ТРАНСПОРТАБЕЛЬНАЯ РЕАКТОРНАЯ УСТАНОВКА
TRANSPORTABLE REACTOR PLANT

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в транспортабельных реакторных установках атомных станций малой мощности.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является транспортабельная реакторная установка, закрепленная опорными лапами на основании и содержащая защитную оболочку, соединенную сварными швами с опорными лапами, ядерный реактор, установленный внутри защитной оболочки на верхнем фланце опорной рамы, и тамбур-шлюз, состоящий из «грязного» отделения, соединенного переходом с «чистым» отделением и выполненного в защитной оболочке входного проема с герметизирующей крышкой, при этом «грязное» отделение и переход размещены внутри защитной оболочки (Д.Г. Куликов, А.О. Пименов «Вопросы и перспективы развития малой атомной генерации. Мировой и российский опыт», Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики, V Международная научно-техническая конференция, 2-5 октября 2018 г., Москва, V МНТК НИКИЭТ - 2018, Сборник докладов, Москва, Издательство АО «НИКИЭТ», 2018 г., с. 159).
В известной транспортабельной реакторной установке опорная рама своей нижней частью оперта на защитную оболочку и соединена с ней сварным швом, при этом масса ядерного реактора и другого оборудования, расположенного в полости защитной оболочки, передается на защитную оболочку, а затем на опорные лапы, которые приварены к наружной поверхности защитной оболочки и установлены на основании. Увеличенная нагрузка на защитную оболочку приводит к необходимости увеличения толщины ее стенки до 60 мм. В качестве основания для размещения и закрепления транспортабельной реакторной установки во время ее перевозки до места ее постоянного нахождения использована подвижная платформа, а на месте ее постоянного нахождения в качестве основания применен фундамент. В известной реакторной установке «чистое» отделение тамбура-шлюза установлено внутри защитной оболочки, поэтому размещение «чистого» и «грязного» отделений тамбура-шлюза, соединенных переходом, внутри защитной оболочки приводит к увеличению длины защитной оболочки и соответственно линейного размера транспортабельной реакторной установки до 10 м. Поэтому с учетом толщины и длины защитной стальной оболочки, ее масса составляет значительную величину, равную около 215 т. Внешняя поверхность «чистого» отделения тамбура-шлюза, расположенного внутри защитной оболочки, может контактировать с радиоактивными веществами и поэтому должна соответствовать 3-му классу безопасности.
Недостатком известной транспортабельной реакторной установки является ее увеличенные масса и габариты, что затрудняет ее транспортировку на постоянное место эксплуатации, а увеличенная материалоемкость известной транспортабельной реакторной установки повышает требования по несущей нагрузке на подвижную платформу, на которой на лапах закреплена транспортабельная реакторная установка. Кроме этого, недостатком известной транспортабельной реакторной установки является ухудшение радиационной безопасности для обслуживающего персонала из-за возможного радиоактивного загрязнения внешней поверхности «чистого» отделения тамбура-шлюза, размещенного внутри защитной оболочки в непосредственной близости от «грязного» отделения тамбура-шлюза и радиоактивной среды.
Технической проблемой заявленного изобретения является создание транспортабельной реакторной установки, позволяющей значительно упростить ее транспортировку к месту постоянного нахождения, а также обеспечивающей выполнение требований по радиационной безопасности для обслуживающего персонала во время ее эксплуатации.
Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение габаритов и массы транспортабельной реакторной установки, перемещаемой к месту ее постоянного нахождения. Дополнительным техническим результатом является исключение непосредственного контакта внешней поверхности «чистого» отделения тамбура-шлюза с радиоактивной средой в полости защитной оболочки, что позволяет увеличить класс безопасности «чистого» отделения тамбура-шлюза до 4.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной транспортабельной реакторной установке, закрепленной опорными лапами на основании и содержащей защитную оболочку, соединенную сварными швами с опорными лапами, ядерный реактор, установленный внутри защитной оболочки на верхнем фланце опорной рамы, и тамбур-шлюз, состоящий из «грязного» отделения, соединенного переходом с «чистым» отделением, и выполненного в защитной оболочке входного проема с герметизирующей крышкой, при этом «грязное» отделение и переход размещены внутри защитной оболочки, согласно заявленному изобретению в защитной оболочке выполнены прорези, через которые опорные лапы частично введены в полость защитной оболочки, при этом опорная рама установлена на опорные лапы и соединена с ними неразъемно, а «чистое» отделение тамбура-шлюза выполнено с возможностью отдельного транспортирования в виде съемного модуля и установлено на наружной поверхности защитной оболочки перед входным проемом с герметизирующей крышкой.
Отличительный признак, касающийся введения опорных лап в полость защитной оболочки и размещение опорной рамы с установленным на ней ядерным реактором непосредственно на опорных лапах обеспечивает передачу весовой нагрузки от ядерного реактора через лапы на основание, что приводит к разгрузке защитной стальной оболочки от силового воздействия ядерного реактора и, следовательно, к возможности значительного уменьшения ее толщины с 60 мм до примерно 15 мм и массы с 215 т до примерно 43 т.. Отличительный признак, относящийся к выполнению «чистого» отделения тамбура-шлюза в виде съемного модуля для обеспечения возможности его самостоятельной перевозки, способствует уменьшению габаритов и массы транспортабельной реакторной установки при ее транспортировке к месту постоянного нахождения.. Кроме этого, отличительный признак, касающийся размещения «чистого» отделения тамбура-шлюза вне защитной оболочки, а именно на ее наружной поверхности перед входным проемом с герметизирующей крышкой, позволяет значительно уменьшить радиоактивное загрязнение внешней поверхности «чистого» отделения тамбура шлюза по причине его удаления из «грязной» зоны ядерного реактора и соответственно уменьшить количество жидких радиоактивных отходов после регулярно проводимых санобработок «чистого» отделения тамбура-шлюза.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана транспортабельная реакторная установка, расположенная на месте эксплуатации (общий вид, продольный разрез), на фиг. 2 представлена транспортабельная реакторная установка, расположенная на месте эксплуатации (вид по стрелке А, продольный разрез), на фиг. 3 изображена транспортабельная реакторная установка без «чистого» отделения тамбура-шлюза, расположенная на подвижной платформе в момент транспортировки (общий вид, продольный разрез).
Транспортабельная реакторная установка содержит защитную оболочку 1, ядерный реактор 2, установленный внутри защитной оболочки 1, и тамбур-шлюз, состоящий из «грязного» отделения 3, перехода 4, «чистого» отделения 5 и выполненного в защитной оболочке 1 входного проема 6 с герметизирующей крышкой 7. «Грязное» отделение 3 и переход 4 размещены внутри защитной оболочки 1. «Чистое» отделение 5 размещено на наружной поверхности защитной оболочки 1 перед входным проемом 6 с герметизирующей крышкой 7. Переход 4 соединяет «грязное» отделение 3 и «чистое» отделение 5 через входной проем 6 с герметизирующей крышкой 7. «Чистое» отделение 5 выполнено в виде съемного модуля, который может транспортироваться отдельно от транспортабельной реакторной установки. Для установки «чистого» отделения 5, выполненного в виде съемного модуля, на внешней поверхности защитной оболочки 1 выполнено посадочное место, которое расположено перед входным проемом 6 с герметизирующей крышкой 7. «Чистое» отделение 5 установлено в посадочное место после доставки транспортабельной реакторной установки на постоянное место ее эксплуатации. Защитная оболочка 1 представляет собой прочноплотный сосуд, выполненный из металла, состоящий из цилиндрической части и двух эллиптических днищ. Ядерный реактор установлен на верхнем фланце опорной рамы 8, которая представляет собой сварную конструкцию, состоящую из верхнего фланца, обечайки и нижней части в виде плиты. Ядерный реактор 2 установлен на верхнем фланце опорной рамы 8. Опорная рама 8 расположена своей нижней частью (плитой) на опорных лапах 9, которые закреплены на основании 10, частично введены в полость защитной оболочки 1 через прорези, выполненные в нижней части защитной обечайки 1, и неразъемно соединены с нижней частью (плитой) опорной рамы 8. Сопряженные поверхности лап 9 и стенки защитной оболочки 1 в прорезях герметично закрыты сварными швами. При нахождении на постоянном месте эксплуатации транспортабельная реакторная установка закреплена опорными лапами 9 на основании 10, выполненном в виде фундамента, а при перевозке транспортабельная реакторная установка закреплена на основании 10, выполненном в виде подвижной платформы.
Монтаж и транспортировку транспортабельной реакторной установки осуществляют следующим образом.
Монтаж транспортабельной реакторной установки производят на заводе-изготовителе, при этом ядерный реактор 2, «грязное» отделение 3 тамбура-шлюза и переход 4 устанавливают внутри защитной оболочки 1. Устанавливают герметизирующую крышку 7 во входном проеме 6 защитной оболочки 1 «Чистое» отделение 5 тамбура-шлюза изготавливают на заводе-изготовителе отдельно в виде съемного модуля. Затем раздельно перевозят съемный модуль «чистого» отделения 5 тамбура-шлюза и транспортабельную реакторную установку в собранном виде (без «чистого» отделения тамбура-шлюза) на площадку размещения атомной станции малой мощности. Для перевозки транспортабельную реакторную установку устанавливают на основание 10 (подвижная платформа) и закрепляют опорные лапы 9. На площадке нахождения атомной станции малой мощности транспортабельную реакторную установку размещают на основании 10 (фундамент) в станционном здании, закрепляют лапы 9 на основании 10 и устанавливают съемный модуль «чистого» отделения 5 тамбура-шлюза в посадочное место на наружной поверхности защитной обечайки 1 перед входным проемом 6 с герметизирующей крышкой 7 посредством сварного соединения. После этого транспортабельную реакторную установку соединяют трубопроводами и кабелями с другим оборудованием и системами станции. По сравнению с известной транспортабельной реакторной установкой процесс перевозки заявленной транспортабельной реакторной установки без съемного модуля «чистого» отделения тамбура-шлюза значительно упрощен за счет уменьшения ее линейного размера с 10 м до приблизительно 8 м и общей массы на 28-30 процентов.