RU2784712C1 - Nuclear reactor protective shell - Google Patents
Nuclear reactor protective shell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784712C1 RU2784712C1 RU2022123120A RU2022123120A RU2784712C1 RU 2784712 C1 RU2784712 C1 RU 2784712C1 RU 2022123120 A RU2022123120 A RU 2022123120A RU 2022123120 A RU2022123120 A RU 2022123120A RU 2784712 C1 RU2784712 C1 RU 2784712C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- nuclear reactor
- layer
- nuclear power
- nuclear
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000002965 rope Substances 0.000 description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к строительной тематике, а именно, к защитным железобетонным ограждениям атомных электростанций. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении безопасности АЭС, упрощении конструкции защитного железобетонного ограждения АЭС, сокращении физических объёмов и времени сооружения АЭС.The invention relates to the field of construction, namely, to the protective reinforced concrete fences of nuclear power plants. The technical result of the claimed invention is to increase the safety of nuclear power plants, simplify the design of the protective reinforced concrete fence of nuclear power plants, reduce the physical volume and time of construction of nuclear power plants.
Известно, что пассивной системой безопасности энергетических ядерных реакторов является защитная оболочка их железобетона [1, 2].It is known that the passive safety system of power nuclear reactors is the protective shell of their reinforced concrete [1, 2].
Наиболее безопасными считаются двухслойные (двухбарьерные) цилиндрические железобетонные оболочки с двухслойными куполами положительной кривизны.The safest are two-layer (two-barrier) cylindrical reinforced concrete shells with two-layer domes of positive curvature.
Основное назначение внутренней железобетонной оболочки – удержать радиоактивные парогазовые и аэрозольные продукты, выделенные в результате аварии реактора.The main purpose of the inner reinforced concrete shell is to contain radioactive steam-gas and aerosol products released as a result of a reactor accident.
Наружная железобетонная оболочка рассчитывается на внешнее аварийное воздействие, обуславливающее в её элементах преимущественно усилия сжатия, в результате чего она изготавливается без предварительного напряжения.The outer reinforced concrete shell is designed for external emergency action, which causes predominantly compressive forces in its elements, as a result of which it is manufactured without prestressing.
В процессе аварийного нагружения во внутренней оболочке возникают усилия растяжения. Так как образование трещин в железобетоне оболочки не допускается, она предварительно напрягается металлическими канатами, располагаемыми в каналообразователях внутри стенки оболочки.In the process of emergency loading, tensile forces arise in the inner shell. Since the formation of cracks in the reinforced concrete of the shell is not allowed, it is pre-stressed with metal ropes located in the channel formers inside the shell wall.
Недостатком конструкции является сложность и трудоёмкость выполнения работ по осуществлению предварительного напряжения, высоком расходе канатной арматуры и поперечной арматуры, требуемой для восприятия растягивающих усилий вдоль канатной арматуры при её натяжении при строительстве и в процессе эксплуатации объекта.The disadvantage of the design is the complexity and laboriousness of performing work on the implementation of prestressing, high consumption of cable reinforcement and transverse reinforcement required to absorb tensile forces along the cable reinforcement during its tension during construction and during operation of the facility.
Известно изобретение, по которому для обеспечения высокой трещиностойкости конструкции защитной оболочки, она выполнена двухслойной, причём поверхность внутреннего слоя состоит из участков цилиндрических поверхностей постоянной кривизны, опирающихся по всей высоте в углах многогранной призмы, образующей наружный слой оболочки [3]. An invention is known, according to which, in order to ensure high crack resistance of the protective shell structure, it is made two-layer, and the surface of the inner layer consists of sections of cylindrical surfaces of constant curvature, resting along the entire height at the corners of a polyhedral prism forming the outer layer of the shell [3].
Недостатками данного изобретения являются необходимость высокого уровня предварительного напряжения во внешнем слое оболочки, индивидуально воспринимающем растягивающие усилия, возникающие во внутреннем слое оболочки при аварийном силовом воздействии.The disadvantages of this invention are the need for a high level of prestress in the outer layer of the shell, individually perceiving tensile forces that occur in the inner layer of the shell during an emergency force impact.
Задачами, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются разработка конструктивного технического предложения для защитной оболочки, осуществимого в сборном и монолитном исполнении, обеспечивающего надёжную защиту атомного реактора и окружающей среды от внешнего и внутреннего силовых воздействий при возможных аварийных ситуациях. Целью изобретения является также снижение стоимости и сроков строительства, повышение безопасности АЭС и уменьшение её эксплуатационных затрат.The tasks to be solved by the claimed invention are the development of a constructive technical proposal for a containment, which is feasible in a prefabricated and monolithic design, providing reliable protection of a nuclear reactor and the environment from external and internal force effects in case of possible emergency situations. The purpose of the invention is also to reduce the cost and construction time, increase the safety of nuclear power plants and reduce its operating costs.
Поставленные задачи решаются за счёт того, что внешний и внутренний слои защитной оболочки состоят из дугообразных плитных элементов с направленными внутрь и наружу оболочки выпуклостями, которые опёрты друг на друга по торцам посредством вертикальных рёбер с проёмами и объединены в каждом слое предварительно напряжёнными затяжками.The tasks are solved due to the fact that the outer and inner layers of the protective shell consist of arcuate plate elements with bulges directed inward and outward of the shell, which are supported on each other at the ends by means of vertical ribs with openings and are combined in each layer by prestressed puffs.
На фиг.1 представлен разрез оболочки по горизонтали с вариантом затяжек из канатов;Figure 1 shows a horizontal section of the shell with a variant of puffs from the ropes;
Фиг. 2 – решение узловых частей оболочки с затяжками из стержней.Fig. 2 - the solution of the nodal parts of the shell with puffs from the rods.
1 – внешний слой защитной оболочки;1 - outer layer of the containment;
2 – внутренний слой защитной оболочки;2 - inner layer of the containment;
3 – затяжки из канатов;3 - puffs from ropes;
4 – затяжки из стержней.4 - puffs from rods.
Заявленное изобретение реализуется следующим образом:The claimed invention is implemented as follows:
Как показано на фиг. 1, внешний (1) и внутренний (2) слои защитной оболочки состоят из дугообразных плитных элементов в монолитном или сборном исполнении с направленными внутрь и наружу оболочки выпуклостями. Дугообразные элементы внешнего и внутреннего слоёв оболочки опираются друг на друга по концам вертикальными продольными рёбрами (3) и объединяются по периметру оболочки предварительно напряжёнными затяжками из канатов (4) или стержней (5), проходящими сквозь продольные рёбра.As shown in FIG. 1, the outer (1) and inner (2) layers of the protective shell consist of arc-shaped plate elements in a monolithic or prefabricated design with bulges directed inward and outward of the shell. The arcuate elements of the outer and inner layers of the shell rest on each other at the ends with vertical longitudinal ribs (3) and are connected along the perimeter of the shell by prestressed puffs from ropes (4) or rods (5) passing through the longitudinal ribs.
При воздействии нагрузки изнутри оболочки дугообразные участки её внутреннего слоя, стремясь выпрямиться, нагружают растягивающими усилиями затяжки (4, 5), сами при этом испытывая сжатие. Даже при экстремальном аварийном нагружении растягивающих напряжений и трещин, как в бетоне элементов внутреннего слоя оболочки, так и в местах их соединений не образуется. Более того, за счёт усилий распора и совместности работы по контуру оболочки, несущая способность этих элементов увеличивается.When a load is applied from inside the shell, the arcuate sections of its inner layer, tending to straighten out, are loaded with tensile tightening forces (4, 5), while experiencing compression themselves. Even under extreme emergency loading, tensile stresses and cracks are not formed both in the concrete of the elements of the inner layer of the shell and in the places of their joints. Moreover, due to the efforts of expansion and joint work along the contour of the shell, the bearing capacity of these elements increases.
Ударные нагрузки с наружной стороны защитной оболочки воспринимают элементы её внешнего слоя. В бетоне этих элементов, за счёт дугообразной формы и затяжек, также возникают сжимающие усилия и усилия распора, повышающие их несущую способность.Shock loads from the outer side of the protective shell perceive the elements of its outer layer. In the concrete of these elements, due to the arcuate shape and puffs, there are also compressive forces and thrust forces that increase their bearing capacity.
Открытое расположение затяжек в предлагаемой конструкции защитной оболочки позволяет свободно осуществлять контроль за их состоянием и обслуживание в процессе эксплуатации. Расположение между внешним и внутренним слоями оболочки защищает их от воздействия атмосферной наружной и эксплуатационной внутренней воздушной среды. Для упрощения эксплуатации системы затяжек вертикальные рёбра оболочки могут быть выполнены с проёмами, позволяющими осуществлять монтажные работы во внутреннем пространстве между слоями оболочки вдоль её окружности.The open location of the puffs in the proposed design of the containment allows you to freely monitor their condition and maintenance during operation. The location between the outer and inner layers of the shell protects them from the effects of atmospheric external and operational internal air. To simplify the operation of the tightening system, the vertical ribs of the shell can be made with openings that allow mounting work in the internal space between the layers of the shell along its circumference.
Применение конструкции защитной оболочки ядерного реактора АЭС, выполненной в соответствии с изобретением, позволит исключить трещинообразование в бетоне её внешнего и внутреннего слоёв как в процессе эксплуатации, так и при экстремальных аварийных ситуациях. Это значительно повысит надёжность и безопасность эксплуатации атомного реактора электростанции. The use of the design of the containment shell of a nuclear reactor of a nuclear power plant, made in accordance with the invention, will make it possible to exclude cracking in the concrete of its outer and inner layers both during operation and in extreme emergency situations. This will significantly increase the reliability and safety of operation of the nuclear reactor of the power plant.
Данная конструкция может быть выполнена как в монолитном, так и сборном исполнении. В последнем случае значительно сократятся сроки возведения оболочки. Работа бетона внутренних и внешних слоёв оболочки на сжатие значительно сократит расход арматуры в сооружении.This design can be made in both monolithic and prefabricated versions. In the latter case, the construction time of the shell will be significantly reduced. The work of concrete of the inner and outer layers of the shell in compression will significantly reduce the consumption of reinforcement in the structure.
Свободный доступ к преднапряжённым элементам (канатам, стержням) позволит значительно облегчить контроль за их состоянием и предварительным напряжением. Free access to prestressed elements (ropes, rods) will greatly facilitate the control of their condition and prestressing.
БиблиографияBibliography
1. Коробов Л.А., Назарьев О.К., Павилайнен В.Я. Железобетонные пространственные конструкции атомных и тепловых электростанций. М. Энергоиздат. 1981 – 328 с.1. L. A. Korobov, O. K. Nazar’ev, and V. Ya. Reinforced concrete spatial structures of nuclear and thermal power plants. M. Energoizdat. 1981 - 328 p.
2. Демидов А.П., Савченко В.А. Защитные оболочки реакторных отделений зарубежных АЭС //Энергетическое строительство за рубежом. 1989. №5 – с. 2-7.2. Demidov A.P., Savchenko V.A. Protective shells of reactor compartments of foreign nuclear power plants // Energy construction abroad. 1989. No. 5 - p. 2-7.
3. Авторское свидетельство SU 463376А «Защитная оболочка ядерного реактора» Н.Г. Васягин, А.Н. Живов, Н.А. Переяславцев, И.В. Сухенко, В.И. Щоцкий. Бюлл. №15, 1983.3. Author's certificate SU 463376A "Protective shell of a nuclear reactor" N.G. Vasyagin, A.N. Zhivov, N.A. Pereyaslavtsev, I.V. Sukhenko, V.I. Shchotsky. Bull. No. 15, 1983.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784712C1 true RU2784712C1 (en) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU463376A1 (en) * | 1973-07-02 | 1983-04-23 | Киевское Отделение Всесоюзного Государственного Ордена Ленина Проектного Института "Теплоэлектропроект" | Protective envelope of nuclear reactor |
RU2107342C1 (en) * | 1995-08-24 | 1998-03-20 | Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных станций Всероссийского научно-исследовательского института по эксплуатации атомных станций | Shielding system of water-moderated reactor unit containment |
RU2236715C1 (en) * | 2003-06-09 | 2004-09-20 | Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Confining safety system of nuclear power plant |
RU2375528C1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Атомэнергопроект" (ОАО "Атомэнергопроект") | Anchorage for fixing group of stressed ropes |
EP3501028B1 (en) * | 2017-01-24 | 2020-06-24 | Framatome GmbH | Nuclear facility comprising a venting system |
WO2021183452A3 (en) * | 2020-03-09 | 2021-11-11 | Oklo Inc. | Reactor building and vessel systems |
RU208108U1 (en) * | 2021-08-03 | 2021-12-02 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" | NUCLEAR REACTOR SHIELDING |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU463376A1 (en) * | 1973-07-02 | 1983-04-23 | Киевское Отделение Всесоюзного Государственного Ордена Ленина Проектного Института "Теплоэлектропроект" | Protective envelope of nuclear reactor |
RU2107342C1 (en) * | 1995-08-24 | 1998-03-20 | Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных станций Всероссийского научно-исследовательского института по эксплуатации атомных станций | Shielding system of water-moderated reactor unit containment |
RU2236715C1 (en) * | 2003-06-09 | 2004-09-20 | Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Confining safety system of nuclear power plant |
RU2375528C1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Атомэнергопроект" (ОАО "Атомэнергопроект") | Anchorage for fixing group of stressed ropes |
EP3501028B1 (en) * | 2017-01-24 | 2020-06-24 | Framatome GmbH | Nuclear facility comprising a venting system |
WO2021183452A3 (en) * | 2020-03-09 | 2021-11-11 | Oklo Inc. | Reactor building and vessel systems |
RU208108U1 (en) * | 2021-08-03 | 2021-12-02 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" | NUCLEAR REACTOR SHIELDING |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A3. Коробов Л.А., Назарьев О.К., Павилайнен В.Я. Железобетонные пространственные конструкции атомных и тепловых электростанций. М. Энергоиздат. 1981 - 328 с. . * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102597607B1 (en) | Reactor effective core melt core catcher | |
US9175469B2 (en) | Self-reinforced masonry blocks, walls made from self-reinforced masonry blocks, and method for making self-reinforced masonry blocks | |
EP3859747A1 (en) | Device for confining nuclear reactor core melt | |
CN111561194A (en) | Reactor single-side steel plate ultra-high performance concrete single-layer containment vessel and construction method thereof | |
RU2784712C1 (en) | Nuclear reactor protective shell | |
CN214752965U (en) | Safety shell and nuclear reactor safety device | |
US3893270A (en) | Pressure vessel | |
RU2084975C1 (en) | Container for spent fuel transporting and/or storage | |
CN108630326B (en) | Steel-concrete combined structure with passive heat conduction function and nuclear containment vessel | |
RU208108U1 (en) | NUCLEAR REACTOR SHIELDING | |
RU2364964C1 (en) | Metal-concrete container for transportation and-or storage of spent nuclear fuel | |
CN106702889A (en) | Bridge pier stud section design having resistance to explosion impact | |
CN113430922B (en) | Concrete-filled steel tube pier with corrugated sleeve and resettable double-column pier and construction method thereof | |
CN104863045A (en) | Steel tube confinement reinforced concrete bridge pier system | |
CN112360697A (en) | Steel pipe concrete truss combination formula tower section of thick bamboo | |
JP3309290B2 (en) | Steel plate reactor containment vessel | |
RU2153715C1 (en) | Reinforced-concrete container for transportation and/or storage of spent nuclear fuel | |
Liashenko et al. | Results of Structural Analysis of WWER-1000/320 Containment Behavior under Severe Accidents | |
RU2031456C1 (en) | Reactor compartment of atomic power station | |
US3540176A (en) | Prestressed concrete pressure vessels | |
RU2150755C1 (en) | Reinforced concrete container for transport and/or storage of spent nuclear fuel | |
CN112726867A (en) | Self-resetting filler wall structure | |
CN114991137B (en) | Pile foundation reinforcing structure of existing building after earthquake-proof reinforcing transformation and construction method thereof | |
CN215561874U (en) | Multi-cavity concrete filled steel tube pier with corrugated sleeves and double resettable column piers | |
US4313902A (en) | Prestressed concrete pressure vessels |