RU2393562C1 - Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения - Google Patents
Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393562C1 RU2393562C1 RU2009105348/06A RU2009105348A RU2393562C1 RU 2393562 C1 RU2393562 C1 RU 2393562C1 RU 2009105348/06 A RU2009105348/06 A RU 2009105348/06A RU 2009105348 A RU2009105348 A RU 2009105348A RU 2393562 C1 RU2393562 C1 RU 2393562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- mine
- shaft
- complex
- power plant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к конструкции подземных атомных теплоэлектростанций шахтного исполнения (ПАСШИ) и предназначено для использования в атомной энергетике. Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения содержит комплекс оборудования с модулем атомного реактора, который расположен в нижней части шахты. Весь комплекс оборудования подземной атомной теплоэлектростанции выполнен в виде модулей и размещен над модулем атомного реактора по высоте шахты. Модуль атомного реактора изолирован от остальных модулей комплекса оборудования отсеком с устройством аварийной изоляции. Верхняя часть шахты снабжена устройством для рассредоточенного отвода охлаждающего теплоносителя. Изобретение позволяет повысить надежность станции путем уменьшения площади поражения, снизить затраты на строительство машинного зала и сократить сроки создания ПАСШИ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к конструкции подземных атомных теплоэлектростанций шахтного исполнения (ПАСШИ) и предназначено для использования в атомной энергетике.
Известные ПАСШИ представляют собой сооружения, частично или полностью размещенные под землей в шахтах вертикального или вертикально-горизонтального исполнения. Во втором случае используют горизонтальные подземные выработки.
Известна подземная атомная теплоэлектростанция на базе судовых реакторных установок (Патент RU №2222839, класс G21D 1/00, публикация заявки 20.08.03 г.), которая представляет собой сооружение, где все элементы станции, комплексы устройств для перезарядки активных зон ядерных реакторов и хранения радиоактивных отходов размещены под землей в горизонтальных рабочих туннелях. Система в высокой степени автоматизирована и обеспечивает безопасность в процессе эксплуатации для окружающей среды, населения, обслуживающего персонала.
Недостатком данного решения является то, что оно требует значительных материальных затрат, сравнимых по величине с элементами бюджета страны, и при существующем состоянии экономики не может быть осуществлено.
Перспективным, с точки зрения экономики, является предложение размещать атомную теплоэлектростанцию в уже имеющихся подземных убежищах ракетно-космического комплекса, используя вертикальные шахты для загрузки узлов станции и расположения их в горизонтальных подземных убежищах комплекса, как, например, в патенте RU №2095862, кл. G21C 9/00, публикация 10.11.97 г.
Тем не менее, наличие горизонтальных подземных убежищ удорожает стоимость проекта.
Экономически наиболее привлекательным является решение по патенту RU №2061265, кл.G21C 9/00, опубл. 27.05.1996 г. (прототип), где под землей в вертикальной шахте пусковой установки на сейсмоизолирующих устройствах размещено модульное реакторное отделение атомной теплоэлектростанции, а остальная часть станции расположена в машинном зале, находящемся на поверхности земли.
Последняя особенность является недостатком данного решения из-за дополнительных затрат на строительство машинного зала для турбогенераторной установки с системами ее управления, и недостаточной защиты наземной части станции при военных действиях, диверсиях, стихийных бедствиях и т.п.
Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении надежности станции путем уменьшения площади поражения, снижении затрат на строительство машинного зала, сокращении сроков создания ПАСШИ.
Технический результат достигается тем, что в подземной атомной теплоэлектростанции вертикального шахтного исполнения, содержащей комплекс оборудования с модулем атомного реактора, расположенного в нижней части шахты, весь комплекс оборудования станции выполнен в виде модулей и размещен над модулем атомного реактора по высоте шахты, при этом модуль атомного реактора изолирован от остальных модулей комплекса оборудования отсеком с устройством аварийной изоляции, а верхняя часть шахты снабжена устройством для рассредоточенного отвода охлаждающего теплоносителя.
В отсеке с устройством аварийной изоляции в качестве устройства аварийной изоляции используют заряды, расположенные по периметру сечения отсека на высоте, превышающей сумму высоты модуля атомного реактора и внутреннего радиуса шахты, умноженному на 1,41.
К отличительным признакам предлагаемого решения относятся:
- весь комплекс оборудования станции выполнен в виде модулей и размещен над модулем атомного реактора по высоте шахты;
- модуль атомного реактора изолирован от остальных модулей комплекса оборудования отсеком с устройством аварийной изоляции;
- верхняя часть шахты снабжена устройством для рассредоточенного отвода охлаждающего теплоносителя;
- в качестве устройства аварийной изоляции используют заряды, расположенные по периметру сечения отсека на высоте, превышающей сумму высоты модуля атомного реактора и внутреннего радиуса шахты, умноженному на 1,41.
Известных технических решений с такой совокупностью признаков в патентной и научно-технической литературе не обнаружено.
В предлагаемом решении снижение экономических затрат обеспечивается за счет размещения всего комплекса оборудования станции в стволе вертикальной шахты, при этом можно использовать уже существующие шахты ракетных комплексов (РК).
Использование шахт РК ведет к уменьшению площади поражения, что повышает надежность станции. На этот же результат направлено использование устройства для рассредоточенного отвода охлаждающего теплоносителя. Теплоноситель распределяется по периметру верхней части шахты.
Такую ПАСШИ удобно эксплуатировать, т.к. использование оборудования станции в виде модулей дает возможность легко осуществлять их загрузку-выгрузку через верхнюю часть шахты, возможность изымать модуль атомного реактора из шахты и производить утилизацию его отработанных активных элементов на специализированных предприятиях, приспособленных для этого производственных помещениях или, в случае необходимости, осуществлять консервацию модуля атомного реактора в шахте, используя для этого устройство аварийной изоляции. Все это обеспечивает экологическую безопасность окружающей среды.
На чертеже изображена подземная атомная теплоэлектростанция шахтного исполнения.
Шахта, изображенная на чертеже, содержит модуль атомного реактора 1, который расположен в нижней части шахты, а комплекс оборудования ПАСШИ, выполненный в виде модулей, размещен над модулем атомного реактора (MAP) по высоте шахты. Отсек с устройством аварийной изоляции 2 изолирует MAP от остальных модулей комплекса оборудования станции. Над отсеком с устройством аварийной изоляции расположены следующие модули: система расхолаживания и поддержания горячего резерва 3; далее по высоте шахты: конденсаторы - 4, турбогенератор - 5, трансформаторная система - 6, системы автоматики и управления - 7, коммуникации - 8. В верхней части шахты расположено устройство для рассредоточенного отвода охлаждающего теплоносителя - 9.
В отсеке с устройством аварийной изоляции 2 в качестве устройства аварийной изоляции используют заряды 10, например, пороховые. Данные заряды расположены по периметру сечения отсека на высоте, превышающей сумму высоты MAP и внутреннего радиуса шахты, умноженному на 1,41. В этом случае при взрыве происходит смыкание оболочки шахты по центру.
Каждая перечисленная выше часть комплекса оборудования представляет собой функционально законченную систему, изготовленную, проверенную и поставляемую специализированными производствами, устанавливаемую в виде насыщенных оборудованием модулей с последующим монтажом коммуникаций, т.е. силовых и управляющих кабелей и трубопроводов рабочих и охлаждающих средств.
Работа станции
Эксплуатационные характеристики ПАСШИ определяются параметрами модуля атомного реактора. Для станций мощностью до 10 МВт используются реакторы четвертого поколения. Такая станция без привлечения средств внешней автоматизации обеспечивает физическое саморегулирование в зависимости от потребления энергии и рассчитана на 25 лет без проведения перегрузок активной зоны атомных реакторов. Она не нуждается в управлении оперативным персоналом, наблюдается при работе дежурным по станции и через космическую связь дежурным регионального центра обслуживания атомных станций. По окончании срока эксплуатации демонтируется и вывозится, а участок ее размещения реабилитируется до состояния «зеленой лужайки».
Сборка ПАСШИ осуществляется следующим способом: компактные функциональные модули, из которых состоит весь комплекс оборудования станции, после проверки их на стенде, доставляют, например, железнодорожным или вертолетным (для станций мощностью до 10 МВт) транспортом к месту установки. Перед этим предварительно оборудуют и расширяют шахту с учетом обеспечения загрузки и стыковки модулей и функционирования станции в целом.
Доставленные модули 1÷7 размещают в шахте и стыкуют между собой функционально с коммуникациями 8, образуя единую энергосистему. Модули размещают с учетом рабочего температурного режима станции и их максимальной рабочей температуры. Наиболее чувствительными к температуре окружающей среды являются электронные компоненты системы автоматики и управления 7. Поэтому они расположены в верхней части шахты. Далее внизу размещаются трансформаторная система 6 и турбогенератор 5, затем теплотехнические модули: конденсаторы 4 и система расхолаживания и поддержания горячего резерва 3.
ПАСШИ обладает высокой степенью противоаварийной защищенности.
Отметим, что вертикальная шахтная концепция размещения ПАСШИ позволяет создать еще один уровень защищенности.
На тот случай, если произойдет разгерметизация реактора по периметру сечения шахты, то на высоте, считая от основания, превышающей сумму высоты реактора от основания и внутреннего радиуса шахты, умноженному на 1,41, подготовлено место для размещения зарядов 10, при направленном взрыве которых происходит перекрытие и изоляция модуля атомного реактора 1. При данной высоте происходит смыкание оболочки шахты по ее центру. Для гарантированного смыкания оболочки между атомным реактором и расположенным выше оборудованием размещен промежуточный отсек 2.
В этом случае при взрыве происходит полное перекрытие сечения шахты за счет деформации ее цилиндрической поверхности.
Заряды 10 располагаются в средней части упомянутого отсека.
Важным фактором является скрытность расположения электростанции.
Учитывая прогресс в области выявления объектов, поверхностная температура которых превышает температуру окружающей среды, необходимо осуществлять мероприятия по выравниванию температуры в верхней части ПАСШИ с температурой поверхности земли, точнее для снижения температуры в приповерхностном слое до уровня ниже отслеживания средствами инженерно-технической разведки теплового пятна. Эта проблема решается тем, что отвод охлаждающего теплоносителя (воздуха, воды) на выходе из шахты осуществляется по периметру горловины, т.е. имеет рассредоточенный характер.
Удаление атомного реактора осуществляется путем демонтажа верхних модулей оборудования ПАСШИ с последующим изъятием модуля атомного реактора и транспортировкой его на специализированный участокутилизации. Если по каким-либо причинам принимается решение о захоронении реактора, то в действие приводят пороховые заряды 10, которые осуществляют изоляцию реактора от остальной части станции с предварительным изъятием выше расположенного оборудования.
Claims (2)
1. Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения, содержащая комплекс оборудования с модулем атомного реактора, расположенного в нижней части шахты, отличающаяся тем, что весь комплекс оборудования подземной атомной теплоэлектростанции выполнен в виде модулей и размещен над модулем атомного реактора по высоте шахты, при этом модуль атомного реактора изолирован от остальных модулей комплекса оборудования отсеком с устройством аварийной изоляции, а верхняя часть шахты снабжена устройством для рассредоточенного отвода охлаждающего теплоносителя.
2. Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения по п.1, отличающаяся тем, что в отсеке с устройством аварийной изоляции в качестве устройства аварийной изоляции используют заряды, расположенные по периметру сечения отсека на высоте, превышающей сумму высоты модуля атомного реактора и внутреннего радиуса шахты, умноженного на 1,41.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009105348/06A RU2393562C1 (ru) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009105348/06A RU2393562C1 (ru) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393562C1 true RU2393562C1 (ru) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009105348/06A RU2393562C1 (ru) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393562C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104064229A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 反应堆及带放射性的辅助厂房置于地下的大型核电站 |
RU2643668C1 (ru) * | 2017-05-22 | 2018-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая и торгово-промышленная фирма "ТЕХНОПОДЗЕМЭНЕРГО" (ООО "Техноподземэнерго") | Подземная атомная гидроаккумулирующая теплоэлектрическая станция (варианты) |
RU2819617C2 (ru) * | 2021-02-24 | 2024-05-21 | Палваннанатан ГАНЕСАН | Подземный энергетический ядерный реактор с камерой гашения ударной волны |
-
2009
- 2009-02-16 RU RU2009105348/06A patent/RU2393562C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104064229A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-24 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 反应堆及带放射性的辅助厂房置于地下的大型核电站 |
RU2643668C1 (ru) * | 2017-05-22 | 2018-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая и торгово-промышленная фирма "ТЕХНОПОДЗЕМЭНЕРГО" (ООО "Техноподземэнерго") | Подземная атомная гидроаккумулирующая теплоэлектрическая станция (варианты) |
RU2819617C2 (ru) * | 2021-02-24 | 2024-05-21 | Палваннанатан ГАНЕСАН | Подземный энергетический ядерный реактор с камерой гашения ударной волны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101689407B (zh) | 超安全并且可简易拆除的核电厂 | |
RU2393562C1 (ru) | Подземная атомная теплоэлектростанция вертикального шахтного исполнения | |
RU2273901C2 (ru) | Подземная атомная электростанция | |
RU2720212C1 (ru) | Атомная электрическая станция | |
CN205025144U (zh) | 一种山体深埋式环绕型核岛厂房 | |
CN202164981U (zh) | 用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构 | |
Sorenson | Long-term storage of spent nuclear fuel and high-level radioactive waste: strategies and implications for package design | |
CN216623786U (zh) | 一种地下核电站烟羽应急处理区结构 | |
Muto | Fukushima accident: What happened and lessons learned | |
Bencze | Interim storage of spent nuclear fuel in Paks MVDS facility | |
CN212303096U (zh) | 一种利用废弃矿井安置核电站厂房的布置结构 | |
Pinto | A survey of the underground siting of nuclear power plants | |
Headquarters | The Accident at TEPCO’s Fukushima Nuclear Power Stations | |
Myers et al. | Underground nuclear parks and the continental SuperGrid | |
Holan et al. | Study of the Underground Placement of a Reinforced Concrete Containment Building | |
RU2218614C2 (ru) | Подземная атомная станция энергоснабжения и способ ее эксплуатации | |
Saanio et al. | Preliminary design of the repository. Stage 2 | |
JP2928610B2 (ja) | 原子力設備 | |
Penkov et al. | The dry spent RBMK fuel cask storage site at the Ignalina NPP in Lithuania | |
Likar et al. | Basic parameters of small underground nuclear power stations Osnovni parametri majhnih podzemnih nukleark | |
Kunze et al. | Underground Siting of Nuclear Power Plants: Enhancing Safety and Reducing Construction Cost | |
CN113936828A (zh) | 一种地下核电站烟羽应急处理区结构和处理方法 | |
XA9951781 et al. | THE DRY SPENT RBMK FUEL CASK STORAGE SITE AT THE IGNALINA NPP IN LITHUANIA | |
Karhadkar | Safety Assessment and Up-grades Executed and Proposed at Dhruva Reactor Following the Accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant | |
Kunze et al. | Underground Siting of Nuclear Power Plants: Insights From Fukushima |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180217 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190114 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191230 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200217 |