RU2442235C2 - The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors - Google Patents

The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors Download PDF

Info

Publication number
RU2442235C2
RU2442235C2 RU2009147693/07A RU2009147693A RU2442235C2 RU 2442235 C2 RU2442235 C2 RU 2442235C2 RU 2009147693/07 A RU2009147693/07 A RU 2009147693/07A RU 2009147693 A RU2009147693 A RU 2009147693A RU 2442235 C2 RU2442235 C2 RU 2442235C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
type nuclear
localization
lwgr
active zones
Prior art date
Application number
RU2009147693/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009147693A (en
Inventor
Леонид Георгиевич Бабиков (RU)
Леонид Георгиевич Бабиков
Михаил Владимирович Баранов (RU)
Михаил Владимирович Баранов
Аскольд Рафаилович Бекетов (RU)
Аскольд Рафаилович Бекетов
Борис Дмитриевич Васин (RU)
Борис Дмитриевич Васин
Герман Никандрович Казанцев (RU)
Герман Никандрович Казанцев
Виктор Ильич Пятков (RU)
Виктор Ильич Пятков
Сергей Павлович Распопин (RU)
Сергей Павлович Распопин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2009147693/07A priority Critical patent/RU2442235C2/en
Publication of RU2009147693A publication Critical patent/RU2009147693A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442235C2 publication Critical patent/RU2442235C2/en

Links

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear physics.
SUBSTANCE: invention relates to the method of the immediate interference with emergency situations at the channel-type nuclear reactor units: LWGR - 1000, LWGR - 1500 and the foreign analogs; the method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors is that spherical granulas (diameter 0.5-2.0) of melted together saline mixture of Na2B4O7 - 84% of the total mass, Са3(Р04)2 - 16 % of the total mass is inducted into the damaged active zone of the reactor.
EFFECT: innovation allows to promptly and reliably localize the processes developing under emergency situations, radically reduce the dissipation of the oxide fuel containing uranium, plutonium, extinguish graphite, stabilize temperature, secure long-lasting power unit conservation.
1 cl

Description

Изобретение касается мер, которые могут быть приняты для устранения чрезвычайно опасных последствий аварий при эксплуатации ядерных энергетических реакторов канального типа (РБМК - 1000, РБМК - 1500 и зарубежных аналогов). Оно может быть использовано при любых разрушениях, высоких температурах и высоких уровнях радиоактивности тепловыделяющих сборок (ТВС), тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), каналов, графитового замедлителя и регулирующих устройств активной зоны, а также для остановки и консервации отработавших свой ресурс реакторных блоков.The invention relates to measures that can be taken to eliminate the extremely dangerous consequences of accidents during the operation of channel type nuclear power reactors (RBMK - 1000, RBMK - 1500 and foreign analogues). It can be used for any damage, high temperatures and high levels of radioactivity of fuel assemblies (fuel assemblies), fuel elements (fuel elements), channels, graphite moderator and core control devices, as well as for stopping and preserving spent reactor units.

Известные действия, которые предпринимались для устранения последствий аварии на четвертом блоке-реакторе РБМК - 1000 Чернобыльской АЭС, в частности для локализации разрушений активной зоны, были неподготовлены, несвоевременны, растянуты на длительный период, малоэффективны и расточительны. Более того, среди этих действий были такие, которые усугубляли обстановку. Так, сбрасывание свинца, доломита и песка на полуразрушенный реактор («пломбирование») вело к еще большему разрушению ТВС и ТВЭЛ, т.е. к дополнительному загрязнению окружающей среды плутонием и радионуклидами деления. Кроме того, доломит и песок ухудшали условия теплоотвода, чем способствовали росту температуры в покрываемой ими активной зоне. Никакие из этих действий не могут служить прототипом предлагаемого способа.Known actions that were taken to eliminate the consequences of the accident at the fourth RBMK-1000 reactor block of the Chernobyl nuclear power plant, in particular to localize core damage, were unprepared, untimely, extended for a long period, ineffective and wasteful. Moreover, among these actions were those that exacerbated the situation. So, dumping lead, dolomite and sand onto a dilapidated reactor (“sealing”) led to even greater destruction of fuel assemblies and fuel elements, i.e. to additional environmental pollution by plutonium and fission radionuclides. In addition, dolomite and sand worsened heat removal conditions, thereby contributing to an increase in temperature in the core covered by them. None of these actions can serve as a prototype of the proposed method.

Настоящее изобретение направлено на быструю и надежную локализацию процессов, развивающихся при аварии и ставших неуправляемыми из-за разгерметизации ТВС, деформации каналов и средств управления.The present invention is directed to the fast and reliable localization of processes that develop during an accident and become uncontrollable due to depressurization of fuel assemblies, deformation of channels and controls.

Задача предлагаемого способа - резкое ограничение рассеяния оксидного топлива, содержащего уран, плутоний, радионуклиды деления и радиоизотопы вторичного происхождения, прекращение реакций деления ядер урана и плутония, тушение графита, стабилизация температуры, обеспечение длительной консервации блока, исключающей загрязнение окружающей среды твердыми веществами и их аэрозолями.The objective of the proposed method is a sharp limitation of the dispersion of oxide fuel containing uranium, plutonium, fission radionuclides and radioisotopes of secondary origin, termination of fission reactions of uranium and plutonium nuclei, quenching of graphite, temperature stabilization, ensuring long-term conservation of the block, eliminating environmental pollution by solid substances and their aerosols .

Указанная цель достигается тем, что в поврежденную активную зону реактора вводят гранулы сплавленной солевой смеси, обладающей температурой плавления 400-700°С, смачивающей оксиды урана, другие компоненты облученного ядерного топлива, графит, цирконий и нержавеющие стали, а также большим поперечником захвата нейтронов ядрами одного или нескольких компонентов солевой смеси.This goal is achieved by the fact that granules of fused salt mixture with a melting point of 400-700 ° C, wetting uranium oxides, other components of irradiated nuclear fuel, graphite, zirconium and stainless steels, as well as a large cross section for neutron capture by nuclei, are introduced into the damaged reactor core. one or more components of the salt mixture.

В качестве солевой смеси предлагается использовать систему:It is proposed to use the system as a salt mixture:

84 мас.% Na2B4O7 - 16 мас.% Са3(РO4)2 в виде гранул диаметром 0,5-2,0 мм.84 wt.% Na 2 B 4 O 7 - 16 wt.% Ca 3 (PO 4 ) 2 in the form of granules with a diameter of 0.5-2.0 mm

Свойства этой системы достаточно изучены; она отвечает предъявляемым требованиям: имеет температуру плавления 475°С, хорошо смачивает диоксид урана, графит, цирконий, нержавеющие стали, обладает низким давлением паров над расплавом в широком интервале температур. В ее составе бор, интенсивно поглощающий нейтроны. Естественная смесь В10 с В11 имеет высокий поперечник захвата тепловых нейтронов σа=755 барн.The properties of this system are well understood; it meets the requirements: it has a melting point of 475 ° C, it well moistens uranium dioxide, graphite, zirconium, stainless steels, and has a low vapor pressure over the melt in a wide temperature range. It contains boron, which intensively absorbs neutrons. The natural mixture of B 10 s B 11 has a high thermal neutron capture cross section σ a = 755 barn.

Вводимое с солевой смесью количество бора более чем достаточно для эффективного прекращения реакций деления. Образующийся при плавлении солевой смеси тонкий слой на твердых поверхностях предотвращает распыление оксидов и прекращает горение графита. Толщина солевого слоя уменьшается с повышением температуры. Это обеспечивает саморегулирование интенсивности теплопередачи при колебаниях температуры и устраняет необходимость искусственого охлаждения аварийной зоны на весь период остывания блока.The amount of boron introduced with the salt mixture is more than enough to effectively terminate the fission reactions. A thin layer formed during melting of the salt mixture on solid surfaces prevents the dispersion of oxides and stops the burning of graphite. The thickness of the salt layer decreases with increasing temperature. This ensures self-regulation of the heat transfer intensity during temperature fluctuations and eliminates the need for artificial cooling of the emergency zone for the entire cooling period of the unit.

Незамедлительное создание на АЭС с канальными реакторами запасов солевых гранул предлагаемого состава и устройств для их вдувания, например струей азота в очаг аварии, даст возможность надежно локализовать возможные разрушения и резко снизить затраты на дезактивацию прилегающих к АЭС территорий.Immediate creation at a nuclear power plant with channel reactors of stocks of salt pellets of the proposed composition and devices for their injection, for example, a nitrogen stream into the accident site, will reliably localize possible damage and dramatically reduce the cost of decontamination of territories adjacent to the nuclear power plant.

Claims (1)

Способ локализации аварийных разрушений активной зоны канальных ядерных реакторов, отличающийся тем, что в поврежденную активную зону реактора вводят сферические гранулы сплавленной солевой смеси 84 мас.% Na2B4O7 - 16 мас.% Са3(РO4)2 диаметром 0,5-2,0 мм. A method for localizing accidental destruction of the core of nuclear channel reactors, characterized in that spherical granules of fused salt mixture of 84 wt.% Na 2 B 4 O 7 - 16 wt.% Ca 3 (PO 4 ) 2 with a diameter of 0, are introduced into the damaged core of the reactor. 5-2.0 mm.
RU2009147693/07A 2009-12-21 2009-12-21 The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors RU2442235C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147693/07A RU2442235C2 (en) 2009-12-21 2009-12-21 The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147693/07A RU2442235C2 (en) 2009-12-21 2009-12-21 The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009147693A RU2009147693A (en) 2011-06-27
RU2442235C2 true RU2442235C2 (en) 2012-02-10

Family

ID=44738710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009147693/07A RU2442235C2 (en) 2009-12-21 2009-12-21 The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442235C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗИМОН А.Д. и др. Дезактивация. - М.: 1994, с.222-244. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009147693A (en) 2011-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0151794B2 (en)
JP5665672B2 (en) Nuclear fuel reactivity suppression method and reactivity suppression device
JP6240819B2 (en) Fast breeder reactor with high safety
RU2442235C2 (en) The method of localization of the active zones of channel-type nuclear reactors
JP2016029393A5 (en)
JP2016048249A5 (en)
Wu et al. Analysis of accidental loss of pool coolant due to leakage in a PWR SFP
Mahmoud et al. Burn-up credit in criticality safety of PWR spent fuel
JP6120492B2 (en) Control rod for thermal neutron reactor
Ashraf et al. Preliminary design of control rods in the single-fluid double-zone thorium molten salt reactor (SD-TMSR)
Ohashi et al. Concept on inherent safety in high-temperature gas-cooled reactor
JP5312754B2 (en) Light water reactor core
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
Pokhitonov Search for Solving the Problem of Conditioning the Reactor Graphite
Hayes Metallic Fuels for Fast Reactors
Hidaka Effect of B 4 C absorber material on melt progression and chemical forms of iodine or cesium under severe accident conditions
Canadian Nuclear Safety Commission CANDU Fuel Safety Criteria: A CNSC Perspective
Kim et al. A Study on Methods to Prevent Contamination From Spreading When Dismantling Calandria Vessel in PHWR NPPs
Mohammed Method of criticality control
Petrovskij et al. Low activation materials of transport packaging sets
Okano SFR Specific Criteria
Sofu An Overview of US SFR General Design Criteria
Lopatkin et al. Fuel cycle of BREST-1200 with non-proliferation of plutonium and equivalent disposal of radioactive waste
FEDOROV et al. CONSIDERATION OF SEVERE ACCIDENTS IN XA9847568 DESIGN OF ADVANCED WWER REACTORS
Kharitonova et al. Some aspects of coolant chemistry safety regulations at Russia’s nuclear power plant with fast reactors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111222