонала при проведении работ, сокращение времени производства работ. The disadvantage of these designs is the insufficient reduction in the total dose of personnel during work, the reduction in the time of work.
Известен способ захоронения экологически опасного объекта, заключающийся в том, что в описании примера использования заявленного способа в качестве экологически опасного объекта принят аварийный реактор, аналогичный четвертому блоку Чернобыльской АЭС, вместе с созданным после аварии "Саркофагом" [3] . There is a known method for the disposal of an environmentally hazardous facility, namely, in the description of the example of using the claimed method as an environmentally hazardous facility, an emergency reactor similar to the fourth unit of the Chernobyl nuclear power plant, along with the Sarcophagus created after the accident [3], was adopted.
Дополнительное изучение материалов аварии на ЧАЭС показало, что эффективность способа захоронения может быть во много раз больше, если в качестве экологически опасного объекта может быть не весь саркофаг, а только часть его - аварийный реактор вместе с бетонной шахтой, где расположен. Размер этой шахты - 26х26 в плане и высота - 35,5 вместе с подреакторными помещениями, т. е. намного меньше наружных размеров всего "Саркофага". Способ позволяет извлечь и захоронить только бетонную шахту вместе с аварийным реактором, поэтому в приведенном примере именно эту конструкцию следует считать экологически опасным объектом. An additional study of the materials of the Chernobyl accident showed that the efficiency of the disposal method can be many times greater if the environmentally hazardous object may not be the entire sarcophagus, but only a part of it — an emergency reactor together with the concrete mine where it is located. The size of this mine is 26x26 in plan and height is 35.5, together with the subreactor rooms, that is, it is much smaller than the outer dimensions of the entire Sarcophagus. The method allows to extract and bury only a concrete mine together with an emergency reactor, therefore, in this example, this particular structure should be considered an environmentally hazardous object.
Цель изобретения - снижение вредного воздействия на людей, а также повышение надежности захоронения экологически опасного объекта. The purpose of the invention is to reduce the harmful effects on people, as well as improving the reliability of the disposal of an environmentally hazardous object.
Цель достигается тем, что на безопасном от объекта расстоянии проходят вертикальный ствол и горизонтальную штольню (патерну) под центр этого объекта; устанавливают холодоисточник и теплоисточник; грунт основания объекта предварительно закрепляют путем бурения наклонных скважин с установкой в них толстостенных обсадных труб, а также замораживанием указанного грунта с помощью этих скважин; затем соосно объекту выше штольни создают подземную выработку, внутренние размеры которой в плане и по высоте больше, чем соответствующие внешние размеры объекта; выработку закрепляют обделкой, внутри которой располагают теплообменники, присоединенные с помощью трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры к упомянутым выше холодильнику и теплоисточнику; герметизируют заобделочное пространство выработки, верх которой соединяют с помощью скважины с атмосферой, и заполняют внутренний объем выработки водой, затем в теплообменники подают хладоноситель с отрицательной температурой, превращая упомянутую воду в лед, после этого грунт под объектом размораживают; извлекают толстостенные обсадные трубы из наклонных скважин и бурят до льда по периметру объекта вертикальные скважины, затем прекращают подачу хладоносителя в теплообменники и подают вместо него теплоноситель только в теплообменники основания выработки; по мере таяния льда и опускания объекта образующуюся при этом воду удаляют; после установки объекта на основание выработки последнюю заполняют гидрофобным герметиком, смешанным с хорошо теплопроводным материалом, например медной фиброй, и снова в теплообменники подают хладоноситель, ограничивая саморазогрев объекта. The goal is achieved by the fact that at a safe distance from the object pass a vertical trunk and a horizontal adit (pattern) under the center of this object; establish a cold source and a heat source; the soil of the base of the object is pre-fixed by drilling deviated wells with the installation of thick-walled casing pipes in them, as well as by freezing the specified soil using these wells; then, coaxially with the object above the adit, an underground mine is created whose internal dimensions, in plan and height, are greater than the corresponding external dimensions of the object; the production is fixed by a lining, inside which heat exchangers are mounted, connected by pipelines and shut-off and control valves to the aforementioned refrigerator and heat source; sealing the covering space of the mine, the top of which is connected by means of a well with the atmosphere, and filling the internal volume of the mine with water, then a coolant with a negative temperature is fed into the heat exchangers, turning the water into ice, then the soil under the object is thawed; thick-walled casing pipes are removed from deviated wells and vertical wells are drilled to ice along the perimeter of the object, then the coolant is cut off to the heat exchangers and instead of it the coolant is fed only to the base base heat exchangers; as the ice melts and the object sinks, the water that forms during this process is removed; after installing the object on the base of the mine, the latter is filled with a hydrophobic sealant mixed with well-heat-conducting material, for example, copper fiber, and again the coolant is fed into the heat exchangers, limiting the self-heating of the object.
Таким образом производят медленное опускание экологически опасного объекта под землю в специально созданную герметическую оболочку с холодильником. In this way, the environmentally hazardous object is slowly lowered underground into a specially created hermetic casing with a refrigerator.
Изобретение иллюстрируется следующим примером устройства, реализующим заявленный способ. The invention is illustrated by the following example of a device that implements the claimed method.
В данном примере в качестве экологически опасного объекта принят аварийный реактор, аналогичный четвертому блоку Чернобыльской АЭС, вместе с созданным после аварии "саркофагом". Схема устройства изображена на чертеже, где показаны: аварийный реактор в начальном положении I и этот же реактор в конечном положении Iа, наклонные скважины с толстостенными обсадными трубами 2, предназначенные для замораживания грунта под реактором; расположенная под реактором и соосно ему подземная выработка 3 с обделкой 4, внутри которой расположены по боковым поверхностям теплообменники 5, а в основании 6 - теплообменники 7. В качестве теплообменников могут быть использованы конструкции типа "труба в трубе". Эти же конструкции могут выполнять функцию дополнительной арматуры, повышающей прочность обделки подземной выработки. Для подачи в теплообменники хладоносителя и теплоносителя предусматриваются трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой 8, 9 и 10. Для подачи воды в выработку предусматривается водовод 11. Этот же водовод используется для удаления из выработки воды после таяния льда. Для этих же целей предусматривается насос 12 и запорно-регулирующая арматура 13-17. Для получения хладоносителя предусматривается холодоисточник (холодильная машина) 18, а теплоносителя - теплогенератор 19. В качестве холодоносителя для замораживания воды и грунта могут быть эффективно использованы криогенные жидкости, например жидкий азот или жидкий воздух. In this example, an emergency reactor similar to the fourth block of the Chernobyl nuclear power plant, along with the “sarcophagus” created after the accident, was adopted as an environmentally hazardous object. The device diagram is shown in the drawing, which shows: the emergency reactor in the initial position I and the same reactor in the final position Ia, deviated wells with thick-
Строительные и монтажные работы осуществляются через специальный вертикальный ствол 20 и горизонтальные штольни 21 и 22 (патерны). Для ослабления связи реактора с окружающим грунтом предусматривается бурение вертикальных скважин 23. Construction and installation work is carried out through a special
Способ осуществляется следующим образом. На безопасном от реактора 1 расстоянии строят ствол 20 и горизонтальные штольни 21 и 22, подходящие к оси указанного реактора. В одной из штолен 22 устанавливают холодильную машину 18 и теплогенератор 19 и приступают к строительству выработки 3. Предварительно, с целью преждевременного опускания реактора 1, бурят наклонные скважины и устанавливают в них толстостенные обсадные трубы 2 и с их помощью замораживают непосредственно под реактором грунт, повышая таким образом его прочность. Для этих целей лучшим образом может быть использован жидкий азот. The method is as follows. At a safe distance from the reactor 1, a
По мере проходки выработки 3 устанавливают боковую обделку 4 с теплообменниками 5, а обделку основания 6 - с теплообменниками 7. Высота выработки 3 должна быть больше высоты реактора 1 с "саркофагом". Кроме этого при строительстве выработки 3 необходимо учесть объем замороженного под реактором 1 грунта. Затем заполняют упомянутую выработку 3 водой через водовод 11 (задвижки 14 и 16 открыты, 13, 15 и 17 - закрыты). As the mine 3 is drilled, a
Для полного и быстрого наполнения водой выработки 3 целесообразно пробурить хотя бы одну скважину 23 для выпуска воздуха в атмосферу. После полного заполнения водой выработки 3 включают холодильную машину 18 и хладоноситель по трубам поступает в теплообменники 5 и 7, при этом происходит превращение воды в лед, в результате чего реактор 1 получает новую опору в виде основания 6 выработки, через ледяной массив и грунт, оставшийся после его замораживания под реактором. Образование новой опоры позволяет удалить старую опору. Для этого прекращают подачу хладоносителя в толстостенные обсадные трубы наклонных скважин 2 и подают туда для размораживания грунта теплоноситель. После размораживания грунта обсадные трубы из скважин 2 извлекают. Для уменьшения связи основания реактора с окружающим грунтом по периметру реактора 1 бурят вертикальные скважины 23. После этого включают холодильную машину 18, прекращают подачу хладоносителя в теплообменники 5 и 7 и включают теплогенератор 19, от которого теплоноситель подается только в теплообменники 7 основания 6. В теплообменники 5 возможна лишь кратковременная подача тепла для устранения адгезии льда к боковым стенкам выработки 3. For a complete and quick filling with water of mine 3, it is advisable to drill at least one well 23 to release air into the atmosphere. After the fillings 3 are completely filled with water, the
За счет естественного теплообмена выработки с окружающим грунтом этот процесс произойдет со временем и самопроизвольно. Due to the natural heat exchange of the production with the surrounding soil, this process will occur over time and spontaneously.
По мере поступления тепла к основанию 6 лед на его поверхности будет таять. Удаляя образовавшуюся воду по водоводу 11 с помощью насоса 12 (задвижки 13, 15 и 17 открыты, а 14 и 16 - закрыты), высоту ледяного массива уменьшают, опуская при этом в выработку 3 реактор 1, стоящий на упомянутом ледяном массиве. После полного таяния льда реактор 1 становится в свое новое постоянное положение - поз. Iа. Скорость опускания реактора, его наклон относительно вертикальной оси регулируют подачей теплоносителя с помощью задвижек 9. Затем аварийный реактор Iа герметизируют путем наполнения выработки 3 герметиком. Вид и свойства герметика принимают по конкретным условиям применения данного способа, в том числе по фактическим тепловыделениям, наличию и мощности окружающих выработку 3 водоносных горизонтов. As heat arrives at base 6, the ice on its surface will melt. By removing the formed water through the
В качестве герметика могут быть использованы: литой бетон (со специальными добавками, понижающими его вязкость), жидкое стекло, различные смолы и мастики. При наличии водоносных горизонтов предпочтение следует отдавать мастикам, состоящим из гидрофобных материалов, например бимута. Для поддержания заданного теплового режима аварийного реактора Iа следует использовать теплообменники 5 и 7 вместе с холодильной машиной 18. Для улучшения охлаждения реактора Iа в герметик целесообразно добавить фибру (мелконарезанную проволоку) из хорошо проводящего материала, например меди, что значительно повысит коэффициент теплопередачи упомянутой мастики. As sealant can be used: cast concrete (with special additives that lower its viscosity), water glass, various resins and mastics. In the presence of aquifers, preference should be given to mastics consisting of hydrophobic materials, such as bimuth. To maintain the specified thermal regime of the emergency reactor Ia,
Захоронение по такому способу экологически опасного объекта практически исключает нахождение в непосредственной близости людей от этого объекта, а следовательно, и вредное на них воздействие. Burial according to this method of an environmentally hazardous object virtually eliminates being in the immediate vicinity of people from this object, and consequently, harmful effects on them.
Кроме того, в результате такого захоронения получается экологически безопасная система. Радиоактивное излучение надежно поглощается землей, толщина которой практически может быть любая, а вредное воздействие на подземные водоносные горизонты ограничивается наличием обделки подземной выработки, применением заобделочной гидроизоляции, преимущественно из глины, создаваемой путем инъекции глиняного раствора в окружающий грунт, а также использованием гидрофобного герметика для заполнения пространства между обделкой выработки и экологически опасным объектом. Захороненный по такому способу объект позволяет организовать надежный контроль и поддержание заданной температуры путем искусственного его охлаждения. При наличии достаточно мощных подземных горизонтов целесообразно температуру обделки выработки снизить до отрицательных температур. In addition, as a result of such disposal, an environmentally friendly system is obtained. Radioactive radiation is reliably absorbed by the earth, the thickness of which can be almost any, and the harmful effect on the underground aquifers is limited by the presence of a lining of the underground mine, the use of impermeable waterproofing, mainly from clay, created by injection of a clay solution into the surrounding soil, as well as using a hydrophobic sealant to fill the space between the lining of the mine and an environmentally hazardous object. An object buried in this way allows you to organize reliable control and maintenance of a given temperature by artificial cooling. In the presence of sufficiently powerful underground horizons, it is advisable to lower the temperature of the lining of the mine to negative temperatures.
Образующийся при этом вокруг выработки слой замороженного грунта станет дополнительной непроницаемой преградой на пути фильтрации вредных веществ в подземные водоносные горизонты. The layer of frozen soil formed around the mine will become an additional impenetrable barrier to the filtering of harmful substances into the underground aquifers.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5050501 RU2012079C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Method of burial of ecologically hazardous objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5050501 RU2012079C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Method of burial of ecologically hazardous objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012079C1 true RU2012079C1 (en) | 1994-04-30 |
Family
ID=21608416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5050501 RU2012079C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Method of burial of ecologically hazardous objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2012079C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2538254A (en) * | 2015-05-12 | 2016-11-16 | Morimoto Nobuyoshi | Processing method of radiation-tainted water and sealing processing method of nuclear plant |
CN109891046A (en) * | 2016-09-12 | 2019-06-14 | 格兰德爱比丝有限公司 | Emergency method and system for the nuclear material treatment in situ at nuclear power facility and control |
-
1992
- 1992-07-02 RU SU5050501 patent/RU2012079C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2538254A (en) * | 2015-05-12 | 2016-11-16 | Morimoto Nobuyoshi | Processing method of radiation-tainted water and sealing processing method of nuclear plant |
GB2538254B (en) * | 2015-05-12 | 2018-01-31 | Morimoto Nobuyoshi | Processing method of radiation-tainted water and sealing processing method of nuclear plant |
CN109891046A (en) * | 2016-09-12 | 2019-06-14 | 格兰德爱比丝有限公司 | Emergency method and system for the nuclear material treatment in situ at nuclear power facility and control |
CN109891046B (en) * | 2016-09-12 | 2022-05-31 | 格兰德爱比丝有限公司 | Emergency method and system for in situ treatment and control of nuclear material at a nuclear power facility |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210010718A1 (en) | Geothermal development system and the construction method thereof | |
CN109209396A (en) | A kind of shield tunnel end joint reinforcement structure and construction method | |
CN104806253A (en) | Construction method for opening hole between rectangular pipe jacking channels | |
CN110878697A (en) | Shield underwater receiving method next to urban main road in high-water-rich sandy gravel stratum | |
Newman et al. | Artificial ground freezing: an environmental best practice at Cameco’s uranium mining operations in Northern Saskatchewan, Canada | |
ATE479190T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE FINAL STORAGE AND SAFE OPERATION OF NUCLEAR POWER PLANTS | |
RU2012079C1 (en) | Method of burial of ecologically hazardous objects | |
Chen et al. | Construction technology of large diameter underwater shield tunnel | |
JP2003239270A (en) | Freezing method and pipe material used for the same | |
US5746540A (en) | Method of isolating a nuclear reactor or other large structures | |
Haß et al. | Application of ground freezing for underground construction in soft ground | |
CN110397045A (en) | It is a kind of with the forced channel steel sheet pile deep foundation pit supporting structure and method that freeze water shutoff function | |
Nikolaev et al. | Low-temperature ground freezing methods for underground construction in urban areas | |
JP2015102359A (en) | Underground storage facility for radioactive waste and construction method therefor | |
RU2328049C1 (en) | Process of crashed atomic reactor entombment | |
CN209067209U (en) | A kind of shield tunnel end joint reinforcement structure | |
KR20060116562A (en) | The methods of earth grouting for dam up a groundwater used by the technics of plasma glassification | |
CN112942306A (en) | Freezing method for large foundation pit | |
CN219101374U (en) | Mining liquid nitrogen quick freezing water sealing rescue device | |
Huang | Overview of ShanghaiYangtze River Tunnel Project | |
CN110424193A (en) | The hollow module chasm structuref of Plateau Permafrost Regions high-speed railway | |
CN110735439A (en) | vertical hole tree-shaped freezing wall freezing method | |
CN214657075U (en) | Large-scale foundation ditch freezing equipment | |
RU2122119C1 (en) | Method of supporting mine shaft collar in permafrost rocks | |
CN212001302U (en) | Frozen injury protection system of tramcar roadbed in frozen soil area |