Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

время при таких давлениях подобрать состав грунта по размерам частиц (камни, щебень, песок), при котором начальная пористость составит не более 10 %, не слишком сложно. Тогда для первых оценок можно принять: . П^ах-0,1; n i = 0,05;

на сравнительно медленные смещения корпуса А^рд грунт на расстоянии г от центра КВС будет отвечать собственными медленными смещениями

грунт

(6.24)

на быстрые смещения корпуса (если таковые возникнут по неучтенным причинам) грунт будет отвечать медленными смещениями с амплитудой даже меньшей, чем следует из формулы (6.24).

Исходя из этих предположений, в табл. 6.1 приводятся максимальные смещения грунта, его объемы и массы, вовлеченные в движение, объемы пустот и массы кислорода, содержащегося в воздухе этих пустот {Mq ) на разных расстояниях г от центра КВС 10. При оценках принято среднее значение пористости Пер = 0,07.

Таблица 6.1

Характеристики смещений и объемов насыпного грунта на разных расстояниях от центра КВС

Расстояние

от центра КВС г, м

Максимальное ожидаемое смещение грунта А/квс > мм

Аналогичное смещение при испытательном взрыве в скальной породе r, мм

1000

Дополнительный.объем грунта, млн м

Объем пустот V y ,Tbic.M

2100

7000

Масса кислорода Mq в пустотах, т

2000

Сведениями о( воспользуемся при ТИМ, что приводив! ском воздействии I дополнительного к Например, перемен

Приведенные легко компенсиру! имею!цих свобод! Перемещения за сч от теплового разо! последние, переме без дополнительны

6.9.4. Гипотет

Начало парагр внезапного разруш( в корпусе образова натрия первого кон

Этот натрий и способен отдавать ным содержанием

Заполняя пуст или массу порода счет те!!ла натрия !

где PNa Ргрунт - ветственно; Ср

грунт

Если конечная

туру плавления нат Оно продлится до грева и химически до Гдд. Упомянул и теплопроводност Некоторые химичес



г

змерам частиц (камни, гавит не более 10 %, ъ:

[J грунт на расстоянии (1и смещениями

(6.24)

лшут по неучтенным и с амплитудой даже

;я максимальные сме-:ение, объемы пустот [Mq ) на разных рас-

цнее значение порис-

Таблица 6.1

>го грунта

! 12

2100

7000

2000

Сведениями об объемах грунта и пустот, прилегающих к корпусу КВС, мы воспользуемся при обсуждении аварийных ситуаций с натрием. Здесь же отметим, что приводившиеся ранее оценки перемещений и ускорений при сейсмическом воздействии КВС, без учета прочности корпуса и демпфирующего влияния дополнительного корпуса и насыпного грунта, оказались сильно завышенными. Например, перемещения оказались завышенными в ~7 раз, а ускорения в ~5 раз.

Приведенные в табл. 6.1 перемещения даже на границе корпуса и грунта легко компенсируются в стальных конструкциях (например, трубопроводах), имеющих свободную (не связанную жестко с грунтом) длину в 2...3 метра. Перемещения за счет сейсмического действия взрыва меньше, чем перемещения от теплового разогрева трубопроводов. Коль скоро удается скомпенсировать последние, перемещения от взрывных вздохов мастодонта компенсируются без дополнительных устройств.

6.9.4. Гипотетическая трещина. Металлобетон -ступень безопасности

Начало параграфа (п. 6.9.1) бьшо посвящено обоснованию невозможности внезапного разрушения железобетонного корпуса КВС. И все-таки допустим, что в корпусе образовалась трещина, в которую устремились -100 тыс. тонн жидкого натрия первого контура.

Этот натрий имеет температуру Гда^ = 550 °С и до полного затвердевания способен отдавать энергию, переданную ему в циклах теплопередачи, с объемным содержанием цикл ~ 0>6 ГДж/м^.

Заполняя пустоты, каждый кубометр натрия обволакивает объем ~1/П, или массу породы р/П, отдавая свое тепло. Повышение температуры породы за счет тепла натрия произойдет приблизительно на

цикл

грунт

П = 400П,

(6.25)

где pjvjjj, Ргрунт - плотность натрия (1000 кг/м ) и грунта (-2000 кг/м ) соот-

ветственно; Ср =0,751 КДж-кг к

- теплоемкость грунта.

Если конечная температура грунта (Т'грунт = Т'нач + не превысит температуру плавления натрия (Г^д ~ 98 °С), то произойдет самозакупоривание пустот .

Оно продлится до тех пор, пока за счет теплопроводности, радиационного разогрева и химических взаимодействий объем с застывшим натрием не прогреется до Гдд. Упомянутые процессы имеют разную скорость. Радиационный разогрев

и теплопроводность - процессы более медленные, чем прогрев щебня натрием. Некоторые химические реакции будут рассмотрены в следующем параграфе.



Пока, отвлекаясь от этих процессов, можно оценить более точно, чем по (6.25) пористость, ниже которой натрий будет застывать, заполняя пустоты полностью. Назовем эту пористость критической и оценим ее как

Ргрунт фунт (пл Na нач. грунт )

-0,18,

(6.26)

PNa Сра (нач Na пл Na ) + Япл Na PNa = 20 °С - начальная температура грунта; Гд jvj =550 °С - на-

нач. грунт

чальная температура натрия; = 0,12 МДж/кг - удельная теплота плавле-

ния натрия.

Напомним, что дополнительное энерговыделение теплоносителя обусловлено в основном радиоактивностью Na (подробнее см. в § 5.2) с периодом полураспада 15 ч. Учитывая более высокую стоимость лития, а также радиоактивность осколков деления, вряд ли удастся сделать дополнительное энерговыделение много меньше энерговыделения в цикле теплопередачи. Поэтому минимальное удельное энергосодержание теплоносителя можно принять равным

/ноли mm

= 2?пикл = Ь2 МДж/кг,

а максимальное считать

1лн max

= 10? икл = 6 МДж/кг.

Это означает, что с учетом радиационного разогрева критическая пористость будет от ~9 до ~2 % в зависимости от состава теплоносителя.

Если пористость породы выше критической, закупоривание не произойдет. Натрий, охладившийся в ближних к корпусу слоях породы, вытечет в следующие, оставив в ближних пустотах некоторую часть в жидком виде. При последующем перетекании значение (7 Ha4Na ~nflNa) формуле (6.25) уменьшится,

и полное заполнение пустот все равно может реализоваться и при пористостях, значительно превышающих оцененные, исходя из начального (по температуре

и содержанию Na) состояния теплоносителя.

Так или иначе, жидкий натрий из корпуса КВС окажется закупоренным натриевым бетоном . Если пробка находится достаточно далеко от щели в корпусе (напомним, мы не придумали механизма образования такой гипотетической щели), например, в десятках метров, то пройдут годы, пока за счет теплопередачи внешние слои теплоносителя смогут вновь расплавиться.

Но, если учесть химическое взаимодействие натрия с кислородом и водой, такое утверждение не полностью верно.

Натриевые pea десятков лет. Их с кислородом, так из основных аргум( вые теплоносители

Опасности от в КВС в десятки ра; воздействия, да ещ используют и хоро на нефтегазовых ме

Тем не менее х трия создают Henpei

6.10.1. Горение

На единицу прс ко же натрия, сколь агрегаты КВС (тепл агрегатов АЭС, тру петле энергопередач

Но таких пете; Естественно, вероят

Если признать неприемлемой из-з;

предпринима!

заранее планр возгорание все-таю

Первая мера Х( трубопроводы с Ж! кислорода за счет i газом [50].

Сооружение К защиты. Трубопров дельных, изолирова ротами. Натрий зап мени. Продукт гор( воздуха кислород б; доступ кислорода к кислород инертным

Если система а вующей петли (пе



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов