Наружная защитная оболочка.

Наружная железобетонная оболочка предназначена для защиты систем и элементов реакторного здания от непосредственного воздействия внешних природных и техногенных особых воздействий, таких как падение самолета массой до 20 т, внешняя воздушная ударная волна с давлением во фронте 10 кПа, экстремальные ветровые и климатические воздействия повторяемостью раз в 10000 лет, ураганы, смерчи (торнадо), волны цунами, падение вентрубы, максимальное расчетное землетрясение, а так же для создания вентилируемого зазора и сбора протечек.

Наружная защитная оболочка выполнена в виде цилиндра с полусферическим куполом из монолитного железобетона.

Внутренняя поверхность наружной оболочки покрывается эффективным полимерным покрытием, обеспечивающим требуемую степень герметичности оболочки.

Внутренняя защитная оболочка.

Внутренняя оболочка предназначена для удержания в предусмотренных проектом границах радиоактивных веществ, вышедших в процессе аварии, и обеспечения условий функционирования оборудования реакторной установки. Поэтому внутренняя оболочка рассчитана на восприятие нагрузок, вызванных аварией с разрывом главного циркуляционного трубопровода (максимальная проектная авария), экстремальной температуры, а также динамических нагрузок, передаваемых через опорные конструкции внутренней оболочке (сейсмических, падения самолета, воздушной ударной волны).

В современных решениях на АЭС водо-водяными реакторами под давлением оболочка выполняется обязательно двойной: внешняя - железобетонная цилиндрическая толщиной около 800 мм, внутренняя, рассчитанная на избыточное давление до 0,5 МПа металлическая (цилиндрическая или сферическая) толщиной 40-45 мм или преднапряженная железобетонная толщиной до 1200 мм.

Виды оболочек:

а) Двойные металло-железобетонные цилиндрические оболочки;

б) Сферические оболочки

Рис. 4.29. Сталебетонная предварительно напряженная оболочка:

1 — внешняя железобетонная оболочка; 2 — внутренняя сталь­ная предварительно напряженная оболочка; 5 — обстройка; 4— круговой кран; 5 — железобетонная кольцевая стенка (защит­ный экран); 6 — кольцевое пространство между оболочками

Рис. 1.16. Схема реакторного отделения АЭС с реактором PWR с внутренней металлической сферической оболочкой и внешней железобетонной цилиндрической с полусферическим куполом. 1 – реактор; 2 – парогенератор; 3 – компенсатор объема; 4 – главный циркуляционный насос; 5 – бассейн выдержки тепловыделяющих сборок; 6 – защитные конструкции; 7 – транспортный шлюз; 8 – кран; 9 – металлическая сферическая оболочка; 10 – железобетонная оболочка

Металлические защитные оболочки по сравнению с ж/б имеют ряд преимуществ. Расчетные нагрузки на оболочку вызывают в ее элементах в основном растягивающие усилия, для восприятия которых ж/б менее целесообразен, чем металл. Кроме того, на изготовление и монтаж металлических защитных оболочек требуется значительно меньше времени. Известны защитные металлические оболочки различных конструктивных форм. Наилучшей является оболочка в виде шара, однако наибольшее распространение получили цилиндрические оболочки с вертикальными стенками и полусферические или полуэллипсоидальными покрытиями. Металлическая оболочка является несущей конструкцией. Для защиты от гамма – излучений используют ж/б экран с конструктивным армированием.

Схемы конструкций металлических защитных оболочек с различным расположением железобетонного экрана биологической защиты по отношению к металли­ческой оболочке:

а – с наружной стороны; б – с наружной и внутренней сторон;

в – с внутренней стороны, подкрановая балка опирается на же­лезобетонный экран биологической защиты; г – то же, подкрановая балка опирается на металлическую оболочку

Недостатки металлической оболочки:

– трудность при сваривании металла оболочки из-за большой толщины и высоких требований к газонепорницаемости

Преимущества:

­– высокая непроницаемость для аэрозолей и жидкостей

Рис. Схема расположения каналообразователей; 1 – армокаркас; 2 – скользящая опалубка; 3 – полиэтиленовый каналообразователь цилиндрической части; 4 – полиэтиленовый каналообразователь купола

16. Специальные виды покрытий, материалы облицовок (полы, стены, потолки), применяемые в помещениях строгого режима АЭС. Причины использования тех или иных покрытий материалов

В помещениях зоны контролируемого доступа существует вероятность попадания радиоактивного загрязнения на различные участки стен, полов и потолка. Для того, чтобы это загрязнение не проникло в бетон (очень трудно вывести) существуют различные защитные покрытия, позволяющие дезактивировать загрязненные поверхности с помощью водных растворов, специальных моющих средств, иногда растворов щелочей.

1)Горизонтальных поверхностей не должно быть, для того, чтобы они не собирали радиоактивную пыль

2) Углы между полом и стеной сглаживаются

3) По бетонным стенам и потолкам наносится многослойное полимерное покрытие из эпоксидных, эпоксидно-силиконовых, эпоксидно-каменоугольных и других эмалей, предохраняющее бетон от попадания радиоактивных веществ и позволяющее периодически проводить дезактивацию поверхности водой, растворами кислот и щелочей (поверхность с высокой стойкостью к растворам, используемым для дезактивации помещения). Полы применяются наливные (эпоксидно-каучуковые).

Помещения зоны строгого режима облицовываются сталью, если:

- по проекту необходимо сохранить небольшую толщину стены и оставить на должном уровне ее непроницаемость (обеспечить герметичность – особо надежный барьер на пути газообразных и жидких радиоактивных веществ, которые присутствуют или могут появиться в помещении)

- уже при эксплуатации станции дозиметристы заметили, что в каком-то помещении повышенный фон (вследствие например образования пустот в ребристых плитах несъемной опалубки при бетонировании)

- в помещениях, где существует опасность залива радиоактивным раствором, пол облицовывается стальным листом с проверкой герметичности. Лист заводится и закрепляется в стену на 200 мм выше, чем предполагаемый уровень залива.

Также облицовывается сталью с внутренней стороны контайнмент с целью увеличить его непроницаемость.

В труднодоступных местах и местах с агрессивными средами, как например бассейн выдержки отработанных ТВЭЛ, в качестве облицовки используется нержавеющая сталь (например, бассейн выдержки отработанного топлива имеет двойную облицовку, внутренняя – нержавеющая сталь).

Под радиационной стойкостью понимают свойство сохранять характеристики (механические и т.д.) в условиях воздействия высоких потоков нейтронов. Нержавеющие стали используются в качестве покрытия обычных низкоуглеродистых сталей или в качестве основного материала для несущих или самонесущих элементов. Легированные и высоколегированные стали плохо сопротивляются динамическим нагрузкам, поэтому основным материалом для корпуса реактора являются низколегированные стали.

Требование к покрытиям и облицовке: поверхность не должна адсорбировать жидкости и должна легко поддаваться дезактивации, т.е. очистке.

В зависимости от назначения помещения, от вида оборудования и возможных последствиях в случае аварии поверхности облицовываются нержавеющей сталью. Также возможно выполнять облицовку из обычной углеродистой стали с последующей дробиструйной или пескоструйной очисткой, обезжириванием и многослойным (4-5 слоев) покрытием эмалью на основе эпоксидных смол.

Часто облицовка выполняет функции герметизирующего слоя и при сварке швы подвергаются тщательному осмотру на герметичность. В остальных помещениях зоны строгого режима (помещениях, где возможно воздействие радиационных факторов на людей) поверхности выполняются из бетона с многослойным покрытием лаками и эмульсиями. Помимо обычного бетона используются специальные защитные бетоны.