WO2014013095A1 - Central nuclear y sistema de seguridad con elemento fusible y ascensor gravitacional - Google Patents

Central nuclear y sistema de seguridad con elemento fusible y ascensor gravitacional Download PDF

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WO2014013095A1
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reactor
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention refers to an underground nuclear power plant comprising a safety system, in which a fuse element and a gravitational elevator, objects also of the present invention.
  • the nuclear power plant and safety system with fuse element and gravitational elevator object of the invention presents the buildings of the plant subject to contamination buried below sea level and under docks with bored water, and has a system of safety free of electrical and electronic components to act in the event of possible accidents, including, among others, means for flooding the buildings of the plant with thermal fuses and gravitational elevators for the escape of the operators in case of emergency.
  • the nuclear fuel in the reactor may melt, forming what is called a "corium."
  • the corium is a magma resulting from the fusion of core elements and consists essentially of a mixture of nuclear fuel, the coating of the combustible elements (zirconium alloy or similar) and the various components of the core with which it comes into contact ( bars, tubes, brackets, clamps etc.)
  • the present improved structure of a nuclear power plant equipped with a cooling fuse element device represents an advance in satisfactorily solving the aforementioned safety problems in traditional nuclear power plants.
  • the nuclear power plant and safety system with fuse element object of the present invention which is described below, is constituted by an original central structure, buried at a certain depth, so that it can be cooled in case of an accident by means of a Cooling water reservoir for emergency situations, preferably seawater, which is located on the surface, above the power plant, thus being able to circulate the cooling water by gravity without the need for pumping.
  • a Cooling water reservoir for emergency situations preferably seawater, which is located on the surface, above the power plant, thus being able to circulate the cooling water by gravity without the need for pumping.
  • the nuclear power plant After conducting an open-pit excavation in the land destined to house the plant, the nuclear power plant is built with the corresponding construction criteria and carrying out a concrete chest to house it, including anti-seismic criteria, and is subsequently buried using part of the land that was evicted during excavation through access ramps. This provision allows that once the useful life of the plant has expired, it is not necessary to dismantle the plant as it happens in the
  • the nuclear power plant with security system is mainly based on a particular provision of the elements that make up the nuclear power plant in combination with different safety elements, minimizing the maximum electronic and electrical components, the most relevant safety element being the provision and use of passive thermal fuse elements, which allow the automatic entry of water into the reactor core when the temperature of the reactor reaches a previously determined setpoint temperature.
  • the nuclear power plant consists of a specific and particular arrangement of the different components or elements of a nuclear plant buried in a location near the sea as an inexhaustible source of water, with the aim of improving its safety, and which also includes different components or devices for Increase the security of the plant.
  • the nuclear power plant object of the invention comprises three basic underground facilities, namely: a reactor containment building located underground, a turbine or power generation building also located underground, and at least one waste store and / or nuclear fuel. Also, on the surface, it presents a control building of the plant as well as the transformers and connection with the high voltage line.
  • the different buildings are separated from each other allowing their isolation if necessary, flooding the containment building and the warehouses of waste or nuclear fuel and / or burying said buildings .
  • underground buildings can be buried independently by using, preferably, pyrotechnic rings located at each entrance and / or exit of each building when there is an emergency situation.
  • personnel can control the most dangerous buildings in the plant in an isolated manner, and in the event of an accident that forces them to bury or flood the compromised buildings, the staff stays away from radiation.
  • the plant has at least one warehouse of nuclear waste and / or nuclear fuel that remains buried and in communication with the reactor of the installation permanently, therefore without requiring transfers of fuel outside the plant.
  • said warehouse Once said warehouse has been filled, it is flooded and / or buried forever, being isolated from the rest of the components of the plant.
  • the number of nuclear warehouses will be necessary to store the waste that can be generated during the life of the plant. Also, between these warehouses or buildings, some or some of them may be used for the storage of virgin nuclear fuel.
  • the safety system of the plant has a fuse element for a nuclear power plant, and more particularly for the reactor of a nuclear power plant, it consists of providing thermal fuses to flood the reactor in case of high temperature .
  • a fuse can be arranged in the reactor vessel to flood it and another in the core vessel to flood it when a predetermined temperature or setpoint for each fuse is reached and even a third fuse to flood the concrete containment building.
  • the safety fuse does not incorporate any electrical or electronic mechanism, being completely passive and autonomous, so that once the set temperature has been reached, it blows completely and suddenly (eutectic alloy), allowing the entering of the borated water, stored in a dock or tank located above the reactor, by gravity (with a passive pressure compensation system, so that the column of bored cooling water is not rejected through the flood tubes).
  • the flood system is composed of covers or dampers that melt at a specific temperature causing their opening upon reaching a set or predetermined temperature - in case of an accident.
  • an exhaust system for operators who are underground in case of an emergency consisting of at least one gravitational elevator, pumping system for drying after flooding of one of the buildings and once the accident is controlled; a tube cleaning system that guarantees their flow; passive acting valves, either by means of floats or springs tared at a specific pressure; among others.
  • a first object of the invention is a nuclear power plant according to claims 1 to 8.
  • a second object of the invention is a safety system with fusible element fusible element according to claims 8 to 14.
  • a third object of the invention is a fusible element according to claims 15 and 16.
  • a fourth object of the invention is an emergency gravitational elevator for the exit of the operators, according to claims 17 to 28.
  • the design of the plant is carried out so that the nucleus, its vessel, containment and generation buildings, as well as the deposit or storage of fuel and waste elements, are below the level of the aforementioned water tank of cooling, that is, below sea level, at a sufficient design depth, according to the characteristics of the reactor and dimensioning of the design power thereof, the nuclear part being active underground.
  • Being underground not only are the effects of a possible terrorist attack limited, but it is also possible to bury the plant definitively, by means of pyrotechnic rings located in all the entrances-exits, once it is in disuse, after an accident or in the event that the other security elements fail.
  • the present invention is especially designed for fourth generation reactors, of no more than 500 MW, limiting the mass of fuel in the reactor so that in case of core melting it is easier to turn off the fuel mass of such a reactor. power.
  • control equipment In addition, to reduce the probability of failures, the design of the control equipment is simplified, so that the electronics are limited to armored controls of radiation, temperature, seismic waves etc. and the number of such equipment is reduced, thus reducing the probability of breakdowns thereof.
  • the refrigerant fluid is maintained at a certain constant level by means of valve systems and opening floats, which take the cooling water from a main basins of bored water.
  • These main docks are built at a lower level than that of the sea and above the buried buildings, in turn providing a system of water supply by means of floats that open gate valves to allow the entry of water from the sea, and a concentrated solution of boron.
  • Said bored solution is stored in secondary docks that pour this solution to the main docks also through float gate valves. In this way, a continuity of inexhaustible supply of bored water, which is the base coolant of the plant, is guaranteed for the reactor.
  • the docks both main and secondary, incorporate covers or plates that float on the water contained therein, said plates being anchored to the bottom of the docks, to avoid water evaporation. as well as to minimize the mixing of seawater and other elements.
  • Said docks may additionally comprise fixed structures that cover their entire surface.
  • These docks are responsible for providing the cooling water to the various buildings and components of the underground plant, and mainly to the reactor.
  • the main docks containing the bored water receive in the bottom of them, the exhaust or evacuation pipes of the gases that could be generated in the different containers or buildings, such as the core, core vessel, concrete building , buildings for storage of waste and nuclear fuel in the event of an accident.
  • the exhaust or evacuation gases condense upon reaching the basin, diluting it.
  • Said pipes or pipes start from high pressure and temperature safety valves, installed on the walls of the reactor containment concrete building, in the reactor vessel and in the core container vessel.
  • the central object of the present invention is designed so that in the event of an accident in the reactor, the basic safety devices are activated without specifying human action and minimizing the participation of electronic and electrical components. Therefore, it comprises as a main safety element a cooling fuse device that, in the event of an accident or malfunction, whereby the reactor reaches a high predetermined temperature, melting of gates or covers included in the cooling fuse will occur. or thermal fuse, so that when said gates melt, the reactor remains communicated with cooling ducts or pipes that allow the introduction of bored cooling water into the reactor from the main docks.
  • These gates or covers included inside the fusible device are of an eutectic alloy that melts when they reach a certain temperature, allowing the passage of the bored water contained in the cooling ducts or pipes to the reactor containment building, to the vessel of the reactor and / or the vessel of the core, thus allowing the cooling and dilution of the gases that may have been generated with the fusion of the bars of the fuel elements or other elements in the reactor.
  • the alloy with eutectic composition is one that in a liquid state, when cooled slowly, reaches a solidification temperature called eutectic temperature, where the reaction occurs: Liquid ⁇ solid solution alpha + solid solution beta, called eutectic reaction.
  • Fusible devices can be placed on the wall of the reactor containment building itself, on the wall of the reactor vessel and / or on the wall of the vessel of the core, so that the alloy is able to maintain its solid state the required mechanical characteristics of the walls in which it is located, but when it exceeds a certain temperature, it becomes a liquid state, melting and allowing the borated cooling water to pass into the different compartments of the reactor.
  • the aforementioned high pressure and temperature safety valves installed in the containment building, in the reactor vessel and in the core container vessel, have the function of evacuating the high pressure blows that may occur shortly after starting Enter the bored water in the containment building, in the reactor vessel and in the core vessel.
  • the number of evacuation pipes and water inlet pipes must be sufficient to evacuate the gas that is generated and at the same time allow sufficient cooling water, so that as water enters and depending on the temperature, this evaporates, leaving the evacuation pipes, allowing more cooling water to enter.
  • the number of pipes will be necessary to guarantee the entry of cooling water, looking for safety redundancy.
  • the different safety fuses will start to act, so that the fuse located in the vessel vessel will first act nucleus made possible that it is flooded, subsequently the one located in the reactor vessel and finally the one located in the containment building until the core is cooled.
  • the plant can be recovered by extracting the cooling water by means of a pumping station, provided for effect and that carries the borated and contaminated water to the borada water basin, through the reactor's exhaust pipes (containment, reactor vessel and core vessel).
  • the central object of the invention presents, as already mentioned, the different buildings that comprise it buried and connected by a network of horizontal and vertical tunnels, which function as a communication channel for operators in normal operating conditions of the Central and how to escape after a possible nuclear accident.
  • Said horizontal tunnels present in different points, mainly in the accesses to them, steel doors and lead plates, operated manually and preferably with the help of counterweights, which allow insulating the intermediate areas of the vertical communication escape tunnels and Safety in case of accident.
  • the power plant comprises in these vertical tunnels elevators to access the buildings and underground tunnels, these elevators being able to be of two types, electrically operated so that in normal operating conditions the operators can go up and down, and other gravitational elevators, without the need for electricity, which only allow ascending and exclusive use in case of emergency to escape from inside the plant.
  • gravitational elevators which are equivalent to emergency elevators that do not require electricity for their exclusively ascending operation, are preferably installed parallel to the normal use elevator, in vertical exhaust tunnels and are designed to operate without an engine, and without electricity, since they work by passive elevation taking advantage of the force of gravity.
  • These elevators can also be used in other facilities and situations where the escape requires an ascent.
  • the gravitational elevator which is a fourth object of the present invention, has all the classic construction elements of any elevator, including all safety, but not including motor and therefore without electrical or electronic components, and it is an elevator that can only be used once to make a single ascent.
  • the elevator car is anchored to the ground from where the emergency ascent must be carried out by means of a clamping cable that, in order to use the elevator in an emergency, can be cut from within said cabin.
  • the elevator car is attached to a main cable at the opposite end, after passing through a main pulley, a main counterweight is placed, which, when cutting the clamping cable, will cause passive gravity elevation of the cabin with its occupants inside.
  • a cutting element preferably of explosive type
  • a manual shear conveniently sized so that it can be used by a person of medium complexion to cut the cable manually.
  • the pyrotechnic element fails twice, the cable can be cut manually by means of the said shear.
  • the elevator car there are all the holes and actuators necessary to be able to operate the cable cutters from within as well as to be able to carry out said manual cable cutting.
  • the tension or weight exerted by the main counterweight is slightly greater, approximately 20% more, than the empty weight of the box plus the weight corresponding to the main cable, so that, if one or two people enter the box and cut the cable of subjection of the same one, will begin to ascend to surface by the force of traction exerted by the gravity, thanks to the excess weight of the main counterweight, which maintains an almost constant ascensional tension.
  • the emergency elevator of the invention also contemplates the existence of a system of secondary counterweights.
  • secondary cables that are attached will be anchored to it, each of them, to a secondary counterweight and an anchor to the ground. Once the necessary secondary cables are anchored, the ground anchors of said secondary cables are cut, so that the weight of each secondary counterweight transmits the corresponding complementary ascension voltage. So until the ascension begins.
  • the ascent rate should be controlled by additional control and ascent security systems provided for this purpose, which, for safety, will preferably be installed duplicates. These systems may include:
  • a brake lever which is conveniently sized so that a person of medium complexion, pushes it with the sufficient force result applied to friction shoes, which, in turn, touch a friction guide installed along the ascension route, in order to control the ascent rate.
  • a speedometer to control the ascent rate.
  • a system of cogwheels that mesh from inside, to a rack installed along the route, all sized so that a person of medium complexion can raise the elevator, printing a manual force.
  • the elevator box will always be unbalanced for ascension, due to decompensation of pesos.
  • a system of inertial dampers installed at the end of the route (above and below), to decelerate the elevator, so that the inertial forces supported by the passengers, do not cause vascular or other damage.
  • the systems of anchorage to the cables of secondary draft use double pyrotechnic systems, or system of lever sized for a person of medium complexion, that close some clamps to the cable, counting on anti-slip system, covered in the inner part with corundum dust, for example.
  • the security tunnels and services and connections to the outside are preferably vertical, as well as the implantation of the different sets of pipes, which are always carried out vertically. Likewise, all the entrances and exits are protected by pyrotechnic rings to be able to seal the plant in case of irrecoverable breakdown of the same.
  • the plant has an evacuation line for the generated electrical energy that leaves the high-low voltage alternators located in an underground building and that takes it to the high-voltage transformers located outside, for energy evacuation. in the transport and distribution electricity network.
  • This conduction mainly features a superconducting cable, to reduce losses in the high-voltage alternator-transformer connection, which are located on the surface.
  • Figure 1 represents a schematic plan view of the main buildings buried in a nuclear power plant according to the present invention.
  • Figure 2 represents a schematic side view of the main components of the nuclear power plant.
  • Figure 3 depicts a schematic side view of the reactor vessel and the reactor core as well as a detail of the thermal fuses and related components.
  • Figure 4 shows a schematic side view of the reactor containment building and a detail of the fuses and related components.
  • Figure 5 represents a schematic elevational view of an example of embodiment of the emergency elevator object of the invention, showing in it the main parts and elements it comprises, as well as the configuration and arrangement thereof.
  • Figure 6 represents a schematic elevation view of the cabin with some of the additional ascent rate control systems.
  • Figure 1 shows the main buildings and rooms, which will remain buried, of the plant, for example, in a plan view during the construction of the plant, in which the open-pit excavation was carried out using access ramps 40 to the underground levels and subsequently the main buildings have been constructed, namely, the containment building 6, the generation building 7, the different buildings or warehouses of waste and nuclear fuel 9, as well as the 1 1 tunnels that connect horizontally the different buildings with each other, such as vertical tunnels 10 that connect said horizontal tunnels 1 1 with the surface.
  • FIG 2 which represents a plant already built, all the components of the plant, except the control building of the plant and transformers 5, are buried, in particular the containment building 6, with the reactor and core, generation building 7, and buildings or warehouses for fuel and waste elements 9.
  • the control and electrical transformer building 5, located on the surface, is electrically connected with the components of the generation building electrical (7) for the transport of the generated electrical energy.
  • the buried components are located below the level of a main cooling water reservoir or basin 8, which is connected to an inexhaustible water source such as sea 16, and located at a sufficient design depth, depending on the characteristics of the reactor 1 and dimensioning of the design power thereof, the nuclear part being active underground, and only the connection and evacuation infrastructure 5 of the energy produced to the electricity grid and auxiliary components remaining on the surface.
  • the excavation of the land where the underground plant is to be located is carried out, and after its construction on said land according to the appropriate construction criteria, such as construction of a concrete chest, and taking into account anti-seismic criteria, part of the excavated earth is used to bury the plant, so that it is buried and below the level of the main reservoir of cooling water, that is, from sea 16, as well as from the main dock 8.
  • appropriate construction criteria such as construction of a concrete chest, and taking into account anti-seismic criteria
  • the containment building 6 comprises in its interior the vessel of the reactor 2 within which the vessel of the core is located with the core of the reactor 1.
  • the core 1 is the reactor itself, and is constituted by the fissile fuel and where The nuclear accident can occur when its temperature is uncontrolled, being able to melt and forming what is called corium or magma resulting from the fusion of the elements of the nucleus 1, constituted by the nuclear fuel, the coating of the combustible elements and the other components of the core with what comes into contact.
  • the vessel of the core 1 is a pressure vessel constructed of carbon steel with a thickness of between 20 and 25 cm and with other internal steel coatings and constitutes the first barrier against the exit of the corium.
  • the reactor vessel 2 is the second safety container of the reactor core 1 and is constructed of a special steel with a thickness not less than 20 cm.
  • Containment building 6 is the last barrier to contain the corium in case of an accident and is constructed of high-strength concrete with a thickness of at least 150 cm with an inner lead coating. This building is connected to the energy production building 7 and the nuclear fuel and waste stores 9.
  • the different rooms, or buildings, underground are connected to each other by means of horizontal tunnels 1 1, and by means of vertical tunnels 10 with the outside, allowing the transit of the operators between the different buildings and with the outside.
  • the horizontal tunnels 1 1 further comprise safety gates 12, preferably manually operated, which allow the different rooms to be isolated from each other in an emergency, with the main objective of allowing the different rooms to be flooded with the cooling water coming from the water tank or main dock 8.
  • the vertical tunnels 11 are arranged in different places of the plant to facilitate the exit in case of emergency to the operators.
  • Said vertical tunnels 11 preferably comprise electric elevators for use during the ordinary operation of the plant, and gravitational elevators 100 that do not require electrical power and only allow ascending for the evacuation of the operators in case of emergency.
  • FIG. 4 and 5 show a scheme of one of these elevators.
  • the elevator 100 in question conventionally comprises a cabin 120 held superiorly by a main cable 130 passing through a main pulley 140 and at its opposite end incorporates a main counterweight 150, with the particularity that said cabin 120 is anchored to the ground by a holding cable 160, the weight of said main counterweight 150 being slightly greater, approximately 20% more, than the empty weight of the cabin 120 plus the weight of the main cable 130, so that, if one or two persons enter the box and cut the clamping cable the cabin ascends when lowering the counterweight by gravity.
  • the elevator has an explosive cutting element, consisting of a double-detonating device, as well as a manual cutting element, preferably consisting of a shear (not shown).
  • the cabin 120 has actuators (not shown) for actuating said cutting elements of the clamping cable 160 from its interior, as well as gaps for accessing them and other ascent or additional control systems that it may incorporate, such as It will be explained later.
  • the elevator 100 has a secondary counterweight system 170 to allow increasing the capacity of the cabin.
  • Each of said secondary counterweights 170 is attached to a secondary cable 180 which, passing through a secondary pulley 190, is fixed at one of its ends to a ground anchor 1 10, while at the other end it has means for fixing to a clamp 1 11 provided for this purpose in the cabin 120.
  • the elevator 100 can have a more or less high number of said counterweights and secondary cables and their corresponding ground anchors and fasteners in the cabin, according to the needs of each case.
  • Fig. 4 although several secondary counterweights 170 have been represented, only one of them has been shown complete with its ground anchor 110.
  • the elevator can have:
  • the cooling water tank 8 is a main dock that contains bored water and is connected to the sea 16 as an inexhaustible source of water and cooling, and in turn is connected with at least one dock secondary 82 in which a borated solution is stored.
  • These docks are located below sea level 16, and above buried buildings, being connected to the sea and between them by means of floats that open gate valves that allow water supply and maintenance of water level.
  • the main dock 8 or an underground appendix 81 thereof is connected to the different buildings by means of cooling pipes 13 that transport by gravity, without the need for pumps, the water bored from said dock 8.
  • the main and secondary dock 82 comprise covers or plates 83 that float on the water contained therein, said plates 83 being anchored to the bottom of the docks 8, 82.
  • Said plates 83 will preferably be constructed by a coated stainless steel grid. of a foam of a polymer thick enough for the plates to float on water, and that is resistant to solar radiation to prevent evaporation of water as well as resistant to chemical attacks from seawater.
  • the aforementioned plates or covers 83 are anchored to the bottom of the docks 8, 82 by cables 84 of high tensile strength and resistant to seawater and of length equal to the maximum height of the walls of each basin 8, 82.
  • Said material may be a steel or a polymer.
  • the cooling pipes 13 are connected to the containment building 6 through fuse elements 3 that are incorporated into the walls of the containment building 6, the reactor vessel 2 and the core vessel 1. Obviously they can only be on one of the walls of one of the elements.
  • Each fuse element 3 comprises an automatic opening gate 32 upon overheating of the nuclear reactor, which is constituted by a lid of material of an eutectic alloy 32, of similar characteristics to the walls that separate the different elements of the reactor from each other, vessel of the core 1, reactor vessel 2 and containment building 6, but capable of melting under overheating conditions and communicating each of the elements 1, 2, 6, with at least one cooling pipe 13, preferably more than one pipe with the in order to look for a security redundancy, which in turn connects to the main dock 8.
  • the reactor has a double steel vessel and is provided with at least two fuses 3.1, 3.2, one in each of the inner or core 1 and outer or reactor 2 vessels respectively, connected with independent boric water conduits 13.1, 13.2 , each of them, being able to circulate the boric water between each inner and outer vessel.
  • the reactor is enclosed in a containment building 6 also preferably provided with a third fuse 3.3 connected to a third pipe 13.3 to allow the entry of boric cooling water.
  • the fuse 3 is a metal or ceramic seal calculated to melt when a certain temperature is reached and which is integrated into the walls either of the vessels 1, 2 or of the containment building 6.
  • It is integrated into these walls by means of a solid anchor, either by welding or by screws, becoming part of the wall by presenting the same characteristics as the same, namely the same mechanical resistance as any other part of the wall, or from the vessels of core 1 or reactor 2, or of containment building 6.
  • the fuses 3 blow at a predetermined temperature to give way to the bored water that floods and cools the interior of any of the vessels 1, 2 or the containment building 6.
  • the fuses 3 comprise a lid of a eutectic material 32 and designed to melt when a predetermined or setpoint temperature is reached, followed by an insulating material 33 and an insulating cover 34.
  • the melting point of the eutectic material will vary between 2000 and 2500 ° C and once the melting temperature is reached, It will melt suddenly.
  • a plug of insulating material 33 is disposed after which an insulating lid 34 is located.
  • the fuse 3 has, preferably in its upper part, a specific housing for housing a low pressure valve 31, connected with low pressure pipes 15, which open as soon as the first evaporation gases are produced, when the water comes into contact
  • the eutectic alloy of the lid 32 melts suddenly, due to the hydrostatic pressure of the water column, at first, the water enters in vessels 1, 2 or building 6, since the aforementioned low pressure relief valves 31 instantly prevent the water column from being pushed upwards or towards the dock 8.
  • the reactor is provided with high pressure and temperature safety valves 4, connected with high pressure pipes 14, for the evacuation of high pressure blows that could occur with the entry of the bored water into the core 1 and in the core vessel 2.
  • the plant has a pumping station for the recovery of the plant by extracting the cooling water to the bored water basin, through the outlet or exhaust pipes of the reactor (core and core vessel) ).
  • the boric water cooling system extends not only to reactor 1, 2 and its containment building 6 but to other buildings such as the power generation building 7 that contains the turbines and alternators or the fuel storage building 9 or any other Stay with radioactive material that is necessary to flood and cool in case of an accident.
  • shape, materials and dimensions may be variable and in general, everything that is accessory and secondary, provided that it does not alter, changes or modifies the essentiality of the improvements that have been described.

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Abstract

Central nuclear y sistema de seguridad con elemento fusible y ascensor gravitacional, estando los edificios de la central sujetos a contaminación enterrados por debajo del nivel del mar y bajo dársenas con agua borada, y disponiendo de un sistema de seguridad exento de componentes eléctrico y electrónicos para actuar ante posible accidentes que comprende, entre otros, medios para la inundación de los edificios de la central con fusibles térmicos y ascensores gravitacionales para el escape de los operarios en caso de emergencia.

Description

CENTRAL NUCLEAR Y SISTEMA DE SEGURIDAD CON ELEMENTO FUSIBLE Y
ASCENSOR GRAVITACIONAL
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invención, central nuclear y sistema de seguridad con elemento fusible, se refiere a una central nuclear subterránea que comprende un sistema de seguridad, en el que destaca un elemento fusible y un ascensor gravitacional, objetos también de la presente invención.
En particular, en la central nuclear y sistema de seguridad con elemento fusible y ascensor gravitacional objeto de la invención, presenta los edificios de la central sujetos a contaminación enterrados por debajo del nivel del mar y bajo dársenas con agua borada, y dispone de un sistema de seguridad exento de componentes eléctrico y electrónicos para actuar ante posible accidentes que comprende, entre otros, medios para la inundación de los edificios de la central con fusibles térmicos y ascensores gravitacionales para el escape de los operarios en caso de emergencia.
Es por ello, que la presente invención será de interés para el sector de la industria de la energía atómica
DESCRIPCION DEL ESTADO DE LA TECNICA
Es bien conocido que el principal problema de seguridad en las centrales nucleares, consiste en la falta de refrigeración del reactor en un momento dado, subiendo la temperatura y entrando en reacción incontrolada su combustible.
En caso de accidente por falta de refrigeración, el combustible nuclear que se encuentra en el reactor puede llegar a fundirse, formándo lo que se denomina "corium". El corium es un magma resultante de la fusión de elementos del núcleo y está constituido esencialmente por una mezcla de combustible nuclear, el recubrimiento de los elementos combustibles (aleación de circonio o similares) y los diversos componentes del núcleo con los que entra en contacto (barras, tubos, soportes, abrazaderas etc.)
Este es uno de los accidentes más grave que puede ocurrir, donde es necesario proceder a refrigerar el reactor para evitar la proliferación de la reacción del material fisionable y su posible escape de las barreras de contención, normalmente la vasija del reactor y el edificio de contención. Además en este proceso al fundirse con las barras de combustible, las barras de control y otros elementos de la vasija, se producen gases que pueden dar lugar a explosiones.
Para contener este tipo de situaciones es necesario refrigerar con agua borada que además de evacuar el calor producido diluye los gases generados en el proceso.
Uno de los problemas que hay que afrontar es que a veces el agua de refrigeración no llega bien por malfuncionamiento de las bombas de inyección de dicho fluido o por falta de suministro eléctrico para el accionamiento de las mismas.
Por ello una posible solución sería el diseño de centrales donde el fluido de refrigeración entrara sin necesidad de bombas, por lo que los depósitos de agua deberían encontrarse a una cota superior a la de los edificios a refrigerar.
La presente estructura perfeccionada de central nuclear provista de dispositivo de elemento fusible de refrigeración supone un avance al resolver de manera satisfactoria los aludidos problemas de seguridad en las centrales nucleares tradicionales.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La central nuclear y sistema de seguridad con elemento fusible objeto de la presente invención, que se describe a continuación, se encuentra constituida por una original estructura de central, enterrada a cierta profundidad, de manera que esta pueda ser refrigerada en caso de accidente mediante un depósito de agua de refrigeración para situaciones de emergencia, preferiblemente de agua de mar, que se encuentra en la superficie, por encima de la central, pudiendo por ello circular el agua de refrigeración por gravedad sin necesidad de bombeo. Tras realizar una excavación a cielo abierto en el terreno destinado a albergar la central, la central nuclear es construida con los correspondientes criterios constructivos y realizando un cofre de hormigón para albergarla, incluyendo criterios antisísmicos, y posteriormente es enterrada empleando parte de la tierra que fue desalojada durante la excavación a través de rampas de acceso. Esta disposición permite que una vez que la vida útil de la central haya expirado, no sea necesario desmantelar la central tal y como sucede en las centrales nucleares instaladas en la superficie actualmente.
La central nuclear con sistema de seguridad se basa principalmente en una disposición particular de los elementos que componen la central nuclear en combinación con diferentes elementos de seguridad, minimizando al máximo componentes electrónicos y eléctricos, siendo el elemento de seguridad más relevante la disposición y utilización de elementos fusibles térmicos pasivos, que permiten dar paso a la entrada automática de agua en el núcleo del reactor cuando la temperatura del reactor alcanza una temperatura consigna previamente determinada.
La central nuclear consiste en una disposición concreta y particular de los diferentes componentes o elementos de una planta nuclear enterrada en un emplazamiento próximo al mar como fuente inagotable de agua, con el objetivo de mejorar su seguridad, y que incluye asimismo diferentes componentes o dispositivos para incrementar la seguridad de la central. En concreto la central nuclear objeto de la invención comprende tres instalaciones básicas enterredas, a saber: un edificio de contención del reactor situado bajo tierra, un edificio de turbinas o de generación eléctrica también situado bajo tierra, y al menos un almacén de residuos y/o de combustible nuclear. Asimismo, en la superficie, presenta un edificio de control de la central así como los transformadores y conexión con la línea de alta tensión.
Mediante la disposición de los edificios según la presente invención, los diferentes edificios están separados unos de los otros permitiendo el aislamiento de los mismos en caso de necesidad, inundando el edificio de contención y los almacenes de residuos o combustible nuclear y/o enterrando dichos edificios. En concreto, los edificios bajo tierra pueden ser enterrados de forma independiente mediante el uso, preferiblemente, de anillos pirotécnicos situados en cada entrada y/o salida de cada edificio cuando se de una situación de emergencia. Con esta disposición el personal puede controlar los edificios más peligrosos de la central de una manera aislada, y en caso de un accidente que fuerce a enterrar o inundar los edificios comprometidos, el personal se mantiene alejado de la radiación. Como se ha mencionado, la central presenta al menos un almacén de residuos nucleares y/o combustible nuclear que permanece enterrado y en comunicación con el reactor de la instalación de manera permanente, por lo tanto sin precisar traslados del combustible fuera de la central. Una vez que dicho almacén se ha llenado, el mismo se inunda y/o se entierra para siempre, quedando aislado del resto de componentes de la central. El número de almacenes nucleares será el necesario para almacenar los residuos que se puedan generar durante la vida útil de la central. Asimismo, entre estos almacenes o edificios, se puede disponer alguno o algunos destinados al almacenamiento de combustible nuclear virgen. Entre la costa y el mar, por encima de la parte de la central que está enterrada, se dispone al menos una dársena de agua borada, en contacto con el mar, que permite la refrigeración y/o inundación de los distintos componentes de la central en caso de emergencia.
Adicionalmente, y como se ha mencionado, el sistema de seguridad de la central cuenta con elemento fusible para una central nuclear, y más en particular para el reactor de una central nuclear, consiste en disponer fusibles térmicos para inundar el reactor en caso de elevada temperatura. Se puede disponer un fusible en la vasija del reactor para inundar la misma y otro en la vasija del núcleo para inundar el mismo cuando una temperatura predeterminada o consigna para cada fusible es alcanzada e incluso un tercer fusible para inundar el edificio de contención de hormigón. El fusible de seguridad no incorpora ningún mecanismo eléctrico o electrónico, siendo totalmente pasivo y autónomo, de manera que una vez alcanzada la temperatura consigna, se funde totalmente y de golpe (aleación eutéctica), dejando entrar el agua borada, almacenada en una dársena o depósito situado sobre el reactor, por gravedad (con un sistema pasivo de compensación de presiones, para que la columna de agua borada de refrigeración no sea rechazada a través de los tubos de inundación). El sistema de inundación se compone de unas tapas o compuertas que se funden a una temperatura concreta provocando su apertura al alcanzar una temperatura consigna o predeterminada-en caso de accidente.
Asimismo, se prevén otros sistemas de seguridad en la instalación tales como un sistema de escape para los operarios que se encuentren bajo tierra en caso de emergencia conformado por al menos un ascensor gravitacional, sistema de bombeo de secado tras la inundación de uno de los edificios y una vez controlado el accidente; un sistema de limpieza de los tubos que garantiza el caudal de los mismos; unas válvulas de actuación pasiva, bien mediante flotadores o muelles tarados a una presión concreta; entre otros.
Por lo tanto un primer objeto de la invención es una central nuclear según las reivindicaciones 1 a 8.
Un segundo objeto de la invención es un sistema de seguridad con elemento fusible elemento fusible según las reivindicaciones 8 a 14.
Un tercer objeto de la invención es un elemento fusible según las reivindicaciones 15 y 16. Un cuarto objeto de la invención es un ascensor gravitacional de emergencia para la salida de los operarios, según las reivindicaciones 17 a 28.
Como se ha mencionado el diseño de la central está realizado de manera que el núcleo, su vasija, edificios de contención y de generación, así como de depósito o almacenamiento de elementos de combustible y residuos, están por debajo del nivel del referido depósito de agua de refrigeración, es decir, por debajo del nivel del mar, a una profundidad de diseño suficiente, según las características del reactor y de dimensionamiento de la potencia de diseño del mismo, estando la parte nuclear activa bajo tierra. Al estar bajo tierra, no solamente se limitan notablemente los efectos derivados de un posible ataque terrorista, sino que también es posible enterrar definitivamente la central, por medio de anillos pirotécnicos situados en todas las entradas-salidas, una vez que la misma se encuentre en desuso, tras un accidente o en el caso de que los demás elementos de seguridad fallen.
Hoy en día la tecnología permite la construcción de centrales nucleares con una probabilidad casi nula de accidente grave, que pudiera tener repercusión en el hábitat y en la salud de aquellos que viven en su entorno. Para ello la presente invención tiene en cuenta los siguientes criterios:
- situar la central junto al mar, y
- situar reactores subterráneos (tratando de evitar zonas sísmicas), si bien aún en zonas sísmicas, el diseño propuesto en la presente invención es válido si es diseñado teniendo en cuenta criterios antisísmicos.
La presente invención se encuentra especialmente ideada para reactores de cuarta generación, de no más de 500 MW, limitando la masa de combustible en el reactor de manera que en caso de fusión del núcleo sea más fácil apagar la masa de combustible de un reactor de tal potencia.
Además, para reducir la probabilidad de fallos, se simplifica el diseño de los equipos de control, de manera que se limita la electrónica a controles blindados de radiación, temperatura, ondas sísmicas etc. y se reduce el número de dichos equipos, disminuyendo así la probabilidad de averías de los mismos.
Tal y como se ha mencionado, el fluido refrigerante se mantiene a un determinado nivel constante mediante sistemas de válvulas y flotadores de apertura, que toman el agua de refrigeración de unas dársenas principales de agua borada. Estas dársenas principales se encuentran construidas a un nivel más bajo que el del mar y por encima de los edificios enterrados, disponiendo a su vez de un sistema de alimentación de agua por medio de flotadores que abren válvulas de compuerta para permitir la entrada de agua del mar, y de una solución concentrada de boro. Dicha solución borada se encuentra almacenada en unas dársenas secundarias que vierten esta solución a las dársenas principales también a través de válvulas de compuerta con flotador. De esta manera se garantiza una continuidad de abastecimiento inagotable de agua borada, que es el refrigerante base de la central, para el reactor.
En estas dársenas secundarias de solución concentrada de boro se mantiene la cantidad de boro mediante el vertido directo del mismo en las dársenas. Al encontrarse por debajo del nivel del mar, no es posible que el contenido de las dársenas se pueda verter en el mar. Asimismo, y para asegurar que no sucede lo anterior, las dársenas, tanto principal como secundarias, incorporan unas cubiertas o placas que flotan sobre el agua contenido en las mismas, estando dichas placas ancladas al fondo de las dársenas, para evitar la evaporación del agua así como para minimizar la mezcla de agua de mar y otros elementos. Dichas dársenas pueden comprender adicionalmente estructuras fijas que cubren toda su superficie.
Dichas dársenas son las encargadas de proporcionar el agua de refrigeración a los distintos edificios y componentes de la central subterránea, y principalmente al reactor. Asimismo, las dársenas principales que contienen el agua borada reciben en el fondo de las mismas, las tuberías de escape o evacuación de los gases que se pudieran generar en los distintos contenedores o edificios, tal como el núcleo, vasija del núcleo, edificio de hormigón, edificios de almacenamiento de residuos y de combustible nuclear en caso de accidente. De esta manera, los gases de escape o evacuación se condensan al alcanzar la dársena diluyéndose en la misma. Dichas conducciones o tuberías parten de válvulas de seguridad de alta presión y temperatura, instaladas en las paredes del edificio de hormigón de contención del reactor, en la vasija del reactor y en la vasija contenedor del núcleo.
La central objeto de la presente invención está diseñada para que en caso de accidente en el reactor, los dispositivos básicos de seguridad se activen sin precisar la acción humana y minimizando al máximo la participación de componentes electrónicos y eléctricos. Por ello, comprende como elemento principal de seguridad un dispositivo fusible de refrigeración que en caso de accidente o avería de funcionamiento, por el que el reactor alcance una elevada temperatura predeterminada, se producirá la fusión de unas compuertas o tapas comprendidas en el fusible de refrigeración o fusible térmico, de manera que al fundirse dichas compuertas, el reactor queda comunicado con unos conductos o tuberías de refrigeración que posibilitan la introducción de agua borada de refrigeración en el reactor desde las dársenas principales.
Estas compuertas o tapas comprendidas en el interior del dispositivo fusible son de una aleación eutéctica que se funde cuando alcanzan una temperatura determinada, permitiendo el paso del agua borada contenida en los conductos o tuberías de refrigeración al edificio de contención del reactor, a la vasija del reactor y/o a la vasija del núcleo, permitiendo así la refrigeración y dilución de los gases que se hayan podido generar con la fusión de las barras de los elementos combustibles u otros elementos en el reactor.
La aleación con composición eutéctica es una que en estado líquido, al ser enfriada lentamente, llega a una temperatura de solidificación denominada temperatura eutéctica, en donde ocurre la reacción: Líquido → solución sólida alfa + solución sólida beta, llamada reacción eutéctica. Los dispositivos fusibles se pueden situar en la propia pared del edificio de contención del reactor, en la pared de la vasija del reactor y/o en la pared de la vasija del núcleo, de manera que la aleación es capaz de mantener en su estado sólido las características mecánicas requeridas de las paredes en las está situado, pero al superar una temperatura determinada se transforma en estado líquido fundiéndose y permitiendo pasar el agua borada de refrigeración al interior de los distintos compartimentos del reactor.
Las citadas válvulas de seguridad de alta presión y temperatura, instaladas en el edificio de contención, en la vasija del reactor y en la vasija contenedora del núcleo, tienen la función de evacuar los golpes de alta presión que pueden producirse al poco tiempo de empezar a entrar el agua borada en el edificio de contención, en la vasija del reactor y en la vasija del núcleo. El número de tuberías de evacuación y tuberías de entrada de agua, deberá ser el suficiente para evacuar el gas que se genere y a la vez permitir el agua de refrigeración suficiente, de manera que a medida que entra agua y en función de la temperatura, esta se evapora, saliendo por las tuberías de evacuación, permitiendo la entrada de más agua de refrigeración. El número de tuberías serán las necesarias para garantizar la entrada de agua de refrigeración, buscando una redundancia de seguridad.
En caso de que la temperatura del núcleo se eleve por encima de un valor de seguridad consigna o predeterminado, comenzarán a actuar los diferentes fusibles de seguridad, de manera que en primer lugar actuará el fusible situado en la vasija del núcleo posibilitado que el mismo se inunde, posteriormente el situado en la vasija del reactor y por último el situado en el edificio de contención hasta que se consiga enfriar el núcleo.
Una vez controlada la situación de accidente nuclear o de emergencia, que haya motivado la inundación de las distintas partes de la central, puede procederse a la recuperación de la planta mediante la extracción del agua de refrigeración por medio de una estación de bombeo, prevista al efecto y que lleva el agua borada y contaminada a la dársena de agua borada, a través de las tuberías de escape de gases del reactor (contención, vasija del reactor y vasija del núcleo).
La central objeto de la invención, presenta, como ya se ha mencionado, los distintos edificios que conforman la misma enterrados y conectados por un entramado de túneles horizontales y verticales, que funcionan como vía de comunicación para los operarios en condiciones normales de operación de la central y cómo vía de escape tras un posible accidente nuclear. Dichos túneles horizontales presentan en diferentes puntos, principalmente en los accesos a los mismos, unas puertas de acero y planchas de plomo, accionadas manualmente y preferiblemente con la ayuda de contrapesos, que permiten aislar las zonas intermedias de los túneles verticales de escape de comunicación y de seguridad en caso de accidente.
La central comprende en dichos túneles verticales ascensores para acceder a los edificios y túneles subterráneos, pudiendo estos ascensores ser de dos tipos, unos accionados eléctricamente para que en condiciones normales de operación los operarios puedan subir y bajar, y otros ascensores gravitacionales, sin necesidad de electricidad, que únicamente permiten ascender y de uso exclusivo en caso de emergencia para escapar del interior de la central. En particular, los ascensores gravitacionales, que equivalen a ascensores de emergencia que no requieren electricidad para su funcionamiento exclusivamente ascendente, se instalan preferiblemente en paralelo al ascensor de uso normal, en los túneles de escape vertical y están diseñados para funcionar sin motor, y sin electricidad, ya que trabajan por elevación pasiva aprovechando la fuerza de la gravedad. Estos ascensores también pueden ser empleados en otras instalaciones y situaciones en las que el escape requiera una ascensión.
El ascensor gravitacional, que supone un cuarto objeto de la presente invención, dispone de todos los elementos constructivos clásicos de cualquier ascensor, incluidos todos los de seguridad, pero sin incluir motor y por tanto sin componentes eléctricos o electrónicos, y se trata de un ascensor que únicamente puede ser utilizado una vez para realizar una sola ascensión. La cabina del ascensor, está anclada al suelo desde donde se debe realizar la ascensión de emergencia mediante un cable de sujeción que, para poder utilizar el ascensor en caso de emergencia, se podrá cortar desde dentro de dicha cabina. Por su parte superior, la cabina del ascensor está sujeta a un cable principal en cuyo extremo opuesto, tras pasar por una polea principal, se sitúa un contrapeso principal que es el que, al cortar el cable de sujeción, provocará la elevación pasiva por gravedad de la cabina con sus ocupantes en el interior.
Para cortar dicho cable de sujeción se contempla la existencia de un elemento de corte, preferentemente de tipo explosivo, contemplándose, además, la existencia de una cizalla manual, convenientemente dimensionada para que la pueda utilizar una persona de complexión media para cortar el cable manualmente. Así, si al activar el elemento cortacable explosivo, que preferentemente será de doble carga, falla las dos veces el elemento pirotécnico, se podrá cortar el cable manualmente mediante la citada cizalla. Además, en la cabina del ascensor existen todos los huecos y actuadores necesarios para poder accionar los corta-cables desde dentro así como para poder llevar a cabo dicho corte manual del cable.
La tensión o peso que ejerce el contrapeso principal, es ligeramente superior, aproximadamente un 20% más, al peso en vacío de la caja más el peso correspondiente al cable principal, de forma que, si una o dos personas entran en la caja y cortan el cable de sujeción de la misma, comenzaran a ascender a superficie por la fuerza de tracción ejercida por la gravedad, gracias al exceso de peso del contrapeso principal, el cual mantiene una tensión ascensional casi-constante.
Adicionalmente, el ascensor de emergencia de la invención contempla también la existencia de un sistema de contrapesos secundarios. Así, si el número de personas que entra en la cabina del ascensor para ascender y escapar a la superficie hace que la tensión del contrapeso principal no sea suficiente para provocar el ascenso de la cabina, se anclarán a ella unos cables secundarios que están unidos, cada uno de ellos, a un contrapeso secundario y a un anclaje al suelo. Una vez anclados los cables secundarios necesarios, se van cortando los anclajes a suelo de dichos cables secundarios, de forma que el peso de cada contrapeso secundario transmite la tensión de ascensión complementaria correspondiente. Así hasta que se inicia la ascensión. En cualquier caso, una vez que la cabina empieza a elevarse, se deberá controlar la velocidad de ascenso mediante sistemas adicionales de seguridad de control y ascenso previsto a tal efecto, los cuales, por seguridad, preferentemente se instalarán duplicados. Dichos sistemas pueden comprender:
Una palanca de freno, la cual está convenientemente dimensionada para que una persona de mediana complexión, la empuje con el suficiente resultado de fuerza aplicada a unas zapatas de fricción, las cuales, a su vez, tocan una guía de fricción instalada a lo largo del recorrido de ascensión, para así poder controlar la velocidad de ascenso.
Un velocímetro para controlar la velocidad de ascenso.
Un sistema de ruedas dentadas que engranan desde dentro, a una cremallera instalada a lo largo del recorrido, dimensionado todo para que una persona de mediana complexión pueda hacer ascender el ascensor, imprimiéndole una fuerza manual. La caja del ascensor estará siempre desequilibrada para su ascensión, por descompensación de pesos.
Un sistema de amortiguadores inerciales instalado al final del recorrido (arriba y abajo), para decelerar el ascensor, de forma que las fuerzas inerciales soportadas por los pasajeros, no les provoquen daños vasculares o de otro tipo.
Los sistemas de anclaje a los cables de tiro secundario, utilizan sistemas pirotécnicos dobles, o sistema de palanca dimensionado para una persona de complexión media, que cierran unas abrazaderas al cable, contando con sistema antideslizamiento, recubiertas en la parte interior con polvo de corindón, por ejemplo.
Máscaras y mini botellas de oxígeno.
Finalmente, cabe mencionar que todos los cables de acero van engrasados, pero además, los cables de sujeción de los contrapesos secundarios van enfundados en tubos de acero, para evitar latigazos y enganches peligrosos que se producirían al ascender sin tensión y una vez que han sido cortados.
Por otro lado, en la presente invención hay que tener en cuenta que los túneles de seguridad y servicios y conexiones al exterior son preferentemente verticales, así como la implantación de los distintos conjuntos de tuberías, que se realizan siempre verticalmente. Asimismo, todas las entradas y salidas se encuentran protegidas por anillos pirotécnicos para poder sellar la central en caso de avería irrecuperable de la misma.
Finalmente, la central cuenta con una línea de evacuación de la energía eléctrica generada que sale de los alternadores en alta-baja tensión situados en un edificio subterráneo y que la lleva hasta los transformadores de alta tensión situados en el exterior, para evacuación de la energía en la red eléctrica de transporte y distribución. Esta conducción presenta principalmente un cable superconductor, para reducir perdidas en la conexión alternador-transformadores de alta, que se encuentran en superficie.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Se adjunta a la presente memoria descriptiva un conjunto de figuras que representan a título de ejemplo, no limitativo, una forma preferente de realización susceptible de todas aquellas variaciones de detalle que no supongan una alteración fundamental de las características esenciales de la invención.
La figura 1 representa una vista en planta esquematizada de los edificios principales enterrados en una central nuclear según la presente invención.
La figura 2 representa una vista lateral esquematizada de los componentes principales de la central nuclear.
La figura 3 representa una vista lateral esquematizada de la vasija del reactor y del núcleo del reactor así como un detalle de los fusibles térmicos y componentes relacionados.
La figura 4 muestra una vista lateral esquematizada del edificio de contención del reactor y un detalle de los fusibles y componentes relacionados.
La figura 5 representa una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización del ascensor de emergencia objeto de la invención, apreciándose en ella las principales partes y elementos que comprende, así como la configuración y disposición de las mismas.
La figura 6 representa una vista esquemática en alzado de la cabina con alguno de los sistemas de control de velocidad de ascenso adicionales.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A continuación, se hará una descripción detallada de una realización preferente de una central nuclear y de un sistema de seguridad con elemento fusible objetos de la presente invención.
En la figura 1 se observan los edificios principales y estancias, que permanecerán enterrados, de la central por ejemplo en una vista en planta durante la construcción de la central, en la que se ha realizado la excavación a cielo abierto utilizando rampas de acceso 40 hasta los niveles de soterramiento y posteriormente se han construido los edificios principales, a saber, el edificio de contención 6, el edificio de generación 7, los diferentes edificios o almacenes de residuos y combustible nuclear 9, así como los túneles 1 1 que conectan horizontalmente los diferentes edificios entre sí, como los túneles verticales 10 que conectan dichos túneles horizontales 1 1 con la superficie.
Como se puede observar en la figura 2, que representa una central ya construida, todos los componentes de la central, excepto el edificio de control de la central y de transformadores 5, se encuentran enterrados, en particular el edificio de contención 6, con el reactor y el núcleo, el edificio de generación 7, y los edificios o almacenes para elementos de combustible y residuos 9. El edificio de control y de transformadores eléctricos 5, situado en la superficie, se encuentra conectado eléctricamente con los componentes del edificio de generación eléctrica (7) para el transporte de la energía eléctrica generada.
Los componentes enterrados se sitúan por debajo del nivel de un depósito o dársena principal 8 de agua de refrigeración, que está conectado con una fuente de agua inagotable como es el mar 16, y situados a una profundidad de diseño suficiente, según las características del reactor 1 y de dimensionamiento de la potencia de diseño del mismo, estando la parte nuclear activa bajo tierra, y quedando en superficie únicamente la infraestructura de conexión y evacuación 5 de la energía producida a la red eléctrica así como componentes auxiliares.
Para conseguir que la central se sitúe por debajo del nivel del mar 16, se procede a la excavación del terreno donde se va a ubicar la central subterránea, y tras la construcción de la misma sobre dicho terreno según los criterios constructivos adecuados, tales como construcción de un cofre de hormigón, y teniendo en consideración criterios antisísmicos, se emplea parte de la tierra excavada para enterrar la central, de manera que la misma quede enterrada y por debajo del nivel del depósito principal de agua de refrigeración, es decir, del mar 16, así como de la dársena principal 8.
El edificio de contención 6 comprende en su interior la vasija del reactor 2 en cuyo interior se sitúa la vasija del núcleo con el núcleo del reactor 1. El núcleo 1 es el reactor en si mismo, y está constituido por el combustible fisionable y donde se puede producir el accidente nuclear al descontrolarse la temperatura del mismo, pudiendo llegar a fundirse y formándose lo que se denomina corium o magma resultante de la fusión de los elementos del núcleo 1 , constituido por el combustible nuclear, el recubrimiento de los elementos combustibles y los demás componentes del núcleo con lo que entra en contacto. La vasija del núcleo 1 es una vasija a presión construida de acero al carbono con un espesor de entre 20 y 25 cm y con otros recubrimientos interiores de acero y constituye la primera barrera contra la salida del corium. La vasija del reactor 2 es el segundo contenedor de seguridad del núcleo 1 del reactor y está construido de un acero especial con un espesor no menor a 20 cm. El edificio de contención 6 es la última barrera para contener el corium en caso de accidente y está construido en hormigón de alta resistencia con un espesor de al menos 150 cm con un recubrimiento interior de plomo. Este edificio se encuentra conectado con el edificio de producción de energía 7 y con los almacenes de combustible nuclear y de residuos 9.
Las diferentes estancias, o edificios, subterráneas se encuentran comunicadas entre sí por medio de túneles horizontales 1 1 , y mediante túneles verticales 10 con el exterior, permitiendo el tránsito de los operarios entre los diferentes edificios y con el exterior. Los túneles horizontales 1 1 comprenden además compuertas de seguridad 12, preferiblemente de accionamiento manual, que permiten aislar las diferentes estancias entre sí en caso de emergencia, con el objetivo principal de permitir inundar las diferentes estancias con el agua de refrigeración proveniente del depósito de agua o dársena principal 8. Los túneles verticales 11 se disponen en diferentes lugares de la central para facilitar la salida en caso de emergencia a los operarios. Dichos túneles verticales 11 comprenden preferiblemente ascensores eléctricos para su uso durante el funcionamiento ordinario de la central, y ascensores gravitacionales 100 que no requieren energía eléctrica y permiten únicamente ascender para la evacuación de los operarios en caso de emergencia.
En relación con los ascensores gravitacionales 100, que únicamente pueden ser utilizados para realizar una única ascensión, y preferiblemente dispuestos en paralelo a los ascensores de funcionamiento ordinarios, las figuras 4 y 5 muestran un esquema de uno de dichos ascensores. El ascensor 100 en cuestión comprende de forma convencional una cabina 120 sujeta superiormente por un cable principal 130 que pasa por una polea principal 140 y en su extremo opuesto incorpora un contrapeso principal 150, con la particularidad de que dicha cabina 120 está anclada al suelo mediante un cable de sujeción 160, siendo el peso de dicho contrapeso principal 150 ligeramente superior, aproximadamente un 20% más, al peso en vacío de la cabina 120 más el peso del cable principal 130, de forma que, si una o dos personas entran en la caja y cortan el cable de sujeción la cabina asciende al bajar el contrapeso por gravedad.
Para cortar dicho cable de sujeción 160 el ascensor dispone de un elemento de corte explosivo, consistente en un dispositivo de doble carga detonadora, así como un elemento de corte manual, consistente, preferentemente, en una cizalla (no representados). Además, la cabina 120 dispone de actuadores (no representados) para accionar dichos elementos de corte del cable de sujeción 160 desde su interior, así como de huecos para acceder a ellos y a otros sistemas de control de ascenso o adicionales que pueda incorporar, tal como se explicará más adelante.
Adicionalmente, el ascensor 100 cuenta con un sistema de contrapesos secundarios 170 para permitir aumentar la capacidad de la cabina. Cada uno de dichos contrapesos secundarios 170 está sujeto a un cable secundario 180 que, pasando por una polea secundaria 190, está fijados por uno de sus extremos a un anclaje a suelo 1 10, mientras que por el otro extremo dispone de medios para fijarse a una sujeción 1 11 prevista a tal efecto en la cabina 120.
El ascensor 100 puede disponer de un número más o menos elevado de dichos contrapesos y cables secundarios y sus correspondientes anclajes a suelo y sujeciones en la cabina, según las necesidades de cada caso. En la figura 4, si bien se han representado varios contrapesos secundarios 170, solo uno de ellos se ha representado completo con su anclaje a suelo 110.
Además, como sistemas de seguridad y como sistemas para controlar la velocidad de ascenso el ascensor puede disponer de:
Una palanca de freno 1 12 que actúa sobre zapatas de fricción 1 13, las cuales, a su vez, se desplazan por una guía 114 instalada a lo largo del recorrido de ascensión.
Un velocímetro. Ruedas dentadas 115 que engranan a una cremallera 116 instalada a lo largo del recorrido.
- Amortiguadores inerciales 117 instalados al final del recorrido.
Además cuenta también con elementos de corte explosivos dobles, o sistema de palanca manual (no representados) para cortar los anclajes de los cables secundarios 180.
Es importante destacar que dichos cables secundarios 180, en el extremo que los sujeta al anclaje a suelo 110 están enfundados en tubos 118 de acero, como sistema de protección para evitar latigazos al ascender sin tensión. La cabina 120, dispone así mismo de máscaras y mini botellas de oxígeno (no representadas).
Continuando con la descripción de la central, el depósito de agua de refrigeración 8 es una dársena principal que contiene agua borada y que se encuentra conectada con el mar 16 como fuente inagotable de agua y refrigeración, y a su vez está conectada con al menos una dársena secundaria 82 en la que se almacena una solución borada. Dichas dársenas se sitúan por debajo del nivel del mar 16, y por encima de los edificios enterrados, estando conectadas con el mar y entre ellas mediante flotadores que abren válvulas de compuertas que permiten la alimentación de agua y el mantenimiento del nivel de la misma. La dársena principal 8 o un apéndice subterráneo 81 de la misma se encuentra conectada con los diferentes edificios mediante tuberías de refrigeración 13 que transportan por gravedad, sin necesidad de bombas, el agua borada desde dicha dársena 8. Asimismo en el fondo de dicha dársena 8 finalizan las salidas de las tuberías empleadas para el escape de vapor de agua 14, 15 en caso de accidente que provienen de los distintos edificios, principalmente del edificio de contención 1 , de manera que el vapor de agua contaminado se condensa al entrar en contacto con el agua de la dársena 8.
La dársena principal 8 y secundaria 82 comprenden unas cubiertas o placas 83 que flotan sobre el agua contenida en las mismas, estando dichas placas 83 ancladas al fondo de las dársenas 8, 82. Dichas placas 83 estarán preferiblemente construidas mediante una rejilla de acero inoxidable recubierta de un una espuma de un polímero con espesor suficiente para que las placas floten sobre el agua, y que sea resistente a la radiación solar para evitar la evaporación del agua así como resistente a los ataques químicos del agua del mar. Las citadas placas o cubiertas 83 están ancladas al fondo de las dársenas 8, 82 mediante cables 84 de alta resistencia a la tracción y resistentes al agua de mar y de longitud igual a la altura máxima de las paredes de cada dársena 8, 82. Dichos material puede ser un acero o un polímero. Estas placas 83 flotantes minimizan la mezcla de agua de mar, y de otros elementos, con el agua borada de las dársenas 8, 82. Las dársenas podrían también incorporar estructuras fijas que cubren su superficie (no mostrada).
Las tuberías de refrigeración 13 se conectan con el edificio de contención 6 a través de elementos fusibles 3 que se encuentran incorporados en las paredes del edificio de contención 6, de la vasija del reactor 2 y de la vasija del núcleo 1. Evidentemente pueden estar únicamente en una de las paredes de uno de los elementos. Cada elemento fusible 3 comprende una compuerta 32 de apertura automática ante sobrecalentamiento del reactor nuclear, que está constituido por una tapa de material de una aleación eutéctica 32, de similares características a la paredes que separan los diferentes elementos del reactor entre sí, vasija del núcleo 1 , vasija del reactor 2 y edificio de contención 6, pero susceptibles de fundirse en condiciones de sobrecalentamiento y que comunican cada uno de los elementos 1 , 2, 6, con al menos una tubería de refrigeración 13, preferiblemente más de una tubería con el fin de buscar una redundancia de seguridad, que a su vez se conecta con la dársena principal 8.
El reactor presenta una doble vasija de acero y está provisto de al menos dos fusibles 3.1 , 3.2, uno en cada una de las vasijas interior o del núcleo 1 y exterior o del reactor 2 respectivamente, conectados con conducciones independientes de agua bórica 13.1 , 13.2, cada uno de ellos, pudiendo circular el agua bórica entre cada vasija interior y exterior. Como se ha descrito anteriormente, el reactor se encuentra encerrado en un edificio de contención 6 provisto también preferiblemente de un tercer fusible 3.3 conectado a una tercera tubería 13.3 para permitir la entrada de agua bórica de refrigeración.
Tal y como se ha mencionado, el fusible 3 es un cierre hermético metálico o cerámico calculado para fundirse cuando se alcanza una determinada temperatura y que está integrado en las paredes bien de las vasijas 1 , 2 bien del edificio de contención 6. En particular, se integra en dichas paredes mediante un sólido anclaje, bien por soldadura bien por tornillos llegando a formar parte de la pared al presentar las mismas características que la misma, a saber, misma resistencia mecánica que cualquier otra parte de la pared, bien de las vasijas del núcleo 1 o del reactor 2, bien del edificio de contención 6. Los fusibles 3 se funden de golpe a una temperatura predeterminada para dar paso al agua borada que inunda y refrigera el interior de cualquiera de las vasijas 1 , 2 o del edificio de contención 6. Los fusibles 3 comprenden una tapa de un material eutéctico 32 y diseñada para fundirse cuando se alcance una temperatura predeterminada o de consigna, seguida de un material aislante 33 y de una tapa aislante 34. El punto de fusión del material eutéctico variará entre los 2000 y 2500 C° y una vez alcanzada la temperatura de fusión, se fundirá de golpe.
A continuación de dicha tapa de material eutéctico 32 se dispone un tapón de material aislante 33 a continuación del cual se sitúa una tapa aislante 34. Estos dos elementos sirven para evitar que el calor de la tapa de material eutéctico 32 durante el funcionamiento ordinario de la central se transmita al agua borada contenida en la tubería 13 que se encuentra conectada con el fusible térmico 3, pudiendo este calentamiento provocar un aumento de presión peligroso en la tubería 13.
En caso de sobrecalentamiento del núcleo 1 , y una vez alcanzada la temperatura de fusión del material eutéctico, que será menor que la temperatura de fusión del núcleo 1 , la tapa de material eutéctico 32 se funde de golpe, lo que provoca que la presión hidrostática de la columna de agua de la tubería de refrigeración 13 conectada a la dársena 8 de agua borada, empuje la tapa aislante 34 sobre el tapón aislante térmico 33 haciendo que entren en el núcleo 1 y abriendo la vía de acceso del agua borada al interior del edificio 6 o de la vasija 1 , 2 para enfriar el reactor.
El fusible 3 presenta, preferiblemente en su parte superior, un alojamiento específico para alojar una válvula de baja presión 31 , conectadas con tuberías de baja presión 15, que se abren en cuanto se producen los primeros gases de evaporación, al entrar en contacto el agua borada con los elementos calientes del interior de las vasijas 1 , 2 o del edificio 6. Al fundirse de golpe la aleación eutéctica de la tapa 32, por efecto de la presión hidrostática de la columna de agua, en el primer momento, el agua entra en las vasijas 1 , 2 o edificio 6, ya que las citadas válvulas de alivio de baja presión 31 impiden instantáneamente que la columna de agua sea empujada hacia arriba o hacía la dársena 8.
Asimismo, el reactor se encuentra provisto de válvulas de seguridad de alta presión y temperatura 4, conectadas con tuberías de alta presión 14, para la evacuación de los golpes de alta presión que pudieran producirse con la entrada del agua borada en el núcleo 1 y en la vasija del núcleo 2. Por otra parte, la central dispone de una estación de bombeo de recuperación de la planta mediante la extracción del agua de refrigeración a la dársena de agua borada, a través de las tuberías de salida o escape de gases del reactor (núcleo y vasija del núcleo).
El sistema de refrigeración con agua bórica se extiende no solo al reactor 1 , 2 y su edificio de contención 6 sino a otros edificios como el edificio de generación eléctrica 7 que contiene las turbinas y alternadores o el edificio de almacenamiento 9 de combustible o cualquier otra estancia con material radiactivo que sea necesario inundar y refrigerar en caso de accidente.
Por otra parte, la central y todas sus entradas y salidas se encuentran rodeadas de anillos pirotécnicos para voladura de la misma en caso de emergencia y sellado definitivo de la misma.
Finalmente, la forma, materiales y dimensiones podrán ser variables y en general, todo cuanto sea accesorio y secundario, siempre que no altere cambie o modifique la esencialidad de los perfeccionamientos que se han descrito.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Central nuclear caracterizada porque comprende al menos
- un edificio de contención (6) en cuyo interior se sitúa un reactor nuclear (1 , 2),
- un edificio de generación eléctrica (7) en cuyo interior se sitúan las turbinas y demás componentes para la generación de electricidad, y
- un edificio o almacén de material nuclear 9 para el almacenamiento de residuos nucleares o de combustible nuclear,
estando los mismos enterrados y, excepto el edificio de generación eléctrica, conectados mediante tuberías de refrigeración (13) con al menos un depósito de agua (8) situado por encima de los mismos, de manera que el agua cae por gravedad en caso de necesidad de refrigerar o inundar dichos edificios (6, 7, 9), estando dicho depósito (8) comunicado con el mar (16) y por debajo del nivel del mar (16).
2. Central, según reivindicación 1 , caracterizada porque el edificio de contención (6) del reactor dispone en su interior de una vasija del reactor (2) en cuyo interior se dispone una vasija del núcleo (1) que aloja al núcleo (1), comprendiendo al menos una de las paredes de al menos el edificio de contención (6) o de las vasijas (1 , 2) un elemento fusible (3) conectado con una tubería de refrigeración (13).
3. Central, según reivindicación 2, caracterizada porque comprende tuberías (14, 15) para la salida de vapor de agua que conectan el interior del edificio de contención (6) y el interior de las vasijas (1 , 2) con el depósito de agua de refrigeración (8).
4. Central, según reivindicación 1 , caracterizada porque el depósito (8) contiene agua borada.
5. Central, según reivindicación 1 , caracterizada porque comprende un edificio de control y de transformadores eléctricos (5) situado en la superficie y conectado eléctricamente con los componentes del edificio de generación eléctrica (7) para el transporte de dicha la energía eléctrica generada.
6. Central, según reivindicación 1 , caracterizada porque los edificios enterrados están comunicados entre sí mediante túneles subterráneos horizontales (1 1) que presentan compuertas (12) de accionamiento manual para aislar los diferentes edificios entre sí.
7. Central, según reivindicación 1 y 6, caracterizado porque comprende túneles verticales (10) para la comunicación de la superficie con los edificios enterrados o con los túneles horizontales (11).
8. Central, según reivindicación 7, caracterizado porque dichos túneles verticales (11) comprenden ascensores gravitacionales (100) y ascensores eléctricos.
9. Sistema de seguridad para una central nuclear caracterizado porque comprende un edificio de contención (6) del reactor que dispone en su interior de una vasija del reactor (2) en cuyo interior se dispone a su vez una vasija del núcleo (1) que aloja al núcleo (1), comprendiendo al menos una de las paredes de al menos el edificio de contención (6) o de las vasijas (1 , 2) un elemento fusible (3) incorporado en la pared y conectado a un extremo de una tubería de refrigeración (13) conectada por su extremo opuesto a un depósito de agua (8) para refrigeración.
10. Sistema, según reivindicación 9, caracterizado porque comprende tuberías para la salida de vapor de agua (15) que conectan el interior del edificio de contención (6) y/o el interior de las vasijas (1 , 2) a través del fusible (3) con el depósito de agua (8) de refrigeración.
11. Sistema, según reivindicación 9, caracterizado porque el depósito (8) se encuentra sobre el edificio de contención.
12. Sistema, según reivindicación 9, caracterizado porque el depósito es al menos una dársena principal (8) de agua borada conectada con el mar (16) y con al menos una dársena secundaria (82) para el almacenamiento de una solución borada, estando ambas dársenas (8, 82) por debajo del nivel del mar.
13. Sistema, según reivindicación 9, caracterizado porque el elemento fusible (3) comprende una tapa o compuerta (32) situada en su interior y de un material de aleación eutéctica, estando dicha tapa (32) en contacto con el interior del edificio (6) o vasija (1 ,2), y a continuación se dispone un material aislante (33, 34) en contacto con el agua de la tubería de refrigeración (13), de manera que dicho material aislante (33, 34) evita el calentamiento del agua en la tubería cuando la aleación eutéctica aún no se ha fundido por el sobrecalentamiento existente en el interior del edificio (6) o vasija (1 , 2).
14. Sistema, según reivindicación 9, caracterizado porque comprende un fusible (3) en una pared del edificio de contención (6), en una pared de la vasija del reactor (2) y en una pared de la vasija del núcleo (1).
15. Fusible (3) empleado como elemento de seguridad de una central nuclear caracterizado porque comprende una tapa de un material de aleación eutéctica (32), seguido de un tapón de material aislante (33) y seguido de una tapa aislante (34), estando conectado por el extremo de la tapa de material eutéctico (32) con el interior de un edificio de contención (6) o vasija de reactor (2) o vasija del núcleo (1) y por el extremo opuesto con una tubería (13) que contiene agua de refrigeración.
16. Fusible (3), según reivindicación 15, caracterizado porque comprende un alojamiento específico para alojar una válvula de baja presión (31) que se abre en cuanto se producen los primeros gases de evaporación, al entrar en contacto el agua con los elementos calientes del interior de las vasijas (1 , 2) o del edificio (6).
17. Ascensor para ascensión de un solo uso, para túneles verticales, del tipo que cuenta con una cabina (120) sujeta superiormente por un cable principal (130) que pasa por una polea principal (140) y en cuyo extremo opuesto incorpora un contrapeso principal (150), de manera que trabaja sin energía eléctrica y exclusivamente aprovechando la fuerza de la gravedad, estando caracterizado porque:
dicha cabina (120) está anclada al suelo mediante un cable de sujeción (160); el peso de dicho contrapeso principal (150) es superior al peso en vacío de la cabina (120), más el peso del cable principal (130); y
dispone de, al menos, un elemento de corte explosivo y de, al menos, un elemento de corte manual, para cortar el cable de sujeción (160).
18. Ascensor, según reivindicación 17, caracterizado porque la cabina (120) comprende actuadores para accionar los elementos de corte del cable de sujeción (160) desde su interior.
19. Ascensor, según reivindicación 17, caracterizado porque comprende elementos de seguridad y elementos de control de velocidad de ascenso.
20. Ascensor, según reivindicación 17, caracterizado porque el peso del contrapeso principal (150) es al menos un 20% superior a la suma del peso de la cabina en vacío (120) más el cable principal (130).
21. Ascensor, según reivindicación 17 o 18, caracterizado porque el elemento de corte explosivo es de doble carga detonadora.
22. Ascensor, según reivindicación 17 o 18, caracterizado porque el elemento de corte manual es una cizalla.
23. Ascensor, según reivindicación 17, caracterizado porque comprende al menos un contrapeso secundario (170), que está sujeto a un cable secundario (180) que, pasando por una polea secundaria (190), se encuentra fijado por uno de sus extremos a un anclaje a suelo (110), y por el otro extremo dispone de medios para fijarse a una sujeción (11 1) prevista en la cabina (120).
24. Ascensor, según reivindicación 23, caracterizado porque la cabina (120) comprende elementos de corte para cortar los anclajes de los cables secundarios (180).
25. Ascensor, según reivindicación 19, caracterizado porque comprende al menos una palanca de freno (1 12) que actúa sobre al menos una zapata de fricción (113) que se desplaza por una guía (1 14) instalada a lo largo del recorrido de ascensión.
26. Ascensor, según reivindicación 19, caracterizado porque comprende al menos un velocímetro.
27. Ascensor, según reivindicación 19, caracterizado porque comprende ruedas dentadas (1 15) que engranan a una cremallera (116) instalada a lo largo del recorrido.
28. Ascensor, según reivindicación 19, caracterizado porque comprende amortiguadores inerciales (1 17) instalados al final del recorrido.
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US14/382,683 US9892805B2 (en) 2012-07-19 2012-07-19 Underground nuclear power plant
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104700909A (zh) * 2014-12-31 2015-06-10 大亚湾核电运营管理有限责任公司 核电厂群堆安全系统

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9378855B2 (en) * 2013-12-17 2016-06-28 Palvannanathan Ganesan Floating nuclear power reactor with a self-cooling multiple component containment structure and an automatic radiation scrubbing containment structure
US9502143B2 (en) 2013-12-17 2016-11-22 Palvannanathan Ganesan Floating nuclear power reactor with a self-cooling containment structure
US9396823B2 (en) * 2013-12-17 2016-07-19 Palvannanathan Ganesan Floating nuclear power reactor with a self-cooling containment structure and an emergency heat exchange system
WO2015188693A1 (zh) * 2014-06-13 2015-12-17 长江勘测规划设计研究有限责任公司 地下核电站核岛厂房地下洞室群垂直于山体纵深方向的施工布置
RU2649193C1 (ru) * 2014-06-13 2018-03-30 Чанцзян Сервей Плэннинг Дизайн Энд Рисерч Ко., Лтд. Схема строительства объединенной группы выработок подземных атомных электростанций в направлении вглубь горы
CN104134477A (zh) * 2014-06-13 2014-11-05 长江勘测规划设计研究有限责任公司 核岛洞室群环形布置地下核电站
FR3041468B1 (fr) * 2015-09-22 2017-11-24 Commissariat Energie Atomique Dispositif pour la manutention securisee d'un composant d'une installation nucleaire
WO2018062915A1 (ko) * 2016-09-29 2018-04-05 한국수력원자력 주식회사 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각시스템
CN106683728B (zh) * 2016-12-21 2020-12-18 中国核电工程有限公司 一种基于机组状态的事故诊断方法
US10706973B2 (en) 2017-05-02 2020-07-07 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Very simplified boiling water reactors for commercial electricity generation
US11380451B2 (en) * 2017-08-15 2022-07-05 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Depressurization and coolant injection systems for very simplified boiling water reactors
US11482345B2 (en) * 2017-12-04 2022-10-25 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Methods of constructing nuclear power plants with geothermal passive cooling
CN108597629A (zh) * 2018-03-22 2018-09-28 中国核电工程有限公司 一种核电站安全厂房的布置结构
US20200208517A1 (en) * 2018-12-31 2020-07-02 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Underground vertical shafts and nuclear reactors using the same
CN110398116A (zh) * 2019-07-15 2019-11-01 世源科技工程有限公司 一种工艺设备冷却水循环系统
KR102274079B1 (ko) * 2019-12-09 2021-07-07 한국원자력연구원 원자로의 피동무한냉각 구조체 및 그 작동방법
US11289215B2 (en) * 2019-12-12 2022-03-29 Westinghouse Electric Company Llc Reactor shutdown system with melting gate member for segregating neutron absorbing material compartment from core
US11373769B2 (en) * 2019-12-24 2022-06-28 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Passive containment cooling system for a nuclear reactor
CN112239125A (zh) * 2020-09-22 2021-01-19 青岛康太源建设集团有限公司 一种高层建筑施工用垂直电梯
US11848111B2 (en) * 2020-12-30 2023-12-19 Palvannanathan Ganesan Double containment nuclear power reactor with passive cooling and radiation scrubbing
US11410783B1 (en) * 2021-02-24 2022-08-09 Palvannanathan Ganesan Underground nuclear power reactor with a blast mitigation chamber
CN113345609B (zh) * 2021-06-02 2022-03-01 哈尔滨工程大学 一种用于浮动核电站的压力容器外部冷却系统
CN116195006A (zh) * 2021-09-08 2023-05-30 帕尔文纳纳桑·加内森 带爆炸缓解室的地下核能反应堆
CN113622990B (zh) * 2021-09-13 2023-10-24 山西牧偶人科技有限公司 一种煤矿井下组合开关联动安全防护装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712851A (en) * 1968-03-28 1973-01-23 Asea Ab Nuclear power station
US4696791A (en) * 1984-07-17 1987-09-29 Sulzer Brothers Limited Nuclear reactor installation
US4971752A (en) * 1988-12-14 1990-11-20 Parker Louis W Safety design for nuclear power plants
US5013519A (en) * 1989-01-31 1991-05-07 Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan Autonomous, decentralized fast breeder reactor system
US5223208A (en) * 1990-08-14 1993-06-29 Moritaka Ishimaru Nuclear power generation system and its construction method
WO1996020486A1 (de) * 1994-12-23 1996-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Notkühleinrichtung für eine kernreaktoranlage und verfahren zur notkühlung eines reaktorkerns
US20020122526A1 (en) * 2000-11-15 2002-09-05 Masataka Hidaka Nuclear reactor
US20030168290A1 (en) * 2000-10-20 2003-09-11 Kazuaki Miyakoshi Elevator without machine room
FR2840100A1 (fr) * 2002-05-24 2003-11-28 Technicatome Reacteur nucleaire equipe d'un dispositif passif e maintien du coeur en cas d'elevation de temperature
US20110203877A1 (en) * 2009-06-19 2011-08-25 Tiner James L Elevator safety rescue system
WO2012025589A1 (fr) * 2010-08-25 2012-03-01 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Dispositif de mitigation des accidents graves pour assemblage de combustible nucleaire a efficacite amelioree

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4000038A (en) * 1974-04-11 1976-12-28 Brown Boveri-Sulzer Turbomaschinen Aktiengesellschaft Nuclear power station
JPS60235092A (ja) * 1984-05-07 1985-11-21 株式会社東芝 原子炉非常用炉心冷却装置
JPS6184588A (ja) * 1984-10-03 1986-04-30 株式会社日立製作所 地下式原子力発電所
JPH0693033B2 (ja) * 1985-12-24 1994-11-16 株式会社東芝 原子炉格納容器冷却スプレイ系
JPS6428592A (en) * 1987-07-23 1989-01-31 Toshiba Corp Cooling equipment for containment vessel
JPH0762716B2 (ja) * 1987-11-24 1995-07-05 株式会社日立製作所 圧力容器内への流体注入装置
JPH04115189A (ja) * 1990-08-30 1992-04-16 W Parker Louis 原子力プラント設備
JPH05142380A (ja) * 1991-11-18 1993-06-08 Hitachi Ltd 非常用炉心冷却設備
JPH06230166A (ja) * 1993-02-01 1994-08-19 Toshiba Corp 原子炉格納容器の保護装置
JP2004331231A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Seiichiro Hirano エレベータ
JP2010085282A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Toshiba Corp 加圧水型原子力プラント
JP3171567U (ja) * 2011-03-30 2011-11-10 英明 永田 原子力発電の原子炉を安全停止装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712851A (en) * 1968-03-28 1973-01-23 Asea Ab Nuclear power station
US4696791A (en) * 1984-07-17 1987-09-29 Sulzer Brothers Limited Nuclear reactor installation
US4971752A (en) * 1988-12-14 1990-11-20 Parker Louis W Safety design for nuclear power plants
US5013519A (en) * 1989-01-31 1991-05-07 Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan Autonomous, decentralized fast breeder reactor system
US5223208A (en) * 1990-08-14 1993-06-29 Moritaka Ishimaru Nuclear power generation system and its construction method
WO1996020486A1 (de) * 1994-12-23 1996-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Notkühleinrichtung für eine kernreaktoranlage und verfahren zur notkühlung eines reaktorkerns
US20030168290A1 (en) * 2000-10-20 2003-09-11 Kazuaki Miyakoshi Elevator without machine room
US20020122526A1 (en) * 2000-11-15 2002-09-05 Masataka Hidaka Nuclear reactor
FR2840100A1 (fr) * 2002-05-24 2003-11-28 Technicatome Reacteur nucleaire equipe d'un dispositif passif e maintien du coeur en cas d'elevation de temperature
US20110203877A1 (en) * 2009-06-19 2011-08-25 Tiner James L Elevator safety rescue system
WO2012025589A1 (fr) * 2010-08-25 2012-03-01 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Dispositif de mitigation des accidents graves pour assemblage de combustible nucleaire a efficacite amelioree

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OBERTH RONALD C ET AL: "UNDERGROUND NUCLEAR POWER PLANTS: STATE-OF-THE-ART", UNDERGROUND SPACE, PERGAMON, US, vol. 5, no. 6, 1 May 1981 (1981-05-01), pages 375 - 383, XP009138062, ISSN: 0362-0565 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104700909A (zh) * 2014-12-31 2015-06-10 大亚湾核电运营管理有限责任公司 核电厂群堆安全系统

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