Устройство локализации и охлаждения кориума аварийного ядерного реактора водо-водяного типа

Полезная модель относится к ядерной энергетике, конкретно к устройствам обеспечения безопасности атомных электростанций (АЭС), а именно - к устройствам локализации и охлаждения расплавленного кориума при аварийном выходе его за пределы корпуса реактора.
Реа1аоры водо-водяного типа являются в настоящее время основой мировой ядерной энергетики. Для обеспечения их безопасности применяют системы защиты с многократным дублированием защитных функций. Наибольшую радиационную опасность представляют аварии с расплавлением активной зоны, которые могут произойти при множественном отказе систем охла}кдения 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 защитной оболочки (контайнмента) АЭС - последнего барьера на пути выхода радиоактивных продуктов в окружающую среду. Для исключения таких последствий необходимо локализовать вытекший кориум и обеспечить его непрерывное охлаждение вплоть до полной кристаллизации. Эту функцию выполняют системы локализации и охлаждения расплава активной зоны (кориума).
Предложено несколько принципиальных решений локализации и охлаждения вытекшего кориума. Рассмотрим наиболее известные из них.
Предложено размещение бассейна, заполненного водой, под ядерным реактором в шахте. Однако, при ташм решении возникает опасность парового взрыва при падении расплава в веду. Это последствие само по себе может нарушить целостность контайнмента.
Уровень техники
Предложено размещение материала-разбавителя расплава активной зоны - на основе базальта - в шахте под реактором (патент США №3,702,802). Это понизит температуру расплава и предотвратит выход расплава из подреакторной шахты. Однако, по нашему мнению, это может только замедлить процесс распространения кориума, поскольку максимальная кратность разбавления кориума принципиально офаничена располагаемым для зафузки базальта объемом бетонной шахты. Кроме того исследования системы «компоненты расплава активной зоны ящерного реактора - SJO2 (SiOa - основной компонент базальта) показали наличие в этой системе ликвации - расслаивания расплава на две жидкости с разным химическим составом, что также ограничивает возможность разбавления кориума базальтом.
Известна (патент фирмы Siemens - WO 96/31884) схема удержания расплава в ловушке, расположенной в помещении, примыкающем к бетонной шахте. Кориум растекается по большой площади, покрытой водоохлаждаемым огнеупором, и охлаждается подачей воды на поверхность расплава. Для облегчения растекания устройство снабжено расположенной под реактором предловушкой - накопителем/сборником расплава, выпуск которого в помещение растекания происходит при проплавлении плавкого затвора. Однако, это устройство недостаточно надежно - лри некоторых сценариях аварии выход расплава в помещение растекания может произойти до окончания накопления расплава активной зоны. Так как сразу после растекания расплава в помещение растекания на его поверхность подается охлаждающая вода, то, вследствие кристаллизации расплава может образоваться преграда, которая помешает растеканию последующих порций расплава. Поэтому расплав останется в предловушке, где он не охлаждается и не локализуется, так как указанные функции выполняются не в предловушке, а в ловушке кориума.
Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектноконструкторский институт «Атомэнергопроект предложил другое устройство локализации и охлаждения аварийного кориума атомного реактора водо-водяного типа (патенты РФ МПК 6 G21 С 9/016,13/10. №№ 2165106, 2165107, 2165108 и 2165652, опубл. 20.04.2001). Оно предусматривает установку в подреакторной шахте ловушки, стенки которой выполнены в виде водоохлаждаемого кольцевого теплообменника. Расплав вытекает в ловушку с водоохлаждаемыми стенками.
Ловушка заполнена крупноячеистыми жертвенными материалами. Назначение последних:
а)защитить стенки ловушки от механических и/или тепловых ударов в момент поступления кориума в ловушку;
б)разбавить кориум более легкими примесями - для уменьшения плотности оксидного расплава. Это приведет к всплытию расплавившегося оксидного материала над металлическим расплавом (так называемую инверсию, обмен положением оксидного и металлического слоев расплава), что предотвратит образование водорода вследствие взаимодействия активных металлов, находящихся в расплаве металла (например, циркония и хрома), с водой при последующей подаче воды на поверхность ванны расплава.
Учитывая определяющую роль жертвенных материалов для работы ловушки расплава активной зоны, их химический состав, геометрическая форма элементов жертвенных материалов и способы их укладки составили предмет значительного числа отдельных изобретений.
Для эффективного функционирования ловушки жертвенные материалы должны состоять принципиально из двух составляющих - оксидной и металлической. Это связано с тем, что расплав активной зоны представляет собой две несмешивающиеся жидкости - расплав металлов и расплав оксидов. Что касается металлической составляющей, то ее выбор не вызывает сомнений для разбавления металлической составляющей расплава активной зоны реактора применяют сталь и железо. Выбор оксидной составляющей требует многоаспектного подхода. Офаничения, связанные с применением базальта в качестве жертвенного материала уже обсуждены выше. Известно также применение жертвенного материала на основе оксида фемния, оксида алюминия и металлургического 1илака, представляющего собой смесь оксидов (СаО, SiO2, , FeO) (патент РФ №2165106). Этот состав успешно выполняет функции оксидного жертвенного материала, перечисленные выше - разбавляет оксидную составляющую кориума, обеспечивает инверсию металлической и оксидной частей расплава в ловушке. Что касается формы ячеек жертвенных материалов, то они должны образовывать ячеистую структуру для обеспечения легкого проникновения в него кориума и для создания большой площади соприкосновения с кориумом, обеспечиваюшей быстрое растворение жертвенного материала в
кориуме. Кроме того такая структура размещения жертвенного материала должна защитить стенки ловушки от возможных механических и тепловых ударов при попадании в ловушку крупных кусков фрагментов реактора или массовом вытекании больших объемов кориума.
Наша заявка относится именно к таким устройствам защиты. Далее описываются аналоги предложенного решения.
Патент РФ № 2 165 106 защищает систему локализации и охлаждения кориума, включающую ловушку с жертвенными материалами и с охлаждаемой оболочкой, выполненные в виде секций. При этом вверху бетонной шахты введена бетонная консоль для защиты ловушки от ударных воздействий конструкций разрушаемого реактора и кориума. Жертвенный материал перфорирован. В патенте РФ № 2165107 охпаждаемая оболочка ловушки и ее дно отделены от поверхности шахты ребрами жесткости, над которыми установлена теплоизоляция. В патенте РФ № 2165108 жертвенные материалы уложены с пустотами (в виде несквозных вертикальных отверстий и горизонтальных канавок), для чего элементы имеют вид фасонных кирпичей, уложенных слоями с образованием в совокупности каналов для быстрого распространения кориума.
Патент РФ № 2165652 предлагает вариант вышеописанных систем. Оболочка ловушки выполнена в виде кольцевого теплообменника, который установлен на полу шахты. Жертвенный материал - в виде крупноячеистых перфорированных элементов. Как и в предьщущих патентах предусмотрено устройство поливного орошения кориума сверху и устройство защиты от переполнения теплоносителем внутреннего пространства шахты. Защитная ферма под реактором имеет в центре тепловую и радиационную защиту. Это последнее изобретение (патент РФ №2165652, МПК G21C9/16, G21C13/10, опубл. 10.04.2001 г, БИ № 10, 2001) наиболее близко к заявляемому по большинству существенных признаков. Оно выбрано нами в качестве прототипа и нтке описано более подробно.
Система локализации и охлаждения кориума аварийного ядерного реакгора водо-водяного типа содержит ловушку, установленную в шахту под реактором, ловушка наполнена жертвенными материалами, его металлическая часть состоит из стали, а оксидная часть содержит оксиды, понижающие плотность расплава при растворении в кориуме.
Конструктивно жертвенные материалы выполнены в форме фупноячеистых перфорированных элементов, которые размещены в ловушке таким образом, что между ними образуются каналы для растекания расплава кориума по всему объему ловушки.
Оболочка ловушки имеет наружное водяное охлаждение, над шахтой под днищем реактора установлена защитная ферма с тепловым экраном, сверху шахты над ловушкой выполнена бетонная ферма-консоль, а подреакторное помещение с ловушкой герметически закрыто тонким материалом, легко разрушаемым кориумом.
Устройство работает следующим образом. При тяжелой аварии ядерного реактора, происходит расплавление активной зоны и внутриреакторных стальных конструкций, перемещение расплава на днище корпуса и выход расплава за пределы реактора. Поступление кориума в шахту начинается либо с разрушения днища или боковой поверхности корпуса реактора и вытекания кориума в подреакторную шахту, либо - с обрыва днища реактора, которое оседает на бетонную консоль, затем днище реактора проплавляется и кориум вытекает.
Защитная ферма удерживает днище корпуса вместе с кориумом над бетонной консолью при пластическом деформировании днища или при его отрыве в процессе разогрева. Консоль защищает ловущку. Ферма должна удерживать днище корпуса с кориумом во время проплавления днища реактора и вытекания кориума. После вытекания кориума ферма может разрушиться или сохраниться. Если она разрушится, то удерживать днище будет консоль, внутренний диаметр которой меньше наружного диаметра корпуса реактора. Это предотвращает падение в ловушку крупных предметов, защищая ее от повре}|щения.
Расплав попадает в ловушку, наполненную жертвенным материалом, выполненным из элементов, образующих ячеистую структуру. Примененный жертвенный материал содержит две составляющие: оксидную и металлическую.
Первая - понижает плотность расплава кориума (например, ), обеспечивая инверсию оксидной и металлической составляющих расплава активной зоны реактора, вторая - уменьшает температуру расплава стали путем ее разбавления. Разбавление оксидной составляющей расплава активной зоны должно обеспечить инверсию металличесжой и оксидной составляющих расплава, приводящую к всплытию оксидов над металлическим расплавом, предотвращая ч
Ыы взаимодействие активных металлов (прежде всего, циркония и хрома) с водой, подаваемой на расплав для интенсификации охлаждения расплава и его кристаллизации, приводящее к образованию взрывоопасного водорода. Охлаждение образующейся в ловушке ванны расплава происходит отводом тепла к охлаждающей воде через оболочку, а также водой, подаваемой непосредственно на поверхность расплава. Система работоспособна, но практика выявила ряд существенных проблем, связанных со сложностью изготовления и монтажа, с эффективностью защиты, с надежностью и безопасностью работы устройства, а именно: -непосредственное введение жертвенного материала в ловушку очень сложно, практически невозможно, поскольку (для максимальной эффективности их взаимодействия с расплавом) элементы оксидного жертвенного материала изготавливают в виде керамики, по сложной технологии. Для обеспечения требуемой минимальной пористости элементов и их максимальной прочности толщина элементов не должна превышать 50 мм, а остальные размеры - 250 мм. При этом необходимо разместить в ловушке от 10 до 20 тысяч элементов и скрепить их определенным образом для обеспечения равномерного затекания расплава и обеспечения прочности кладки при взрывах, землетрясениях и т.п. -устройство недостаточно безопасно - даже после инверсии оксидной и металлической частей расплава - наличие в оксидной части расплава неокисленного циркония приводит к образованию взрывоопасного водорода при подаче воды на поверхность расплава вследствие взаимодействия циркония с водой, -возможно продолжение неуправляемой ядерной реакции из-за локального повышения концентрации делящихся элементов, связанного с недостаточной подкритичностью расплава, -жертвенный материал недостаточно быстро растворяется в кориуме, поскольку кориум сравнительно медленно проникает в массу жертвенного материала и площадь его соприкосновения с жертвенным материалом недостаточна, -устройство неудобно в эксплуатации - при ремонте и регламентных работах затруднен доступ к защитной ферме под реактором и к ферме-консоли нед ловушкой.
Задача полезной модели - уменьшение указанных недостатков, а именно
-упрощение изготовления и монтажа, повышение надежности и безопасности устройства и удобства его обслуживания.
Поставленная задача решена тем, что в известное устройство локализации и охлаждения кориума аварийного ядерного реактора водо-водяного типа, содержащее расположенную в подреакторном пространстве охлаждаемую ловушку, защитную ферму, расположенную под днищем реактора, и консоль, расположенную сверху шахты над ловушкой, причем в ловушке размещены жертвенные материалы-разбавители урансодержащей оксидной и стальной составляющих расплава кориума, сформированные в виде ячеистой структуры, при этом в качестве материала-разбавителя оксидной составляющей применены оксиды легких металлов, например, оксиды алюминия, кремния, кальция, внесены существенные изменения и дополнения, а именно:
-элементы жертвенного материала сложены в кассеты, а кассеты составлены в блоки,
-блоки кассет в ловушке установлены ступенями с образованием в центре приямка для кориума,
-элементы жертвенного материала могут быть скреплены в кассетах цементным раствором, а блоки кассет в ловушке - скреплены, например, сваркой, образуя единую конструкцию
-блоки кассет могут быть дополнены пустыми кассами (кассетами без жертвенных материалов),
-смесь оксидного жертвенного материала дополнена оксидом железа, при этом соотношение оксида железа и оксида алюминия выбрано в пределах 0.2 - 1.1;
-смесь оксидного жертвенного материала дополнена 66263,
Перечисленная совокупность существенных признаков неизвестна заявителю из доступных источников информации, что подтверждает новизну устройства.
Кроме того, для защиты фермы и консоли от теплового излучения расплава, они могут иметь тепловые эфаны.
7 Задача полезной модели
Решение задачи.
При этом для удобства ремонта и регламентных работ телловые экраны защитной фермы и консюли могут быть вылолнены разборными.
Раскрытие сущности полезной модели.
Сущность заявленной лолезной модели лоясняется лриведенной ниже фигурой: фиг.1 - лример вылолнения устройства локализации и охла кдения кориума аварийного ядерного реактора водо-водяного тила. На фигуре лриняты следующие обозначения: 1 - ядерный реактор, 2 - бетонная шахта, 3 - ловушка, 4 - охлаждаемая оболочка ловушки, 5, 6 - каналы лодвода и отвода охлаждающей воды, 7 - консоль шахты, 8 - защитная ферма, 9 - блоки, 10 - кассеты, 11 лриямок.
Устройство содержит ядерный реактор 1, размещенный в бетонной шахте 2. В лодреакторном лространстве бетонной шахты раслоложена ловушка 3. Внутри охлаждаемой оболочки 4, имеющей каналы 5, 6 лодвода и отвода охла}кдающей воды, размещены блоки 11, залолненные кассетами 10 с жертвенными материалами. Вверху бетонной шахты 2 установлена консоль 7, лод реактором - защитная ферма 8. В верхней центральной части ловушки 3 блоки 9 с кассетами 10 жертвенных материалов установлены стуленями так, что образуют углубление - лриямок 11. Кассета 10 лредставляет собой тонкостенный стальной кожух, в который сложены и скреллены на цементном растворе элементы оксидного жертвенного материала. В кассете может быть, налример, 36 таких элементов. Кассеты 10 составлены в блоки 9 так, что между ними вставлены лустые кассеты, образуя лустоты для затекания расллава. Блоки 9 короба со стальными перфорированными стенками. Между блоками 9 оставлены щелевые зазоры. Расллав затекает через зазоры и через перфорацию в стенках внутрь блоков 9, лроллавляет тонкие стенки кассет 10 и взаимодействует с оксидным жертвенным материалом. Блоки 9 в качестве укрулненной монтажной единицы собираются (налример, свариваются  собой) в единую лрочную структуру внутри ловушки.
Устройство работает следующим образом.
Процесс начинается с лроллавления корпуса реактора 1 и вытекания расллава кориума в лодреакторное лространство бетонной шахты 2. Вытекающий из реактора расллав кориума лостулает в ловушку 3, которая лредставляет собой
стальной сосуд, оболочка которого 4 охлаждается снаружи водой. Поступающий расплав до того, как он достигнет оболочки 4, разбавляется жертвенными материалами, размещенными в стальных блоках 9 с кассетами 10. Для исключения возможности ударного разрушения и переполнения ловушки 3 большим начальным количеством кориума, в центре ловушки в массе блоков жертвенных материалов образован приямок 11, объем которого заведомо превышает возможный объем одновременно поступающего кориума. Для обеспечения большой поверхности взаимодействия расплава с жертвенными материалами-разбавителями ячеистая структура выполнена в виде кассет 10, наполненных жертвенными материалами. Кассеты 10 составлены в блоки 9, которые установлены в ловушке 3. Размер блоков и кассет с жертвенными материалами, с одной стороны, обеспечивает большую поверхность взаимодействия кориума с жертвенными материалами, а с другой стороны, обеспечивает беспрепятственное растекание расплава по всему внутреннему объему ловушки. Такая конструкция связана с особенностями технологии изготовления элементов оксидного жертвенного материала, размеры которых принципиально ограничены. Частично поэтому элементы сложены в кассеты, установленные в стальные блоки. Блоки 9 установлены внутри ловушки 3, образуя единую ячеистую структуру с приямком 11 для кориума в центре. Для образования дополнительных каналов проникновения кориума вставлены кассеты не заполнены жертвенными материалами (пустые кассеты). Рекомендуемый размер сторон кассет - 300-400 мм. Выбор массы жертвенного материала-разбавителя поступающей стальной составляющей кориума определяется из следующих условий. Поступающая сталь имеет высокую температуру. Если ее не уменьшить, то тепловой поток через боковую стенку оболочки может превысить критическое значение, и стенка ловушки проплавится. Для предотвращения этого начальную температуру расплава стали надо уменьшить до величины, не превышающей температуру плавления стенки более, чем на 100°С. Это уменьшение достигается за счет разбавления металлической составляющей расплава кориума стальным (железным) жертвенным материалом. С другой стороны, масса жертвенной стали не должна быть слишком велика. Она не должна превысить величину, при которой температура образованного расплава стали станет ниже температуры плавления стали, чтобы
не произошло «замерзания расплава стали. Это затруднит затекание расплава в ловушку. Так как по разным вариантам сценария аварии на ядерных реакторах водо-водяного типа количество поступающего в ловушку расплава стали и его температура колеблются в достаточно широких пределах, масса стального жертвенного материала - разбавителя металлической составляющей расплава кориума может определяться из соотношений
МмС Тм - (Тпл + 100)  Мер г + с (Тпл  100 - То),
М„с (Тм - Тпл ) Мер г + с (Тпл - То),
где MM - масса расплава металлической составляющей кориума, поступающего из реактора;
Мер - масса стали-разбавителя металлической составляющей кориума в объеме, заполняемом поступающим расплавом стали;
Тм - температура поступающего металлического расплава;
Тпл- температура плавления стали;
TO-температура стали-разбавителя;
с - теплоемкость стали;
г - теплота плавления стали.
Для реакторов ядерных реакторов водо-водяного типа, как показывают расчеты по приведенным выше уравнениям, в зависимости от сценария аварии масса стального жертвенного материала может варьироваться в диапазоне от 50 до 100 т. Для ядерных реакторов типа ВВЭР-1000 достаточно 70 т стального жертвенного материала.
Поскольку затекающий в ловушку 3 расплав кориума содержит оксидную урансодержащую и стальную составляющие, причем плотность стальной меньше, чем плотность оксидной, - изначально расплав стали располагается над расплавом оксидов. Такая структура ванны расплава, образовавшейся в ловушке сразу после аварии, неприемлема, так как дает максимальную тепловую нафузку на оболочку ловушки в зоне расположения слоя расплавленной стали, что заметно увеличивает риск ее проплавления из-за известного фокусирующего эффекта. Расположение металлического расплава над оксидным не позволяет также подавать воду на поверхность расплава из-за возможности возникновения паровых взрывов вследствие взаимодействия паров воды с перефетым металлом и генерации водорода, образующегося при взаимодействии активных металлов с
водой по реакции восстановления водорода из воды. Введение в ловушку 3 оксидного жертвенного материала-разбавителя уменьшает плотность расплава оксидов. Причем, если вводится жертвенный материал, содержащий такое количество оксидов - разбавителей оксидной составляющей расплава активной зоны, что при их растворении в урансодержащем кориуме плотность оксидного расплава становится меньше плотности металлического расплава, то происходит инверсия расплавов с перемещением расплава стали вниз, под уровень расплава оксидов. Именно для обеспечения этого процесса в качестве компонентов оксидного жертвенного материала-разбавителя выбраны относительно легкие оксиды, например, оксид алюминия. Масса оксида алюминия в жертвенном материале должна быть не менее 30% от массы оксидного кориума, поступающего в ловушку.
Как известно, оксидный жертвенный материал выполняет несколько функций. В частности, кроме вышеуказанной функции - обеспечения инверсии расплава - он разбавляет исходный оксидный кориум, поступающий из реактора. Это увеличивает объем образовавшегося расплава для обеспечения более эффективного теплоотвода от расплава оксидов.
Вариант предложенного нами дополнения смеси оксидного жертвенного материала оксидом железа, повышает безопасность системы - препятствуют образованию взрывоопасного водорода. Находка состоит в том, что при взаимодействии оксида железа с расплавом кориума, оксид железа окисляет содержащийся в кориуме цирконий по реакции
3 Zr + 2 Ре2Оз  3 ZrO2 + 4 Fe - при недостатке окислителя (оксида железа), и по реакции Zr + 2 РеаОз  ZrOa + 4 FeO - при избытке окислителя.
В первом случае образующееся железо переходит в металлическую составляющую расплава, а во втором - оксид железа (FeO) остается в оксидной части расплава, разбавляя оксидный расплав и способствуя инверсии оксидной и металлической частей расплава, так как, обладая невысокой плотностью, понижает плотность оксидного расплава.
Окисленный цирконий не может образовать взрывоопасный водород при подаче охлаждающей воды на расплав оксидов. Без предложенной нами добавки неокисленный цирконий поступающий в ловушку из аварийного реактора и
3i)l
локализующийся в оксидном расплаве, приводил бы к образованию водорода при контакте расплава с водой (парами воды) по реакции Zr + 2 Н2О  ZrO2 + 2 N2.
Образующийся по вышеприведенной реакции водород в смеси с кислородом воздуха образует взрывоопасную смесь.
Вариант предложенного нами дополнения смеси оксидного жертвенного материала Gd2O3 улучшает надежность ловушки, уменьшая возможность продолжения ядерной реакции. Суть состоит в том, что для обеспечения подкритичности расплава, образующегося при растворении компонентов жертвенного материала кориумом вводится GdzOz, с одной стороны активно поглощающий нейтроны, а с другой - локализующийся в оксидном расплаве, в котором сконцентрированы основные делящиеся элементы.
Количество, состав и форма элементов оксидного жертвенного материала определяется условием обеспечения всех перечисленных требований.
Для обеспечения указанных требований в состав оксидного материала включены;
-один или несколько оксидов из группы , SiO2 (для уменьшения теплового потока и обеспечения инверсии оксидного и металлического расплавов),
-оксид железа - для окисления циркония,
-Gd2O3 - для обеспечения подкритичности кориума в ловушке.
Массы перечисленных компонентов выбраны исходя из выполнения условий инверсии металлической и оксидной составляющих расплава, разбавления оксидного кориума, полного окисления циркония и поглощения нейтронов до надежного выполнения условия подкритичности расплава. Соотношение компонентов в оксидном жертвенном материале выбраны исходя из следующих соображений. Если при поступлении в ловушку 100 т расплава оксидного кориума (наиболее пессимистичный прогноз протекания аварии) окислителя циркония - оксида железа - содержится столько, что при любых вариациях состава кориума цирконий будет полностью окислен, то оставшиеся оксиды, имеющие среднее значение плотности до 4 т/м, обеспечат выполнение условий разбавления оксидного кориума и инверсии металлического и оксидного
расплавов. Описанному вьние условию будет удовлетворять жертвенный материал, в котором оксиды - разбавители оксидной части расплава активной зоны, и оксид железа, окисляющий цирконий, входящие в состав оксидного жертвенного материала, взяты в массовом соотношении 0.2-1.1. При этом общая масса оксидного жертвенного материала с учетом запасов для надежного выполнения условий разбавления оксидного кориума и инверсии оксидной и металлической составляющих расплава будет составлять приблизительно 40-60 т Тепловые экраны защищают ферму и консоль от теплового излучения расплава. Экраны могут быть выполнены разборными. Разборная конструкция облегчает доступ к элементам реактора для проведения регламентных и ремонтных работ
Промышленная применимость
Заявленное устройство может быть применена при сооружении АЭС с водо-водяными реакторами ВВЭР-1000, аналогичными, например, блоку № 6 Ново-Воронежской АЭС. Вопрос о ее промышленной реализуемости сводится к анализу выполнимости новых элементов и совместимости новых и существующих элементов устройства локализации и защиты АЭС.
Размещение ловушки под реактором возможно, благодаря наличию в бетонной шахте большого по объему подреакторного пространства, которое позволяет расположить в нем оболочку ловушки диаметром 5м, высотой цилиндрической части 3м с коническим днищем укпоном 16°, объемом более бОм, достаточным для размещения 100 т расплава оксидного и 100 т стального кориума, которое может поступить из реактора при тяжелой аварии. Толщина боковой стенки стальной оболочки может составить 60 мм, а днища - 90 мм.
Масса оксидного жертвенного материала - разбавителя оксидного расплава кориума, достаточная для инверсии расплавов, может составить приблизительно от 40 до 60 т при его плотности около 4 т/м. При этом объем, занимаемый расплавом образующихся оксидов, будет равен около 25 м, и при мощности остаточного тепловыделения, отводимой через боковую стенку оболочки ловушки, 10 МВт, тепловой поток составит 0,6 MBт/м что обеспечит величину коэффициента запаса до кризиса, равную 2.
Изготовление всех перечисленных вновь вводимых компонентов оксидной жертвенной смеси не требует применения каких-либо специфических технологий по сравнению с уже освоенной технологией на ОАО «Боровичский комбинат огнеупоров.
Блоки и кассеты для размещения хюртвенных материалов изготавливают, например, в виде каркасных параллелепипедов или шестифанных призм из обычной стали.
Масса стального жертвенного материала, размещенного в зоне поступления расплава стального кориума, должна составить 25 т, что обеспечит уменьшение температуры поступающего расплава стали с 2000°С до 1550°С (температура плавления стали примерно 1500°С). С учетом массы стали, размещенной вне зоны поступления расплава стали кориума, суммарная масса стального жертвенного материала составит примерно 70 т, а объем, занимаемый образованным расплавом стали, составит примерно 25 м. Таким образом, суммарный объем расплава в ловушке составит 50 м, что обеспечивает достаточный запас по объему.
Таким образом, заявленное реиюние ново и промьииленно применимо, что позволяет квалифицировать его как полезную модель.