ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проектирование радиационной защиты реактора из "Защита от излучений ядернотехнических установок. Т.2 " Проектирование радиационной защиты реакторов — комплексный многоступенчатый процесс, состоящий из взаимозависимых этапов и включающий выбор материалов защиты, компоновку защиты, ее конструирование. При этом необходимо учитывать соображения безопасности, экономики и эксплуатационные требования. Неотъемлемой составной частью всех этапов проектирования является анализ полей излучения в защите, проводимый с той или иной степенью подробности и точности. [c.73] Принципы проектирования защиты реактора, естественно, зависят от типа реактора и его назначения. Они, например, могут сильно различаться для энергетического и исследовательского реакторов [1]. Поэтому для конкретности далее мы будем отдавать предпочтение анализу проектирования защиты энергетических реакторов, хотя часть принципов является общей для реакторов любого назначения. Частично вопрос о требованиях. [c.73] Производственные и конструкционные требования сводятся к обеспечению требуемой чистоты, допусков, плотности, однородности, совместимости защитных материалов и их работоспособности в течение всего срока службы реактора к обеспечению возможности контроля при изготовлении и монтаже конструкций защиты, а также к обеспечению ремонтоспособности этих конструкций. [c.74] Проектирование защиты реактора — очень сложный процесс, на который оказывают влияние многие технические факторы. Например, переход к дистанционному обслуживанию отдельных помещений и выполнению некоторых операций может, с одной стороны, существенно облегчить требования к защите и тем самым повысить экономичность ЯЭУ, а с другой, это может привести к снижению надежности работы ЯЭУ в целом и тем самым косвенно снизить ее экономичность. Поэтому в каждом отдельном случае приходится рещать многочисленные задачи инженерного проектирования радиационной защиты реактора конкретно с учетом специфики данной ЯЭУ. Готовый проект защиты есть результат компромиссных рещений между весом, стоимостью, удобством эксплуатации и т. д. [c.75] Таким образом, совокупность первичной и вторичной защиты реактора выполняет функции биологической защиты реактора при его работе. [c.76] Часто необходимо внутри пространства, окруженного вторичной защитой, устанавливать дополнительную теневую защиту от наиболее интенсивно излучающих элементов оборудования. При правильном проектировании такая теневая защита может обеспечить непродолжительный доступ в часть помещения, окруженную вторичной защитой. [c.76] Толщина первичной защиты и ее эффективность ослабления излучения реактора обычно превосходят толщину вторичной защиты и соответственно эффективность последней. Однако доля первичной защиты в полном весе биологической защиты может быть, наоборот, меньше, поскольку площадь поверхности вторичной защиты намного превосходит площадь поверхности первичной. [c.76] При проектировании защиты реактора необходимо учитывать, что существенное влияние на вес, стоимость и габариты всей защиты оказывает правильная компоновка элементов обо рудования контура теплоносителя, размещенных внутри поме щения, окруженного вторичной защитой (подробнее см. гл. X) Некоторое оборудование, являющееся слабым источником излу чения, можно использовать в качестве элементов защиты реак тора. При этом следует учитывать возможность ухудшения ре монтоспособности этого оборудования из-за активации излуче нием реактора и ограничения по радиационной и тепловой стой кости отдельных частей этого оборудования. [c.77] Важный фактор, также влияющий на вес, габариты и экономические показатели защиты, — правильный выбор защитных материалов, оптимальное соотношение и взаиморасположение отдельных компонент защиты, при возможности профилирование защиты по толщине и правильный выбор ее конфигурации. [c.77] Важнейшим элементом проектирования защиты реактора является расчет полей излучения в защите. Приведем краткую характеристику различных типов излучения реактора с точки зрения их важности в проекте защиты. [c.77] Объем расчетов прохождения излучения в защите реактора зависит от особенностей конструкции ЯЭУ и стадии ее проектирования. Выбор метода расчета на каждой стадии определяется требуемой точностью. Довольно типичным можно считать следующий порядок расчета. [c.78] При определении допустимых уровней излучения в различных зонах учитывается средняя степень посещаемости персоналом различных помещений, средний уровень мощности реактора при этих посещениях. В редко посещаемых местах можно допустить довольно повышенный уровень излучения (с учетом существующих норм радиационной безопасности). После принятия допустимых уровней и простейших оценок интенсивности излучений реактора приближенно определяется (для разных направлений) кратность ослабления, которую должна обеспечить защита. [c.79] Далее с помощью простейших приближенных методов расчета с идеализацией геометрии, в ряде случаев даже не делая наиболее трудоемких расчетов интенсивности и ослабления вторичного у-излучения, производят грубую оценку (в пределе даже одногрупповую) примерной толщины защиты в основных направлениях. При этом на основании опыта проектирования и расчетов защиты ЯЭУ (может быть, даже других типов) вводится некоторый запас на пренебрежение вторичным у-излуче-нием, на возможность наличия каналов и пустот в защите. Полученные результаты позволяют скомпоновать защиту согласно выбранному типу компоновки с учетом принципов, изложенных в начале параграфа, примерной формы контура охлаждения, необходимости перегрузки реактора и различных особенностей установки. На начальной стадии проектирования защиты необходимо выявить все особенности данной установки не существуют ли какие-нибудь ограничения, обусловленные остаточной активностью нет ли необходимости в частном демонтаже какой-либо части защиты не предъявляет ли особых требований к защите система дистанционного управления и т. д. [c.79] Принятая на первой стадии проектирования компоновка защиты, естественно, будет видоизменяться по мере дальнейшего проектирования, но тем не менее она поможет определить характеристики, которые необходимо будет рассчитывать, и выбрать места расположения различных частей защиты. Материалы защиты позднее можно будет заменить другими, и эта замена, возможно, будет обусловлена рассчитанными уровнями излучения. [c.79] Весьма важная и сложная задача в проблеме проектирования защиты — расчет прохождения излучения по каналам и пустотам, которые необходимо предусматривать для различных элементов оборудования, коммуникаций и т. Д. Кроме того, при сооружении защиты всегда возникают различные зазоры и щели. Излучение, прошедшее по щелям, каналам и пустотам в защите, может стать фактором, который необходимо учитывать при расчете и последующем выборе толщины защиты. [c.80] Рассмотрев несколько вариантов конструкций первичной защиты, переходят к компоновке и расчету защиты контура теплоносителя. При этом следует попытаться выполнить компоновку оборудования так, чтобы оно само являлось частью защиты активной зоны. Те участки контура, активность теплоносителя в которых наибольшая, лучше расположить так, чтобы остальное оборудование служило им защитой. Возможно, что для этих участков будет необходима местная защита. [c.80] Определив все характеристики нескольких вариантов защиты, делают выбор окончательного варианта конструкции на основе описанных выше критериев. Для выбранного варианта защиты проводят более строгие н точные расчеты. [c.80] Реальный ход проектирования защиты реактора может оказаться намного сложнее этой идеальной схемы. Во-первых, проектирование реактора и всей ЯЭУ в комплексе выполняется в несколько этапов, различающихся глубиной и детальностью проработки. При этом происходят изменения и усложнения конструкций и иногда даже схемы установки. Эти изменения могут привести к изменениям в компоновке оборудования и защиты, к необходимости дополнительных многократных расчетов защиты. Во-вторых, при переходе к заключительным стадиям проектирования повышаются требования к детальности и точности расчетов. Как отмечается в работе [43], повышение точности расчетов поля излучения за защитой на 50%, снятие излишнего коэффициента запаса и соответствующее уменьшение толщины защиты может привести к снижению веса защиты на 2%. [c.80] В зависимости от типа реактора компоновка технологического оборудования ЯЭУ, конструкция радиационной защиты реактора, а также выбор материалов имеют специфические особенности, которые необходимо учитывать при проектировании. [c.81] Для АЭС с тепловыми реакторами и теплоносителем-водой боковая биологическая защита из бетона обычно является основным вертикальным конструктивным элементом здания, к которому примыкают различные помещения. Внутренняя часть боковой биологической защиты часто представляет собой стальной бак с водой, выполняющей одновременно роль опорной конструкции. Вместо водяного бака может быть использована засыпка из горных пород и минералов, удерживающих в своем составе при высокой температуре кристаллизационную воду, либо радиационно- и термостойкие бетоны. [c.81] Вернуться к основной статье