АЭС Фукусима, Ветка с жёсткой модерацией Опции

[Volk]

Вы уж простите, глубина проектирования оказалась недостаточной. Главгосэкспертизы на них не было...

Я не знаю. Проекта не видел. На объектах с особой группой 1-й категории надежности электроснабжения аккумуляторы (точнее, ИБП) служат средством обеспечения бесперебойности - а не надежности (если недопустимы малейшие перерывы в электроснабжении), пока происходит переключение на второй фидер, или запуск "третьего, автономного источника электроснабжения" (раскрутка дизелей), если второй фидер тоже сдох...
Вследствие умирания отраслевой нормативной базы аккумуляторы порой условно признаются "автономными источниками электроснабжения" для некоторых объектов связи, что позволяет какбэ подтвердить 1-ю категорию...
Насчет 8 часов, которые продержались на аккумуляторах - мне кажется, "это, девушка, Вам повезло..."
...

ПНАЭ Г-9-02791
2.2.1. По требованиям, предъявляемым к надежности электроснабжения, все потребители САЭ разделяются на две группы:
первая группа — потребители постоянного и переменного тока, не допускающие по условиям безопасности перерыв питания более чем на доли секунды во всех режимах, включая режим обесточивания, и требующие обязательного наличия питания после срабатывания АЗ реактора;
вторая группа — потребители переменного тока, допускающие перерывы питания на время, определяемое условиями безопасности, и требующие обязательного наличия питания после срабатывания АЗ реактора.
3.2.1. В качестве основных автономных источников питания системы постоянного тока должны использоваться аккумуляторные батареи, нормально работающие в режиме постоянного подзаряда. Постоянный подзаряд и заряд аккумуляторных батарей должны осуществляться через выпрямительные устройства, подключаемые к соответствующей системе переменного тока САЭ второй группы, а при перезарядке — к системе нормальной эксплуатации.
3.2.7. Аккумуляторные батареи каналов системы безопасности выбираются при условии их автономной работы в режиме обесточивания...
3.2.9. ...для питания потребителей первой группы переменным током, заряда и подзаряда используются АВП, которые состоят из выпрямителя, используемого как зарядно-подзарядный агрегат, инверторов для питания переменным током потребителей первой группы, тиристорных ключей для защиты отходящих от инверторов линий и для АВР со временем до 10 мс в случае исчезновения напряжения на рабочем источнике.
То же в ПНАЭ Г-9-026-90 и РД 34.03.304-87
Так что, думаю, девушке не повезло-а так и должно было быть
А аккумуляторные батареи для как-бы первой категори-это про общепромышленные нормы, т.е. ПУЭ-так то совсем иное, ВСЕ потребители АЭС первой категории по ПУЭ. Обычная же связь- как правило 4 класс безопасности (т.е. 3 группа по вышеобозначенным нормам АЭС), там это (т.е. принятие акк-а вторым источником питания) и допускается, для важных для безопасности элементов никто так и не делает.
Поэтому, думаю с нормативной отечественной базой не все так плохо

[Zeydlitz]

Имхо надежность а точнее заданное протекание аварийных процессов (по наиболее безопасному пути) должна обеспечиваться конструктивно даже при полном отсутствии человеков неограниченно долгий интервал времени.

Это ОЧЕНЬ неправильный подход. Как раз наиболее страшные катастрофы получаются при присутствии человеков и их неадекватных действиях. То есть цунами и метеорит -- вещи неприятные, но бороться с ними можно. В конце-концов, подорвите подземный ЯБ, после чего надстройте над котлованом саркофаг. Но вот человеки способны превратить рядовую аварию в катастрофу.

[O3P]

Вы хотите сказать, что если температура расплава 1400 С, а температура плавления футеровки 2500 С и теплоёмкость футеровки соизмерима с тепловыделением, то расплав не замёрзнет?

Совершенно верно. Не замерзнет, а будет, наоборот, продолжать нагреваться, пока не нагреется до 2500 С и не начнет плавить футеровку. Там aprudnev, в общем, уже ответил, но можно добавить, что тут дело не в теплоемкости футеровки, а в ее теплопроводности. Вот есть внутри нее расплав, который выделяет N Джоулей в секунду. И есть теплопроводность футеровки, которая позволяет ей отводить n Джоулей в секунду на градус разницы T между температурой расплава и температурой снаружи футеровки. В такой штуке расплав может нагреться до N/n градусов, и в "неостывшем" топливе (не в том смысле неостывшем, что оно горячее, а в том, что оно все еще выделяет через распад большое число N Джоулей в секунду) n настолько мало по сравнению c N, что в первом приближении Tmax=N/n можно считать бесконечным - нет таких конструкционных материалов, которые выдержат такую температуру, не расплавившись, хоть это бериллиевая керамика, хоть что.

А теплоемкость G будет влиять только на скорость нагрева - она будет измеряться в Джоулях на градус, и при большой теплоемкости расплав вместе с прилегающей к нему футеровкой будет греться медленнее ( (N-n*T)/G градусов в секунду), вот и все. Упасть же температура может только по мере снижения тепловыделения N топлива (расплава) или если тем или иным способом будет резко повышена теплоотдача n, чтобы она отводила n*T > N Джоулей в секунду (повторюсь, излучение через верх расплава, конвекция, теплоотвод через металлическую плиту внизу и так далее).

В момент же достижения расплавом температуры плавления футеровки Tпл, в нее появится дополнительный сток тепла за счет ее теплоты плавления, но он ничего не остудит, а только застабилизирует температуру на уровне Tпл, пока вся футеровка не расплавится, после чего процесс нагрева пойдет с прежней скоростью (ну, если только расплавленная футеровка не начнет отводить больше тепла за счет конвекции в расплавленной керамике или еще каким способом). Но в любом случае никакого понижения температуры в расплаве не произойдет, потому что как только футеровка изъявит первое робкое намерение застыть, через нее уменьшится теплоотвод, ну и... см. выше.

[renegade1951]

Вы же поймите, что там расплав постоянно само-нагревается. И или это тепло куда то отведется или он будет нагреваться пока баланс отвода тепла не сравняется с балансом тепловыделения. Плавление футеровки просто добавит немного времени. Сплавление с почвой приведет к тому, что по мере плавления и размазывания по объему будет увеличиваться теплоотвод и в какой то момент конечно все это плавиться перестанет. А в печке - наличие футеровки вообще не изменит равновесного состояния - при какой температуре ВНЕШНИХ стенок отвод тепла от них сравняется с выделением тепла в топливе.

Эта сволочь вообще не имеет отрицательной обратной связи для тепловыделения - оно постоянно. Связь есть лишь по теплоотводу (чем горячее тем лучше, чем больше расплавило всего тем тоже лучше). Футеровку она даже и не заметит... напротив, как проплавит таки, дальше окажется с таким запасом тепловой энергии что печки и бетона под ней даже и заметить не успеет - проплавит мгновенно... так что футеровка кориуму лишь поможет лучше в землю войти...

Я понимаю о чём говорит коллега ОЗР и Вы. Однако, хотелось бы некоторые вещи прояснить. Во-первых, насколько я понимаю, натурный эксперимент в Чернобыле не подтвердил теорию бесконечного расплавления. Во-вторых, все модели поведения расплава, которые рассматривались при обсуждении, моделируют взаимодействие расплава, имеющего более высокую температуру нагрева, чем температура плавления бетона и песка. Если учесть ещё и механические свойства, то нужно брать не температуру плавления бетона и песка, а температуру размягчения, которая существенно ниже, а процесс взаимодействия расплава с огнеупором интенсифицируется именно при этой температуре.

А что Вас так пугает постоянное выделение тепла? Ну, в любой плавильной печи тепло выделяется постоянно, во время плавки и как-то ничего, металлургические заводы ещё стоят, а не идут сквозь землю в юсу или куда-либо ещё. Вот, например, термические печи для термообработки работают по несколько суток с постоянным нагревом. Утрирую, конечно. Кроме того, Вы пытаетесь рассматривать процесс так, как-будто теплоотвода от бетона или почвы не существует. Однако, существуют огнеупоры, которые имеют не только высокую теплоёмкость, но и высокую теплопроводность до 80 Вт/м*К.

Давайте подход поменяем. Например, чтобы нагреть или расплавить металл необходимо его нагреть и удержать полученное тепло, как за счёт постоянного подогрева, так и за счёт снижения теплопроводности футеровки печи, и увеличения теплоёмкости печи. Грубо говоря, сохраняем выделенное тепло.

А вот в ситуации с Фукусимой нам нужно: во-первых, удержать расплав в каких-то границах до тех пор пока он не остынет, во-вторых, мы должны помочь расплаву остыть и больше не нагреться. Например, на Востоке гостю чай наливают в пиалу ровно на один глоток, именно для того, чтобы гость чаем не обжёгся. Для этого нам необходима футеровка с высокой теплоёмкостью и высокой теплопроводностью. Поверьте, металлурги с такой проблемой тоже встречались. Например, материал тиглей, во избежания растрескивания, должен иметь высокую теплопроводность. Так вот, о Фукусиме. Расплав попадает на футеровку с температурой плавления равной температуре металла. При этом захолаживание расплава неизбежно. Допустим, что масса металла сравнима с массой футеровки, а теплоёмкость огнеупора способна воспринять весь тепловой поток от расплава. Мы получим жидкую лужу в ванне, которая будет жидкой какое-то время, естественно будет какое-то химическое взаимодействие, которое подтолкнёт разрушение футеровки. Что мы можем сделать? Давайте увеличим теплоёмкость футеровки. Грубо, если килограмм расплава попадёт на одну тонну огнеупора, что произойдёт раньше - захолаживание расплава или прогрев огнеупора? Конечно захолаживание. В данном случае футеровка работает как холодильник. Пойдём дальше - увеличим теплопроводность футеровки, во-первых, за счёт материала огнеупора (помните, кто-то говорил про медную плиту с охлаждением, только здесь вместо меди и воды огнеупор с определёнными свойствами), во-вторых, можно изменить форму огнеупора. Знаете, что такое рекуператор? Это такая штука, которая забирает тепло отходящих газов, а затем передаёт их другому теплоносителю. Рекуператор может работать на естественной тяге. Не нужно никаких вентиляторов, никакой воды. Пример, отопительный щиток в домовой печи - простейший рекуператор, достаточно грамотно устроить тягу.

[nakos]

Знаете, что такое рекуператор? Это такая штука, которая забирает тепло отходящих газов, а затем передаёт их другому теплоносителю. Рекуператор может работать на естественной тяге. Не нужно никаких вентиляторов, никакой воды. Пример, отопительный щиток в домовой печи - простейший рекуператор, достаточно грамотно устроить тягу.

мне кажется пора завязывать с футеровкой в этой ветке

Сообщение отредактировал nakos - 8.4.2011, 1:09

[renegade1951]

мне кажется пора завязывать с футеровкой в этой ветке

Да, не вопрос.... Модератор в любой момент может снести всю эту хрень в любое удобное место....

[renegade1951]

В момент же достижения расплавом температуры плавления футеровки Tпл, в нее появится дополнительный сток тепла за счет ее теплоты плавления, но он ничего не остудит, а только застабилизирует температуру на уровне Tпл, пока вся футеровка не расплавится, после чего процесс нагрева пойдет с прежней скоростью (ну, если только расплавленная футеровка не начнет отводить больше тепла за счет конвекции в расплавленной керамике или еще каким способом). Но в любом случае никакого понижения температуры в расплаве не произойдет, потому что как только футеровка изъявит первое робкое намерение застыть, через нее уменьшится теплоотвод, ну и... см. выше.

Мы одинково понимаем процесс.... Просто я попытался побороться с обстоятельствами, так сказать, непреодолимой силы....

[aprudnev]

Я понимаю о чём говорит коллега ОЗР и Вы. Однако, хотелось бы некоторые вещи прояснить. Во-первых, насколько я понимаю, натурный эксперимент в Чернобыле не подтвердил теорию бесконечного расплавления.

Конечно не подтвердил. Как лава размешалась как следует со всякой дрянью и расползлась по подвалу, тем самым улучшив теплоотвод, так и застыла. Мне тоже кажется что весь этот кориум застыл бы на дне сплавившись с бетоном дня через неделю после аварии, если бы там вообще ничего не трогали и никакой воды не лили (ну было бы горячим само здание и хрен с ним). Но все таки учтите что удельное тепловыделение в Чернобыле было заметно ниже чем тут, часть топлива успешно разбросало, в самой зоне куда больше всякой дряни с которой можно сплавляться, и застыла лава все таки сильно не сразу а когда по подвалу расползлась.

А так конечно - я тоже соглассен, что никакого прожигания до пупа земли не будет а вся эта дрянь очень быстро упокоится на дне контеймента или где нибудь уйдя вниз на два три метра. Иначе все шахтеры давно бы уже использовали отработанные реакторы для бесплатного создания километровых шахт к центру земли

Грубо, если килограмм расплава попадёт на одну тонну огнеупора, что произойдёт раньше - захолаживание расплава или прогрев огнеупора? Конечно захолаживание.

да нет же.. не будет никакого захолаживания пока там радиоактивный распад не утихнет а это недели или даже месяцы. Будет улучшение теплосъема - а оно идет с поверхности реактора - значит лава застынет. С футировкой или без - абсолютно без разницы. Не хватит теплосъема без плавления дна (то есть пока температура не поднимется настолько чтобы дно не поплавилось) - дно поплавится, с футировкой или без. Другое дело, что дать лишнюю неделю времени на то чтобы подтащить гидранты и начать охлаждать все это водой или там еще чем - футировка способна.

(Заметил что решили с футировкой тут кончать. Я думаю уже все и так ясно. Сама идея неплоха, но нужно осторожно потому что можно получить обратный эффект - накопить тепло в оной расплавленной футировке а потом как она прольется через дно, мало не покажется. Те же грабли что с водородом - преобразование плавно выделяющейся энергии в нечто что ее может накопить а потом быстро выделить - весьма опасно.)


Сообщение отредактировал aprudnev - 8.4.2011, 3:43

[Arioch]

Получается, в Чернобыле, когда пытались гасить водой, только улучшали условия горения графита?

из "бытовухи"
когда печку топят углём, особенно разжигают - рекомендуют его смачивать водой.
в детстве сильно удивлялся...

[Elk]

Некрасиво это.
"Все умерли" (разбежались), внешнюю поддержку оказать некому. Система не должна пойти вразнос. Размер аварии должен остаться детерминированным, запланированным, допустимым (хотя, возможно, и очень неприятным) при пассивном течении времени.
Статистические подходы тут нельзя применять - нет необходимой выборки - слишком мало реакторов, слишком мала расчетная вероятность "события", очень велика цена единичного "события".
А по статистике вероятность "один взрыв реактора в 1000 лет" означает, что он, гад, взорвется сегодня же, а потом ещё и завтра, а потом 2000 лет ничего не случится...

Конечно не подтвердил. Как лава размешалась как следует со всякой дрянью и расползлась по подвалу, тем самым улучшив теплоотвод, так и застыла. Мне тоже кажется что весь этот кориум застыл бы на дне сплавившись с бетоном дня через неделю после аварии, если бы там вообще ничего не трогали и никакой воды не лили (ну было бы горячим само здание и хрен с ним). Но все таки учтите что удельное тепловыделение в Чернобыле было заметно ниже чем тут, часть топлива успешно разбросало, в самой зоне куда больше всякой дряни с которой можно сплавляться, и застыла лава все таки сильно не сразу а когда по подвалу расползлась.

Напрашивается решение, при котором в случае аварий 7-го уровня, топливо должно разбросать в широком диапазоне (достаточном, чтобы не возникало критичности), после чего его саморазогрев не должен достигать величин, способных, скажем, расплавить здание. Или сплавлялась с чем-то, обладающим большей теплопроводностью, чем UO2 etc.
(Да, я понимаю, что разбрасывание топлива дико звучит, но если оно разлетается в заданном объеме, это лучше, чем его разыскивать потом по всей площадке в результате неконтролируемого взрыва?)

upd Вообще сборки сделать с возможностью быстрого раздвижения (распада) по сторонам?

Сообщение отредактировал Elk - 8.4.2011, 5:04

[denisoz]

Так не считайте период окупаемости 10, 20, 50 лет. В гробу кармана нет. Считайте её 1000 лет, например....

Как может быть период окупаемости больше срока службы?

[17th Guest]

Господа, перенесите пожалуйста своё непродуктивное бадание на пальцах в дискусе кориум vs футировка куда-нибудь в другое место, не захламляйте экспертную тему!
.
отдельно renegade1951:
Чисто не там, где убирают, а там, где не сорят! (с)

Спасибо за понимание!

[17th Guest]

Мне тоже кажется что весь этот
кориум застыл бы на дне сплавившись с
бетоном дня через неделю после аварии,
если бы там вообще ничего не трогали и
никакой воды не лили (ну было бы
горячим само здание и хрен с ним.

Обсуждалось где-то в начале темы, что падение горячего (во всех смыслах) кориума на бетонное основание - это один из самых негативных сценариев. Бетон содержит очень много связанной воды => гремучий газ => взрыв с большим объёмом радиоактивного заражения атмосферы и местности, причём самыми "неприятными" изотопами.

Сообщение отредактировал 17th Guest - 8.4.2011, 6:42

[AtomInfo.Ru]

От модератора.

1) Уважаемые посетители, просьба от темы более не отклоняться. Буду переносить в другие темы.

2) Ссылки на отчёты NRC и AREVA уже по этой ветке были. Просьба по второму-третьему разу их не выкладывать.

[ole]

при глубинах акватории ~5 метров вам могут подойти только танкеры типа река-море с их 5(максимум) тыс тонн.

даже выборгско-каспийским 12 тысячникам проекта 00260 уже нужно 6-7 метров.

ЗЫ: Разумеется при Союзе уже давно и пару земснарядов бы пригнали и супертанкеру DW=30+ тыс тонн подходы обеспечили, с последующим затоплением в районе Новой Земли.

Но... Джапан капитализмус... :-(

Танкер можно поставить на внешнем рейде, а воду перебрасывать плоскодонной баржей-водолеем. Для флота задача тривиальная

[O3P]

Обсуждалось где-то в начале темы, что падение горячего (во всех смыслах) кориума на бетонное основание - это один из самых негативных сценариев. Бетон содержит очень много связанной воды => гремучий газ => взрыв с большим объёмом радиоактивного заражения атмосферы и местности, причём самыми "неприятными" изотопами.

Обсуждаться-то обсуждалось, но работы, рассматривающие полное расплавление АЗ, ничего такого не упоминают ни для BWR, ни для ВВЭР (ни для ЧАЭС, кстати, где бетона поплавилось порядочно). Что-то выходит так, что водорода из бетона все-таки не получить. Уж не знаю, почему - может, он связанную воду при плавлении не выделяет? Или к моменту плавления бетона весь цирконий уже заканчивается?

[aprudnev]

Обсуждаться-то обсуждалось, но работы, рассматривающие полное расплавление АЗ, ничего такого не упоминают ни для BWR, ни для ВВЭР (ни для ЧАЭС, кстати, где бетона поплавилось порядочно). Что-то выходит так, что водорода из бетона все-таки не получить. Уж не знаю, почему - может, он связанную воду при плавлении не выделяет? Или к моменту плавления бетона весь цирконий уже заканчивается?

Цирконий обладает замечательной способностью сгорать в кислороде воздуха (температура самовоспламенения — 250 °C) практически без выделения дыма и с высокой скоростью. При этом развивается самая высокая температура для металлических горючих (4650 °C).
С азотом цирконий образует при 700—800 °C нитрид ZrN. Цирконий взаимодействует с углеродом при температуре выше 900 °C с образованием карбида ZrC. Карбид и нитрид циркония — твёрдые тугоплавкие соединения;

что то я сомневаюсь что там цирконий доживет до бетона...

В ЧАЭС насколько я помню по фоткам потеков лавы особых проблем у бетона с расплавом не возникло.

Сообщение отредактировал aprudnev - 8.4.2011, 8:29

[Mihatut]

Господа, которые рассуждают про футеровку и т.п., вы уперлись в одну совершенно элементарную физическую задачу для старшеклассников и за деревьями не видите леса.

Предположим, есть объем расплавленного кориума, теплоотвод равен нулю, футеровка идеальная(выдерживает миллион градусов К), ЦР остановилась недавно, остаточное тепловыделение 10% от номинальной мощности.
Произойдет бесконечный разогрев?
Нет это бесконечная чушь!

Расплав будет последовательно, достигая температуры кипения очередного изотопа эффективно охлаждаться. Дошли до 800С - пока цезий не выкипит, фиг дальше разогреемся. Кончился цезий, дошли до 1700С, пока стронций не выкипит - стоим. То что выкипело в виде пара улетучивается из здания энергоблока в окружающий мир. Как известно, основная остаточная активность у элементов с низкой температурой кипения, они выкипели, чем дальше разогреваться будем? Ураном? Он, конечно кипит при Т под 4500С, вот только у него нет такого остаточного тепловыделения, чтобы сколь-нибудь заметно разогреться.
Улетевшие изотопы сконденсируются на окружающих расплав конструкциях и территориях, площадь теплоотвода возрастет на порядки, установится новое тепловое равновесие. Что с того, что на площади 100 кв.км температура земли станет на 0,2 градуса выше?

Думаю, что чернобыльские лавовые потоки как раз застыли, потому как из них выкипели самые активные изотопы.

Проблема не в том, что можно проплавить дырку до центра Земли, а в том, чтобы всю эту летучую радиоактивную гадость держать в твердом, или хотя бы в жидком состоянии внутри ограниченного объема.

[kostik]

что то я сомневаюсь что там цирконий доживет до бетона...

Правильно сомневаетесь, при T>600C он вообще недолго протянет, будет связываться с кислородом и парами воды из воздуха.

[AtomInfo.Ru]

От модератора.

http://english.kyodonews.jp/news/2011/04/84023.html

A spent nuclear fuel disposal facility in the village of Rokkasho, Aomori Prefecture, lost external power supply and switched to an emergency generator but power was restored at 9:44 a.m. Friday, according to the agency.

The Higashidori nuclear power plant in Aomori also got power from an emergency generator after the Thursday quake, but its external power supply was restored at 3:30 a.m. Friday, according to Tohoku Electric and the government's countermeasure headquarters.