WO2023128809A1 - Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава - Google Patents

Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава Download PDF

Info

Publication number
WO2023128809A1
WO2023128809A1 PCT/RU2022/000400 RU2022000400W WO2023128809A1 WO 2023128809 A1 WO2023128809 A1 WO 2023128809A1 RU 2022000400 W RU2022000400 W RU 2022000400W WO 2023128809 A1 WO2023128809 A1 WO 2023128809A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
truss
console
welded joints
power
manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/000400
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Стальевич СИДОРОВ
Надежда Васильевна СИДОРОВА
Кристин Александрович ЧИКАН
Андрей Борисович НЕДОРЕЗОВ
Original Assignee
Акционерное Общество "Атомэнергопроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2021139690A external-priority patent/RU2777423C1/ru
Application filed by Акционерное Общество "Атомэнергопроект" filed Critical Акционерное Общество "Атомэнергопроект"
Priority to CN202280084518.0A priority Critical patent/CN118369736A/zh
Priority to KR1020247018294A priority patent/KR20240097902A/ko
Publication of WO2023128809A1 publication Critical patent/WO2023128809A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/016—Core catchers

Definitions

  • the invention relates to a technology for manufacturing a melt localization device (hereinafter referred to as MLC), in particular, to methods for manufacturing a truss-console MLC.
  • MLC melt localization device
  • the greatest radiation hazard is posed by accidents with a core meltdown, which can occur in the event of a multiple failure of the core cooling systems.
  • melt localization device which prevents damage to the hermetic shell of the nuclear power plant and thereby protects the population and the environment from radiation exposure during severe accidents of nuclear reactors.
  • the truss-console protects the body, the internal communications of the ULR from destruction from the side of the corium and is a support for the guide plate, which transmits static and dynamic effects to the truss-console, fixed in the reactor shaft.
  • the truss-console also ensures the operability of the guide plate in case of its destruction.
  • the disadvantage of this method of manufacturing a truss-console ULR is that after welding, the truss-console ULR has equal strength in all radial directions. When exposed to beyond design impact loads from the side of the guide plate, which simultaneously takes on thermomechanical and thermochemical effects from the core melt and impacts from the destroyed bottom of the reactor vessel, the truss-console is destroyed not in the given directions, but randomly, determined by the manufacturing process and the nature of heat treatments of welded joints.
  • the technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the melt localization device.
  • the task to be solved by the claimed invention is the creation of a method for manufacturing a truss-console of a CLR that provides predictable destruction of load-bearing elements during beyond design basis accidents, seismic impacts on the reactor shaft and shock impacts on the truss-console from the side of the guide plate.
  • the method of manufacturing the truss-console of the melt localization device is carried out in such a way that two symmetrical parts of the truss are formed - consoles, each of which is made of outer, middle, inner half-shells, connected to each other by power radial and parallel ribs, as well as upper and lower semicircular power plates, by welding, with the formation of parallel and radial sectors, after which, these two symmetrical parts are connected to each other by welding in the zone of two parallel sectors located on the same Cartesian axis, in such a way that the upper horizontal joint connects the upper semicircular power plates, the lower horizontal welded joint connects the lower semicircular power plates, the vertical outer, inner and middle welded joints connect outer, inner and middle half-shells.
  • the application of the method of manufacturing the truss-console ULR allows to ensure structural non-uniformity between its bearing elements, as a result of which, with thermal expansion, the greatest deformations of the truss-console are localized between parallel power ribs along the radial axis along which the welded joints are located connecting two symmetrical parts console farms.
  • the thickness of the upper and lower horizontal welded joints and vertical external, middle and internal welded joints is less than the thickness of the base metal and other welded joints, which makes it possible to increase the uneven strength of the supporting elements of the truss - consoles, providing maximum stress concentration in the area of welded joints of smaller thickness.
  • the vertical outer, inner and middle welded joints are made partially, while to the outer and inner vertical welded joints, as well as overlay plates are attached to the upper and lower horizontal welded joints.
  • Figure 1 shows a device for the localization of the melt farm-console, made in accordance with the claimed invention.
  • Figure 2 shows a truss-console device for localizing the melt, made in accordance with the claimed invention.
  • Figure 3 shows one of the two symmetrical parts of the truss-console of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention.
  • FIG. 4 shows the truss-console of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention (connection of two symmetrical parts).
  • FIG. 5 shows a truss-console of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention (connection of two symmetrical parts with placement of overlay plates on welded joints).
  • the melt localization device comprises a guide plate (1) installed under the nuclear reactor vessel (2) and resting on a cantilever truss (3). Under the truss-console (3) there is a body (4) with a filler (7) for receiving and distributing the melt. In the upper part of the body (4) there is a flange (5) provided with thermal protection (6).
  • the filler (7) consists of several cassettes (8) stacked on top of each other, each of which contains one central and several peripheral holes (9). Truss-console device localization of the melt is made as follows.
  • each symmetrical part (28) of the truss-console ULR consists of the following bearing elements: the upper semicircular power plate (19), the lower semicircular power plate (20), the outer, inner and middle power half-shells (16), (17), (18) , as well as power ribs (15). All of these bearing elements form a power frame (13) of the truss-console ULR.
  • horizontal welded joints (26), (27), located in one section, and vertical welded joints (12), (22), (24), also located in one section, provide structural non-uniformity in relation to other elements truss-console ULR, which allows to localize the greatest deformations of the bearing elements of the truss-console ULR during thermal expansion in the alignment between parallel power ribs (15), along which welded joints are located.
  • the thickness (B) of horizontal welded joints (26), (27) and vertical welded joints (12), (22), (24) connecting two symmetrical parts (28) of the truss - ULR consoles are made smaller than the thicknesses (A) of the base metal and other welded joints used for the manufacture of each of the two symmetrical parts (28).
  • the coefficient (U), equal to the ratio of the total thickness of the welded joint (B) to the thickness of the base metal being welded (A), must be:
  • welding of the power frame (13), consisting of two symmetrical parts (28), is carried out in such a way that the upper horizontal welded joint (26) connects the upper semicircular power plates (19), the lower horizontal welded joint (27) connects the lower semicircular power plates (20), and the outer, inner and middle power half-shells (16), (17), (18) are connected partially by means of vertical welded joints.
  • the values of the coefficient (W) be equal to the ratio of the total area of the real weld (F), including the real top and bottom horizontal welds (26), (27) and the real vertical welds (12), (22), (24), to the total theoretical area of a possible welded joint (Q), made along a closed contour and interconnecting all the upper and lower semicircular power plates (19), (20) and half-shells (16), (17) , (18), satisfied the following relation:
  • each of the two symmetrical parts of the power frame of the truss-console of the melt localization device contains radial power ribs (14), parallel power ribs (15), external power half-shell (16), inner power half-shell (17), middle power half-shell ( 18), upper power semicircular plate (19), lower power semicircular plate (20). Holes can be made in the middle power shell (18) and in the upper power semicircular plate (19).
  • the truss-console of the melt localization device functions as follows.
  • the power frame (13) of the truss-console is welded from two symmetrical parts (28) using upper and lower horizontal welded joints (26), (27) and external, internal and intermediate vertical welded joints (12), ( 22),
  • both parts (28) of the power frame (13) are independently unfastened, limiting their arbitrary movement.
  • paws-supports (21) are used, which provide separate fixation of each part (28) of the load-bearing frame (13).
  • legs-supports (21) ensures a uniform distribution of forces on the shaft (25) of the reactor from the side of the load-bearing frame (13) due to the formation of the necessary area of interaction of the legs-supports (21) with the concrete of the shaft (25) of the reactor, which are subjected to wave loading.
  • the wave loads transmitted from the side of the external power shell (16) to the legs of the support (21) are distributed over the volume of concrete of the mine (25) of the reactor, and the legs-supports (21) themselves are resistant to local wave loads, and under shock loads of high intensity, they do not collapse themselves and do not lead to a loss of strength of the concrete of the mine (25) of the reactor.
  • the core melt under the action of hydrostatic and residual pressures begins to flow onto the surface of the guide plate (1) held by the truss-console (3).
  • the melt, flowing down the guide plate (1) heats up and partially melts it.
  • the nature of the interaction of the melt with the guide plate (1) and the results of this interaction largely depend on the pressure in the reactor vessel (2), which is divided into two categories: design and beyond design.
  • the design pressure refers to the pressure of the gas-vapor medium in the vessel (2) of the reactor, which does not exceed the residual pressure after taking measures to reduce pressure in the event of a severe beyond design basis accident.
  • Design pressure includes any pressure exceeding the residual pressure and arising from uncontrolled inflow of water into the vessel (2) of the reactor during the destruction of the core or pressure, established in the vessel (2) of the reactor, with incomplete implementation of pressure reduction measures.
  • the cocurrent jet of molten metals and oxides can cut a sector through the height of 60° in the horizontal plane in the guide plate (1) and enter into direct interaction with the truss-console (3 ).
  • the load-bearing frame (13) ensures the strength and stability of the truss-console (3) in case of vertical through destruction of 60° of the sector of the truss-console (3) in the horizontal plane.
  • Elements of the power frame (13) of the truss-console (3) namely, parallel power ribs (15), radial power ribs (14), inner, middle and outer power half-shells (16), (17), (18), and also, the upper and lower power semicircular plates (19), (20) can be made of steel grade 09G2S.
  • the thickness of the power plates (19), (20) is 60 mm.
  • the total thickness of the bilateral horizontal welded joints of the two parts (28) of the truss-console is 50 mm with a 10 mm gap between the welded joints.
  • the thickness of the vertical double-sided welded joints (22) connecting the two parts (28) of the cantilever truss is 50 mm with a 10 mm gap between the welded joints.
  • the thickness of the vertical one-sided welded joints (12), (24) of the overlay plates (21) is 2x30 mm with a gap between the welded joints of paired plates from 20 to 80 mm.
  • the thickness of the overlay plates (11) is 20 mm.
  • the application of the method of manufacturing the truss-console of the melt localization device made it possible to ensure the predictable destruction of the bearing elements of the truss-console during beyond design basis accidents, seismic effects on the reactor shaft and shock effects on the truss-console from the side of the guide plate, and as a result, increase the reliability of the CLR.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии изготовления систем, обеспечивающих безопасность атомных электростанций. Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава характеризуется тем, что формируют две симметричные части фермы-консоли, каждую из которых выполняют из внешней, средней, внутренней полуобечаек, соединенных друг с другом силовыми радиальными и параллельными ребрами, а также верхней и нижней полукруглыми силовыми плитами посредством сварки с образованием параллельных и радиальных секторов. После этого указанные две симметричные части соединяют друг с другом посредством сварки в зоне двух параллельных секторов, расположенных на одной декартовой оси, таким образом, что верхнее горизонтальное соединение соединяет верхние полукруглые силовые плиты, нижнее горизонтальное сварное соединение соединяет нижние полукруглые силовые плиты, вертикальные внешнее, внутреннее и среднее сварные соединения соединяют внешние, внутренние и средние полуобечайки. Повышается надежность устройства локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора.

Description

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЕРМЫ-КОНСОЛИ УСТРОЙСТВА ЛОКАЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА
Область техники
Изобретение относится к технологии изготовления устройства локализации расплава (далее - УЛР), в частности к способам изготовления фермы-консоли УЛР.
Наибольшую радиационную опасность представляют аварии с расплавлением активной зоны, которые могут происходить при множественном отказе систем охлаждения активной зоны.
При таких авариях расплав активной зоны - кориум, расплавляя внутриреакторные конструкции и корпус реактора, вытекает за его пределы, и вследствие сохраняющегося в нем остаточного тепловыделения, может нарушить целостность герметичной оболочки АЭС - последнего барьера на пути выхода радиоактивных продуктов в окружающую среду.
Для исключения этого необходимо локализовать вытекший из корпуса реактора расплав активной зоны (кориум) и обеспечить его непрерывное охлаждение, вплоть до полной кристаллизации. Эту функцию выполняет устройство локализации расплава, которое предотвращает повреждения герметичной оболочки АЭС и тем самым защищает население и окружающую среду от радиационного воздействия при тяжелых авариях ядерных реакторов.
Ферма-консоль защищает корпус, внутренние коммуникации УЛР от разрушения со стороны кориума и является опорой для направляющей плиты, которая передает статические и динамические воздействия на ферму-консоль, раскрепленную в шахте реактора. Ферма-консоль также обеспечивает работоспособность направляющей плиты в случае ее разрушения.
Предшествующий уровень техники
Известен способ [1, 2, 3, 4] изготовления фермы-консоли УЛР, заключающийся в том, что формируют кольцевые обечайки различных диаметров, которые сваривают друг с другом посредством ребер. К верхней и нижней частям указанной сварной конструкции приваривают кольцевые плиты.
Недостатком такого способа изготовления фермы-консоли УЛР является то, что после сварки, ферма-консоль УЛР имеет равную прочность во всех радиальных направлениях. При воздействии запроектных ударных нагрузок со стороны направляющей плиты, принимающей на себя одновременно термомеханические и термохимические воздействия со стороны расплава активной зоны и ударные воздействия со стороны разрушенного днища корпуса реактора, ферма-консоль разрушается не по заданным направлениям, а случайным образом, определяемым процессом изготовления и характером термических обработок сварных соединений. Для несущих элементов фермы- консоли УЛР и элементов раскрепления фермы-консоли УЛР в шахте реактора такие воздействия разрушительны при их большой интенсивности, что связано с действием запроектного давления внутри корпуса реактора, превышающего проектное остаточное давление, которое на момент разрушения днища корпуса должно установиться как результат действий по управлению тяжёлой запроектной аварией.
Раскрытие изобретения
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности устройства локализации расплава.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание способа изготовления фермы-консоли УЛР, обеспечивающего прогнозируемое разрушение несущих элементов при запроектных авариях, сейсмических воздействиях на шахту реактора и ударных воздействиях на ферму-консоль со стороны направляющей плиты.
Поставленная задача решается за счет того, что способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава, согласно изобретению, осуществляют таким образом, что формируют две симметричные части фермы- консоли, каждую из которых выполняют из внешней, средней, внутренней полуобечаек, соединенных друг с другом силовыми радиальными и параллельными ребрами, а также верхней и нижней полукруглыми силовыми плитами, посредством сварки, с образованием параллельных и радиальных секторов, после чего, указанные две симметричные части соединяют друг с другом посредством сварки в зоне двух параллельных секторов, расположенных на одной декартовой оси, таким образом, что верхнее горизонтальное соединение соединяет верхние полукруглые силовые плиты, нижнее горизонтальное сварное соединение соединяет нижние полукруглые силовые плиты, вертикальные внешний, внутренний и средний сварные соединения соединяют внешние, внутренние и средние полуобечайки.
Применение способа изготовления фермы-консоли УЛР позволяет обеспечить конструктивную неравномерность между её несущими элементами, в результате чего, при тепловых расширениях, локализация наибольших деформаций фермы-консоли происходит между параллельными силовыми ребрами вдоль той радиальной оси, вдоль которой расположены сварные соединения, соединяющие две симметричные части фермы-консоли.
Дополнительно, при осуществлении способа изготовления фермы- консоли устройства локализации расплава, согласно изобретению, толщину верхнего и нижнего горизонтальных сварных соединений и вертикальных внешнего, среднего и внутреннего сварных соединений выполняют меньше толщины основного металла и других сварных соединений, что позволяет усилить неравнопрочность несущих элементов фермы-консоли, обеспечивая максимальную концентрацию напряжений в зоне расположения сварных соединений меньшей толщины.
Дополнительно, при осуществлении способа изготовления фермы- консоли устройства локализации расплава, согласно изобретению, вертикальные внешний, внутренний и средний сварные соединения выполнены частично, при этом к внешнему и внутреннему вертикальным сварным соединениям, а также к верхнему и нижнему горизонтальным сварным соединениям присоединены накладные пластины.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображено устройство локализации расплава с фермой- консолью, выполненное в соответствии с заявленным изобретением.
На фиг.2 изображена ферма-консоль устройства локализации расплава, изготовленная в соответствии с заявленным изобретением.
На фиг.З изображена одна из двух симметричных частей фермы-консоли устройства локализации расплава, выполненная в соответствии с заявленным изобретением.
На фиг. 4 изображена ферма-консоль устройства локализации расплава, выполненная в соответствии с заявленным изобретением (соединение двух симметричных частей).
На фиг. 5 изображена ферма-консоль устройства локализации расплава, выполненная в соответствии с заявленным изобретением (соединение двух симметричных частей с размещением накладных пластин на сварных соединениях).
Варианты осуществления изобретения
Как показано на фиг. 1, устройство локализации расплава содержит направляющую плиту (1), установленную под корпусом (2) ядерного реактора и опирающуюся на ферму-консоль (3). Под фермой-консолью (3) установлен корпус (4) с наполнителем (7) для приема и распределения расплава. В верхней части корпуса (4) выполнен фланец (5), снабженный тепловой защитой (6). Наполнитель (7) состоит из нескольких установленных друг на друга кассет (8), каждая из которых содержит одно центральное и несколько периферийных отверстий (9). Ферму-консоль устройства локализации расплава изготавливают следующим образом.
Как показано на фиг. 2, посредством сварки изготавливают одну из двух симметричных частей (28) фермы-консоли УЛР. На фиг. 2 показана только одна из двух симметричных частей фермы-консоли УЛР, т.к. другая часть имеет такую же конструкцию. Каждая симметричная часть (28) фермы-консоли УЛР состоит из следующих несущих элементов: верхней полукруглой силовой плиты (19), нижней полукруглой силовой плиты (20), внешней, внутренней и средней силовых полуобечаек (16), (17), (18), а также силовых ребер (15). Все указанные несущие элементы образуют силовой каркас (13) фермы-консоли УЛР.
Две сформированные симметричные части фермы-консоли УЛР соединяют посредством сварных соединений таким образом, что верхнее горизонтальное сварное соединение (26) соединяет между собой две верхние полукруглые силовые плиты (19), нижнее горизонтальное сварное соединение (27) соединяет две нижние полукруглые силовые плиты (20), а вертикальные внешнее, внутреннее и промежуточное сварные соединения (12), (22), (24) соединяют внешнюю, среднюю и внутреннюю полуобечайки (16), (17), (18), соответственно. В этом случае, горизонтальные сварные соединения (26), (27), располагаясь в одном сечении, и вертикальные сварные соединения (12), (22), (24), располагаясь также в одном сечении, обеспечивают конструктивную неравномерность по отношению к остальным элементам фермы-консоли УЛР, что позволяет локализовать наибольшие деформации несущих элементов фермы-консоли УЛР при тепловых расширениях в створе между параллельными силовыми рёбрами (15), вдоль которых расположены сварные соединения.
В одном из вариантов реализации изобретения, толщины (В) горизонтальных сварных соединений (26), (27) и вертикальных сварных соединений (12), (22), (24), соединяющих две симметричные части (28) фермы- консоли УЛР, выполняют меньшими, чем толщины (А) основного металла и других сварных соединений, используемых для изготовления каждой из двух симметричных частей (28).
Для сохранения ударной прочности силового каркаса (13) коэффициент (U), равный отношению общей толщины сварного соединения (В) к толщине основного свариваемого металла (А), должен составлять:
0,8<(U=B/A)<l,0
При значениях U=l,0 происходит усиление эффекта локализации тепловых расширений силового каркаса (13), а при значениях ГКО, 8 не обеспечивается ударная прочность сварных соединений силового каркаса (13).
В ещё одном из вариантов реализации изобретения, сварку силового каркаса (13), состоящего из двух симметричных частей (28) осуществляют таким образом, что верхнее горизонтальное сварное соединение (26) соединяет между собой верхние полукруглые силовые плиты (19), нижнее горизонтальное сварное соединение (27) соединяет нижние полукруглые силовые плиты (20), а внешняя, внутренняя и средняя силовые полуобечайки (16), (17), (18) соединены частично посредством вертикальных сварных соединений.
В этом случае для сохранения ударной прочности необходимо, чтобы значения коэффициента (W) равного отношению общей площади реального сварного соединения (F), включающего реальные верхние и нижние горизонтальные сварные соединения (26), (27) и реальные вертикальные сварные содинения (12), (22), (24), к общей теоретической площади возможного сварного соединения (Q), выполненного по замкнутому контуру и соединяющего между собой все верхние и нижние полукруглые силовые плиты (19), (20) и полуобечайки (16), (17), (18), удовлетворяли следующему соотношению:
0,75<(W=F/Q)<l,0
При значениях W=l,0 происходит усиление эффекта локализации тепловых расширений силового каркаса (13), а при значениях W<0,75 не обеспечивается ударная прочность сварных соединений силового каркаса (13). Для увеличения ударной прочности и выполнения критерия 0,75<W<l,0 сверху к сварным соединениям (12), (22), (26), (27) присоединяются накладные пластины (11), увеличивающие площадь указанных сварных соединений между двумя симметричным частями (28) силового каркаса (13).
Как показано на фиг. 3 - 5, каждая из двух симметричных частей силового каркаса фермы-консоли устройства локализации расплава содержит радиальные силовые рёбра (14), параллельные силовые рёбра (15), внешнюю силовую полуобечайку (16), внутреннюю силовую полуобечайку (17), среднюю силовую полуобечайку (18), верхнюю силовую полукруглую плиту (19), нижнюю силовую полукруглую плиту (20). В средней силовой обечайке (18) и в верхней силовой полукруглой плите (19) могут быть выполнены отверстия
(23) для выхода пара. С внешней стороны внешней силовой полуобечайки (16) установлены лапы-опоры (21) с якорными рёбрами (10).
Ферма-консоль устройства локализации расплава, изготовленная посредством заявленного способа, функционирует следующим образом.
При совместных запроектных тепловых и механических воздействиях на силовой каркас (13) со стороны, как зеркала расплава, так и со стороны направляющей плиты (1), возникает опасность неконтролируемого разрушения силового каркаса (13). Для исключения этого явления, силовой каркас (13) фермы-консоли сваривают из двух симметричных частей (28) с помощью верхних и нижних горизонтальных сварных соединений (26), (27) и внешних, внутренних и промежуточных вертикальных сварных соединений (12), (22),
(24), которые в совокупности обеспечивают меньшую прочность, чем прочность основного металла и сварных соединений каждой из симметричных частей (28) силового каркаса (13).
При изготовлении фермы-консоли из двух симметричных частей (28), для того, чтобы удержать обе указанные части (28) в проектном положении и не обрушить удерживаемое ими оборудование и материалы в корпус (4) УЛР, обе части (28) силового каркаса (13) независимо раскрепляют, ограничивая их произвольное перемещение. Для этой цели применяются лапы-опоры (21), обеспечивающие раздельное фиксирование каждой части (28) силового каркаса (13).
При ударных воздействиях большой интенсивности применение лап-опор (21) обеспечивает равномерное распределение усилий на шахту (25) реактора со стороны силового каркаса (13) за счёт формирования необходимой площади взаимодействия лап-опор (21) с бетоном шахты (25) реактора, подвергающихся волновому нагружению. При применении лап-опор (21) волновые нагрузки, передаваемые со стороны внешней силовой обечайки (16) на лапы опоры (21), распределяются по объёму бетона шахты (25) реактора, а сами лапы-опоры (21) являются устойчивыми к локальным волновым нагрузкам, и при ударных нагрузках большой интенсивности не разрушаются сами и не приводят к потере прочности бетона шахты (25) реактора.
В момент разрушения корпуса (2) ядерного реактора расплав активной зоны под действием гидростатического и остаточного давлений начинает поступать на поверхность направляющей плиты (1), удерживаемой фермой- консолью (3). Расплав, стекая по направляющей плите (1), нагревает и частично расплавляет её. Характер взаимодействия расплава с направляющей плитой (1) и результаты этого взаимодействия в значительной степени зависят от давления в корпусе реактора (2), которое делится на две категории: проектное и запроектное.
К проектному давлению относится давление парогазовой среды в корпусе (2) реактора, не превышающее остаточного давления после выполнения мероприятий по снижению давления при протекании тяжёлой запроектной аварии. К запроектному давлению относится любое давление, превышающее остаточное давление, и возникающее при неконтролируемом поступлении воды в корпус (2) реактора при разрушении активной зоны или давление, установившееся в корпусе (2) реактора, при неполном выполнении мероприятий по снижению давления.
При проектном давлении внутри корпуса (2) реактора происходит более длительное двухстадийное истечение расплава: сначала, в основном, металлической части расплава, а затем - его оксидной части. Это более длительное истечение расплава на направляющую плиту (1) не приводит к секторному разрушению направляющей плиты (1) и фермы-консоли (3).
При запроектном давлении внутри корпуса (2) реактора возможно быстрое одностадийное струйное напорное истечение расплава, сопровождающееся быстрым аксиальным увеличением отверстия истечения расплава из корпуса (2) реактора. В этом случае, если ранее не произойдёт разрушения днища корпуса (2) реактора, спутная струя расплавленных металлов и оксидов может вырезать сквозной по высоте 60° сектор в горизонтальной плоскости в направляющей плите (1) и вступить в прямое взаимодействие с фермой-консолью (3). Силовой каркас (13) обеспечивает прочность и устойчивость фермы-консоли (3) при вертикальном сквозном разрушении 60° сектора фермы-консоли (3) в горизонтальной плоскости.
При значительных тепловых воздействиях на силовой каркас (13) со стороны зеркала расплава наибольшие тепловые деформации возникают во внутренней силовой обечайке, выполненной из соединенных друг с другом внутренних силовых полуобечаек (17) и в верхней силовой плите, выполненой из соединенных друг с другом полукруглых силовых плит (19). Силовой каркас (13) за счёт азимутальной несимметричности, обеспеченной чередованием радиальных и параллельных силовых рёбер (14), (15), способен термические деформации, возникающие во внутренней силовой обечайке, выполненной из соединенных друг с другом внутренних силовых полуобечаек (17), и в верхней силовой плите (19), выполненой из соединенных друг с другом полукруглых силовых плит (19), локализовать в створе между параллельными силовыми рёбрами (15). Элементы силового каркаса (13) фермы-консоли (3), а именно, параллельные силовые ребра (15), радиальные силовые ребра (14), внутренняя, средняя и внешняя силовые полуобечайки (16), (17), (18), а также верхняя и нижняя силовые полукруглые плиты (19), (20) могут быть выполнены из стали марки 09Г2С.
Толщина силовых плит (19), (20) равна 60 мм.
Суммарная толщина двухсторонних горизонтальных сварных соединений двух частей (28) фермы-консоли равна 50 мм с 10 мм зазором между сварными соединениями.
Толщина вертикальных двухсторонних сварных соединений (22), соединяющих две части (28) фермы-консоли, равна 50 мм с 10 мм зазором между сварными соединениями.
Толщина вертикальных односторонних сварных соединений (12), (24) накладных пластин (21) равна 2x30 мм с зазором между сварными соединениями парных пластин от 20 до 80 мм.
Толщина накладных пластин (11) равна 20 мм.
Таким образом, применение способа изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава позволило обеспечить прогнозируемое разрушение несущих элементов фермы-консоли при запроектных авариях, сейсмических воздействиях на шахту реактора и ударных воздействиях на ферму-консоль со стороны направляющей плиты, и как следствие, повысить надежность УЛР.
Источники информации:
1. Патент РФ № 2576517, МПК G21C 9/016, приоритет от 16.12.2014 г.;
2. Патент РФ № 2576516, МПК G21C 9/016, приоритет от 16.12.2014 г.;
3. Патент РФ № 2575878, МПК G21C 9/016, приоритет от 16.12.2014 г.;
4. Устройство локализации расплава для АЭС с ВВЭР- 1200, И. А. Сидоров, 7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Россия, 17-20 мая 2011 г.

Claims

Формула изобретения
1. Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава, характеризующийся тем, что формируют две симметричные части фермы-консоли, каждую из которых выполняют из внешней, средней, внутренней полуобечаек, соединенных друг с другом силовыми радиальными и параллельными ребрами, а также верхней и нижней полукруглыми силовыми плитами, посредством сварки, с образованием параллельных и радиальных секторов, после чего, указанные две симметричные части соединяют друг с другом посредством сварки в зоне двух параллельных секторов, расположенных на одной декартовой оси, таким образом, что верхнее горизонтальное соединение соединяет верхние полукруглые силовые плиты, нижнее горизонтальное сварное соединение соединяет нижние полукруглые силовые плиты, вертикальные внешний, внутренний и средний сварные соединения соединяют внешние, внутренние и средние полуобечайки.
2. Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава по п. 1, характеризующийся тем, что толщину верхнего и нижнего горизонтальных сварных соединений и вертикальных внешнего, среднего и внутреннего сварных соединений выполняют меньше толщины основного металла и других сварных соединений.
3. Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава по п. 1, характеризующийся тем, что вертикальные внешний, внутренний и средний сварные соединения выполнены частично, при этом к внешнему и внутреннему вертикальным сварным соединениям, а также к верхнему и нижнему горизонтальным сварным соединениям присоединены накладные пластины.
PCT/RU2022/000400 2021-12-29 2022-12-28 Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава WO2023128809A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280084518.0A CN118369736A (zh) 2021-12-29 2022-12-28 制造用于熔体定位装置的悬臂桁架的方法
KR1020247018294A KR20240097902A (ko) 2021-12-29 2022-12-28 용융 위치 측정 장치용 콘솔 트러스의 제조 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021139690A RU2777423C1 (ru) 2021-12-29 Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава
RU2021139690 2021-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023128809A1 true WO2023128809A1 (ru) 2023-07-06

Family

ID=86999990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/000400 WO2023128809A1 (ru) 2021-12-29 2022-12-28 Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20240097902A (ru)
CN (1) CN118369736A (ru)
WO (1) WO2023128809A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442065A (en) * 1980-12-01 1984-04-10 R & D Associates Retrofittable nuclear reactor core catcher
RU2165107C2 (ru) * 1999-06-02 2001-04-10 Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ Система защиты защитной оболочки реакторной установки водо-водяного типа
RU100327U1 (ru) * 2010-06-17 2010-12-10 Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") Устройство локализации расплава
RU2575878C1 (ru) * 2014-12-16 2016-02-20 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа
RU2576517C1 (ru) * 2014-12-16 2016-03-10 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа
RU2749995C1 (ru) * 2020-11-10 2021-06-21 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442065A (en) * 1980-12-01 1984-04-10 R & D Associates Retrofittable nuclear reactor core catcher
RU2165107C2 (ru) * 1999-06-02 2001-04-10 Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ Система защиты защитной оболочки реакторной установки водо-водяного типа
RU100327U1 (ru) * 2010-06-17 2010-12-10 Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") Устройство локализации расплава
RU2575878C1 (ru) * 2014-12-16 2016-02-20 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа
RU2576517C1 (ru) * 2014-12-16 2016-03-10 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа
RU2749995C1 (ru) * 2020-11-10 2021-06-21 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I.A. SIDOROV: "7th International Scientific and Technical Conference", 17 May 2011, OKB GIDROPRESS, article "Ensuring Safety of NPPs with WWER"
S.A. FRIESEN, L.A. LYAKISHEV: "PRIMENENIE SPIR DLIA OBOSNOVANIYA PROCHNOSTI I OPREDELENIYA NESUSHCHEI SPOSOBNOSTI OPORNOI KONSTRUKTSII REAKTORA VVER440 3 BLOKA KOLSKOI AES. [APPLICATION OF SPIR TO JUSTIFY THE STRENGTH AND DETERMINE THE LOAD-LOADING CAPACITY OF THE SUPPORTING STRUCTURE OF THE VVER440 REACTOR 3 UNIT OF THE KOLA NPP", NAUCHNO-TEKHNICHESKAYA KONFERENTSIYA MOLODYKH SPETSIALISTOV [SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE OF YOUNG SPECIALISTS; MARCH 16-17, 2011], OKB ''GIDROPRESS, 16 March 2011 (2011-03-16) - 17 March 2011 (2011-03-17), pages 1 - 8, XP009547939 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN118369736A (zh) 2024-07-19
KR20240097902A (ko) 2024-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11437157B2 (en) Device for confining nuclear reactor core melt
US11688523B2 (en) System for confining and cooling melt from the core of a water-moderated nuclear reactor
JP7332844B2 (ja) 原子炉の炉心溶融物のローカライズ装置
US20230154633A1 (en) System for confining and cooling melt from the core of a nuclear reactor
US20230005629A1 (en) System for confining and cooling melt from the core of a nuclear reactor
RU2777423C1 (ru) Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава
WO2023128809A1 (ru) Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава
EP4246534A1 (en) System for confining and cooling melt from the core of a nuclear reactor
RU2771264C1 (ru) Ферма-консоль устройства локализации расплава
CA3191248A1 (en) Corium localizing and cooling system of a nuclear reactor
JP6590492B2 (ja) 原子炉格納容器、及び原子炉格納容器の施工方法
CA3066161C (en) Reactor molten core localization device
RU2771463C1 (ru) Опорная система корпуса устройства локализации расплава
JP7494384B2 (ja) 原子炉における炉心溶融物の局在化および冷却のためのシステム
EA045164B1 (ru) Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора
RU2165106C2 (ru) Система защиты защитной оболочки реакторной установки водо-водяного типа
JP2023519773A (ja) 原子炉の炉心溶融物の位置特定と冷却のためのシステムのガイド装置
KR20230125195A (ko) 원자로 노심 용융 코어 캐쳐 및 냉각 시스템
EA044917B1 (ru) Направляющее устройство системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора
EA043199B1 (ru) Устройство локализации расплава активной зоны ядерного реактора
Schively FAST FLUX TEST FACILITY. CONCEPTUAL COMPONENT DESIGN DESCRIPTION FOR THE REACTOR VESSEL AND SHIELD COMPONENT NO. 32.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22916879

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112024012695

Country of ref document: BR