WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«НАЩЮНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ Препринт 13-1 Е. -Д. Высотский, А. И. Довыдьков, С. А. Довыдьков, В. А. Краснов, В. Н. Щербин КОНТРОЛЬ ТОПЛИВОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ В ПОМЕЩЕНИЯХ ...»

UA1401814

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АЭС

НАЩЮНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ

Препринт 13-1

Е. -Д. Высотский, А. И. Довыдьков, С. А. Довыдьков,

В. А. Краснов, В. Н. Щербин

КОНТРОЛЬ ТОПЛИВОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

В ПОМЕЩЕНИЯХ 505/3 И 914/2 ОБЪЕКТА «УКРЫТИЕ»

Чернобыль 2013

УДК 612.039.076

Контроль топливосодержащих материалов в помещениях 505/3 и 914/2 объ­

екта «Укрытие» / Высотский Е. Д., Довыдьков А. И., Довыдьков С. А.. Краснов В. А,, Щербин В. Н. —Чернобыль. 2013.—32 с. - (Препр. /' КЛН Украины. ИПБ АЭС; 13-1) .

Рассмотрены пути доступа, состояние и результаты контроля динамики параме­ тров ТСМ в ядерно-опасных помещениях 505/3 (южный бассейн выдержки) и 914/2 (центральный зал) аварийного 4-г о энергоблока ЧАЭС. Определены наиболее информа­ тивные исследовательские скважины и контрольные точки для установки датчиков .

Проведен системный анализ имеющейся информации по этим скважинам. Показаны результаты измерений нейтронных потоков, МЭД и температуры по глубине скважин, проведенных непосредственно после бурения, а также данные более поздних измере­ ний. Даны координаты и номера датчиков, которые были установлены в скважинах в разные периоды для более эффективного анализа динамики параметров ТСМ. Отме­ чено, что ИАСК не обеспечит надежного контроля ядерной безопасности объекта «Укрытие». Предложено расположение дополнительных датчиков в зонах ядерноопасных скоплений ТСМ, что позволит более оперативно выявлять причины аномаль­ ных отклонений в каналах контроля нейтронной активности. Результаты анализа дают возможность выбирать информативные места для установки датчиков систем контроля ТСМ, оценить их эффективность и определить ожидаемые значения контролируемых параметров в этих точках .



Ил. 27. Табл. 10. Список лит.: с. 30 (16 назв.) .

Control of fuel-containing materials in object “ Ukryttya” 505/3 and 914/2 room s!

Vysotsky E. D., Dovyd'kov A. I., Dovyd'kov S. A., Krasnov V. A., Shcherbin V. N Chornobyl, 2013. - 32. - (Prepr. / National Academy of Sciences of Ukraine. Institute for safety problems of nuclear power plants; 13-1) .

The access paths, the state and results for monitoring of FCM parameters dynamics in nuclear-hazardous premises 505/3 (south store pool) and 914/2 (central hail) for Chernobyl NPP unit 4 are investigated. Most informative exploring wells and control points for sensor location are defined. The systematic analysis of available information for these wells is conducted. Results for measurements of neutron flux, exposure dose power and temperature for well depth after drilling, as weii as the iater measurements data, are shown. Cooruinaies and marks for sensors that were installed in wells at different times for better analization of FCM parameter dynamics are given. It is noted that IAMS will not provide reliable control for object “Ukryttya” nuclear safety. Localization for additional sensors in areas of FCM nuclearazardous accumulations is proposed; this will allow to identify more active reasons of abnormal deviations in neutron activity monitoring channels. Results of analysis make it possible to choose informative points for FCM monitoring system sensors, to evaluate their effectiveness and to determine expected values of controlled parameters at these points .



27 figs., 10 tabs., 16 refs .

Утверждено к печати ученым советом Института проблем безопасности АЭС НАН Украины

–  –  –

Обеспечение надежного контроля ядёрной и радиационной безопасности объекта «Укрытие» останется важной задачей и после сооружения ясіволо безопасного конфайнмента (НБК). Поэтому определение наиболее информативных точек в зонах потенциально опасных скоплений ТСМ, поиск возможных путей .

доступа туда для установки датчиков систем контроля, анализ динамики пара­ метров топливосодержащих материалов (ТСМ) остаются актуальными [1, 2]. В ИПБ АЭС НАН Украины постоянно ведутся работы по данной тематике, ‘ ; В Регламенте объекта «Укрытие» указано, что наибольшую ядерную опасность представляют четыре зоны: подаппаратное помещение 305/2 и соседнее с ним помещение 304/3, южный бассейн выдержки отработанного топлива (ЮБВ помещение 505/3), реакторное пространство (РП - помещение 504/2) и центральный зал (ЦЗ - помещение 914/2) [3] .

Для оперативной оценки динамики подкритичности ТСМ требуется непре­ рывное наблюдение нейтронной активности, а также контроль сопутствующих параметров: мощности экспозиционной дозы (МЭД) и температуры. Эти задачи предполагается ' возложить на интегрированную автоматизированную систему контроля (ИАСК), которая должна заменить действующие регламентные системы контроля ТСМ - «Финиш-Р» и СК «Сигнал». ", Основным „местом установки датчиков систем контроля являются исследо- .

вательские скважины, которые бурились в 1988 - 1990 гг. Из-за отсутствия техно­ логии «горячего» бурения, связанного с извлечением высокоактивных кернов, бурение скважин прекращалось еще на подступах к ТСМ. Поэтому все детекторы нейтронов сейчас располагаются на периферии ядерно-опасных скоплений ТСМ .

Они недостаточно чувствительны к процессам, происходящим внутри ТСМ [4, 5] .

В [6} показано, что новая система ИАСК из-за ряда, особенностей не обеспечивает требуемой надежности контроля ядерной безопасности. Было предложено, чтобы в потенциально ядерно-опасных зонах установить допол­ нительно датчики другой (резервной) системы, которая позволяет более оперативно ' выявлять причины аномальных показаний в каналах контроля нейтронной активности .

Особое внимание следует уделить помещению 305/2. В юго-восточном секторе этого помещения были локализованы две Зоны больших скопления ТСМ, в которых. содержание топлива может превышать 40%. Температура подреакторной плиты в зимний период здесь выше температуры в реакторном пространстве на 15 С, что свидетельствует о постоянном и мощном тепловыделении в этой области .

Результаты моделирования подтвердили высокую вероятность возникновения там СЦр [7J. ‘J В [8 - 10] проведен анализ возможных путей доступа в эту зону. Рассмотрены особенности, результаты и опыт использования исследовательских скважин для контроля находящихся там скоплений ТСМ. Даны рекомендации по взаимному расположению датчиков ИАСК и резервной системы контроля .





Данная работа является продолжением исследований путей повышения надежности контроля ядерно-опасных скоплений ТСМ в объекте «Укрытие». В ней проведен системный анализ основных характеристик исследовательских скважин и путей доступа к ТСМ в помещение 505/3 - южный бассейн выдержки, где находятся кассеты с. отработанным • ядерным топливом (ЮБВ) и в помещение 914/4 центральный зал. (УЗ)- Сделан анализ результатов измерений параметров нейтрон­ ных потоков, МЭД и температуры в скважинах за время после аварии. Даны рекомендации по установке датчиков систем контроля ядерно-физических пара­ метровТСМ в этих зонах .

При выполнении данной работы использованы справочные материалы из других источников [11 - 15], которые систематизированы и дополнены результа­ тами более поздних исследований .

Контроль ТСМ в помещении 505/3 (ЮБВ)

В Регламенте объекта Укрытия указано, что ЮБВ относится к потенциально ядерно-опасным помещениям, где находится крупное скопление ТСМ, требующее постоянного контроля. Перед аварией там хранились в подвешенном состоянии 129 кассет с общей массой топлива. 14.8 т [1] .

За прошедший после аварии период условия в помещении 505/3 изменились .

В частности; если сразу после аварии это помещении было сухим, то сейчас там накопилось большое количество влаги от конденсата и протечек. Вполне вероятно, что на полу этого помещения сейчас находится много воды. При обрушении кассет, изменении геометрии и структуры ТСМ, пропитке их водой нейтронная активность и уровень.ядерной безопасности в помещении 505/3 может существенно изме­ ниться .

Для обследования этого помещения в 1990 г. туда были пробурены несколько исследовательских скважин, через которые затем устанавливались датчики для контроля динамики плотности потока нейтронов (ППН) и МЭД в этой зоне .

Все исследовательские скважины в ЮБВ были пробурены из помещения 515/3. Это помещение находится на высотной отметке 18.70 между осями 42 - 45 и рядами И,- Д. Высота от пола до низа плит верхнего перекрытия 3.0 м. Пол выполнен с уклоном егт оси 43 в сторону оси 45 с общим понижением до отметки

18.20 м. Состояние строительных конструкций удовлетворительное. Это относи­ тельно чистое помещение. Уровень гамма-фона в диапазоне (20 - 170) мР/ч. В помещении 515/3 в настоящее время находится буровое оборудование, располо­ женное непосредственно возле северной и восточной стены. Близкое к стене положение этого- оборудования мешает установке и техническому обслуживанию датчиков систем контроля .

На рис. 1, показано расположение устьев скважин в помещении 515/3, пробуренных в 1989 - 1990 гг. в сторону помещения 505/3. На рис. 2 дан фрагмент плана этих скважин на отметке 18.7, а также показана предполагаемая зона расположения кассет с отработанным ядерным топливом .

Следует также отметить, что из помещения 515/3 было спроектировано несколько скважин в сторону ЦЗ. Бурение их проводилось в 1999 и 2000 гг .

Характеристики этих скважин будут рассмотрены в следующем разделе при описании контроля ТСМ в ЦЗ .

Всего из помещения 515/3 в сторону ЮБВ было пробурено пять скважин. Это скважины В.19.103, В.20.100, В.21.96, В.22.80 и В.22.90. В табл. 1 приведены основные параметры этих скважин. Ниже сделан более подробный анализ по каждой из скважин, в том числе результаты измерений там параметров ТСМ В.22.80

–  –  –

С кваж ина В.19.103 Скважина В.19.103 пробурена из помещения 515/3 в нижнюю часть помещения 505/3 (ЮБВ). Дата окончания бурения 15.10.90 .

Координаты устья: высотная отметка 19.00, ось 43-250, ряд И-800 .

Углы наклона скважины: вертикальный 0°, горизонтальный 45° .

Глубина скважины 11.10 м .

Начальный диаметр бурения 151 мм, конечный - 132 мм. Скважина после бурения была обсажена на глубину 6 м трубами диаметром 127 мм .

Результаты бурения приведены в табл. 2. На рис. 3 показан фрагмент сечения 4-го блока ЧАЭС по оси скважины В.19.103 Первые измерения в скважине В.19.103 проводились: МЭД - 16.11.90, ППН рис. 4 и 5). Измерения температуры в 1990 г. не выполнялись .

В апреле 1991 г. в скважину были установлены и подключены к системе «Финиш» датчики МЭД (канал № 37) и температуры (канал № 54). В 1998 г. эти каналы переданы в регламентную систему «Финиш-Р» .

С 1998 по 2010 г. в скважине.В.19.103 находился датчик ППН и МЭД с детектором КНК-15 системы «Финиш-Р», (канал МЭД № 14, датчик К» 37; канал П ПН - № 7, датчик № 35) При обследовании 28.02.2005 скважина пройдена калибром 0 89 мм до глубины 11.4 м. С глубины 10 м скважина выходит в свободное пространство .

В июле 2010 г., согласно данным «Финиш-Р», среднее значение МЭД, зарегистрированное в скважине В.19.103 на глубине 11.5 м было 3400 Р/ч, на этой же глубине ППН было на уровне 260 нейтр./(см • с). .

В 2010 г. при подготовке ИАСК скважину В.19.103 обсадили на глубину 12 м трубами с наружным диаметром 89 мм и внутренним - 79 мм. После этого в скважину были установлены датчики ППН и МЭД ИАСК (каналы NFD-009 и GDR-009) .

Для калибровки этих каналов 24.11.2011 в скважине В.19.103 были проведены измерения МЭД с помощью прибора ДКС-ДЗМ с выносным детектором СДН 129 .

Результаты приведены в табл. 3. В этой же таблице для сравнения приведены данные измерений в 1990 г. Видно, что уровень МЭД в этой зоне существенно уменьшился .

В марте 2013 г. анализ характеристики канала ИАСК NFD № 009 показал, что средняя скорость счета импульсов от датчика ППН (на оптимальном уровне дискрими­ нации) - 30 имп./с (рис. 6). С учетом чувствительности детектора, это соответствует, примерно, 780 нейтр./(см2 с). Повышение нейтронной активности в нижней части помещения 505/3 по сравнению с периодом 1990 г. может быть вызвано накоп­ лением там воды, а также увеличением массы ТСМ, например, при обрушении кассет с ядерным топливом .

310/2 309/3

–  –  –

Рис. 5. Измерение,параметров нейтронных потоков в скважине В.19.103 (24.11.90) .

( R - кадмиевое отношение; F - ППН. н/(см2 с); 1 - скорость счета "голой” камеры, им п./с) .

–  –  –

Скважина В.20.100 пробурена из помещения 515/3 в нижнюю часть помещения 505/3 (ЮБВ). Дата окончания бурения 19.08.90 .

Координаты устья: высотная отметка 20.00, ось 43-250, ряд И-800 .

Углы наклона скважины: вертикальный 0°, горизонтальный 18° .

Глубина скважины 8.1 м. Диаметр бурения по всей глубине 151 мм. Скважина не обсажена. Результаты бурения приведены в табл. 4. На рис. 7 показан фрагмент сечения 4-го блока ЧАЭС л о оси скважины В.20.100 .

Первые измерения нейтронной активности в скважине В.20.100 проводились в августе 1990 г, измерения МЭД - 24.08.90 и 05.11.90, измерения 1ІІІН - 04.09.90 .

Средние результаты измерений на выходе в помещение 505/3 (на глубине 8.5 м): ППН нейтр./(см2-с) ( рис. 8 ), МЭД - 2800 Р/ч .

В апреле 1991 г. в скважину В.20.100 были установлены и подключены к системе «Финиш» датчики МЭД (канал № 27, а с 1992 г. - № 2). В 1998 г. датчик МЭД в этой скважине был подключен к регламентной системе «Финиш-P» (канал МЭД - № 16, датчик № 40). Средние показания канала МЭД в скважине В.20.100 в разные периоды были: сентябрь 1992 г. - 2300 Р/ч, октябрь 1994 г. - 1700 Р/ч, сентябрь 1998 г. Р/ч, июль 2010 г. - 700 Р/ч, апрель 2013 г. МЭД 600 Р/ч. То есть наблюдается постоянный спад уровня МЭД. Контроль динамики ППН в этой скважине не проводился, вероятно, что она аналогична динамике ПГІН в соседней скважине В.19.103 .

Рис. 7. Фрагмент сечения 4-го блока ЧАЭС по оси скважины В.22.100 .

–  –  –

Рис. 8. Измерение параметров нейтронных потоков в скважине В.20.100 в 1990 г .

( R - кадмиевое отношение; F - ППН. н/(см2 с); I - скорость счета "голой" камеры, имп./с) .

–  –  –

Скважина В.21.96 пробурена из помещения 515/3 в среднюю часть помещения 505/3 (ЮБВ). Дата окончания бурения 29.07.90 .

Координаты устья: высотная отметка 21.00, ось 43-250, ряд И-800 .

Углы наклона скважины: вертикальный 20°, горизонтальный 18s .

Глубина скважины 9.1 м (рис. 10) .

Начальный диаметр бурения 151 мм, конечный - 112 мм. Результаты бурения приведены в табл. 5. Скважина после бурения была обсажена на глубину 8.3 м трубами, диаметром 127 мм .

Первые измерения в скважине В.21.96 проводились: МЭД - 10.08.90, ППН рис. 11 и 12) .

До 1998 г. в скважине В.21.96 находился датчик ППН (канал № 46). который был подключен к системе «Финиш». В 1998 г. средние показания канала контроля ППН № 46 были 4.2 имп./с. С Ї998 по 2010 г. в этой скважине находился датчик ППН системы «Финиш-Р» (канал ППН № 6, датчик 12). Средние показания ППН этого канала в 2010 г. 80 нейтр./(см2-с) .

При обследовании в 2005 г. скважина была пройдена калибром 0 89 мм до глубины 9.0 м. Далее она выходит в свободное пространство .

В 2010 г. при подготовке к использованию в ИАСК скважину В.21.96 обсадили на глубину 10.5 м трубами с наружным диаметром 89 мм и внутренним диаметром 79 мм. После этого в скважину были установлены датчики ППН и МЭД ИАСК (каналы NFD-008 и GDR-008) .

В мае 2012 г. для калибровки канала МЭД № 8 ИАСК были проведены измерения МЭД в скважине В.21.96 с помощью дозиметра ДКС-ДЗМ. Средние показания на глубине 9.3 м - 240 Р/ч........ .

В марте 2013 г. проведен анализ характеристик сигналов в канале NFD№ 008 ИАСК. Средняя скорость счета импульсов от датчика ППН в этом канале при оптимальном уровне дискриминации была на уровне 20 имп/с (рис. 13). С учетом чувствительности детектора, это соответствует показаниям ППН, примерно 400 нейтр./(см‘-с) .

Рис. 10. Фрагмент сечения 4-го блока ЧАЭС по оси скважины В.21.96 .

–  –  –

Рис. 11. Измерение параметров нейтронных потоков в скважине В.21.96 (28.08.90) .

( R - кадмиевое отношение; F - ППН, н/(см2 -с); I - скорость счета "голой" камеры, имп./с)

–  –  –

С кваж ина В.22.90 Скважина В.22.90 пробурена из помещения. 515/3 в с^днкм о эдсхь. по^ршения 505/3 (ЮВВ). Дата окончания бурения 27.04.90 .

Координаты устья: высотная отметка 2-І.4.0, ось 43-250, ряд И-8.00 .

Углы наклона скважины: вертикапьньїй2-5в\, горизрнтал^ньїй Глубина сюзаадіш 9.15 м, (рис. 14), Начальный диаметр бурения 151 мм, конечный - 112 мм. Сюїажирна не обсажена .

Результата бурения приведены в табл. 6 .

Первые измерения в скважине В,21.90 проводились сразу п о с л е бурения: М:ЭДППН - 27.05.90 (рис. 15 и І 6). Средние результаты измерений ft период, щ Губине 10 м: ППН - 80 нейтр./(см2\с), М Э Д - 3600,?/^ .

ЕІ октябре 2000 г. были проведены измерения П1Ш И МЭД по глубине скважины В.22.90 (рис. 17). До 8 м показания гамма-излучения и нейтронов, практически не зафиксированы. Затем показания датчиков резко возрастают и на отметке 9-і5 м фиксируется пик со значениями МЭД - 605 Р/ч и ППН - 93 н/(см2-е}. На расстоянии примерно 9,7 м зонд мягко упирался, предположительно, в висящие кассеты с ядерным топливом. Следует отметить, что на графиках, приведенных в [11], также отмечает ся пик значений М ЭД - 1900 Р/ч на расстояний 9.1м, а пик ППН не отмечается (см. рис. 15 и 16 ). Отсутствие пика йри измерениях ППН в 1990 г., вероятно, связано с большим шагом продвижения штанги (50 см). Значения ППН в измерениях 1990 и 2000 гг. отличаются на единицы, в то же время значения МЭД отличаются..существенно. Эго может быть вызвано изменением параметров ТСМ вследствие ;обрушения части кассет с топливом в бассейне выдержки и заливки водой ТСМ на полу помещения 505/3 [15] .

До 2010 г. скважина В.22.90 в системах контроля не использовалась. В 2010 г. при подготовке ИАСК в скважину был установлен и подключен к системе «Финиш-Р»

датчик ППН и МЭД, переставленный из скважины В.19.103. Номера каналов после перестановки остались без изменения: (канал МЭД № 14, датчик № 37; канал ППН датчик № 35). Средние показания каналов в декабре 2010 г. были: МЭД Р/ч, ППН - 34 нейтр./(сіиР-с). В апреле 2013 г. средние показания МЭД - 370 Р/ч, ППН - 48 нейтр./(см2-с) .

309/3 44. 43

–  –  –

Рис. 16. Измерение параметров нейтронных потоков в скважине В.22.90 (27.05.90) .

( R - кадмиевое отношение; F - ППН, н/(смг с); I - скорость счета "голой" камеры, им п./с) .

–  –  –

Скважина В.22.80 пробурена из помещения 515/3 в верхнюю, часть, помещения 505/3 (ЮБВ). Дата окончания бурения 17.03.90 .

Координаты устья: высотная отметка 21.80, ось 43-250, ряд И-800 .

Углы наклона скважины: вертикальный 35°, горизонтальный 18° .

Глубина скважины 9.72 м (рис. І 8). Результаты бурения приведены в табл. 7, Начальный диаметр бурения 151 мм, конечный - 132 мм. Скважина, обсажена трубами диаметром 146 мм на щубину 6 J м. "Поскольку обсадка выполнейане на всю глубину, то из-за прогиба технологических штанг могут быть проблемы при установке датчиков В эту скважину .

Первые йзмеірения в скважине В.22.80 проводились практически фазу после бурения в 1990 г.: МЭД - 04.05.90, ППН - 12.04.90. Наибольшие значения МЭД (830 Р/ч) в скважине В.22.80 зарегистрированы на глубине 12 м.(рис. 19). ППН в этой скважине до глубины 9 м незначительные, а при выходе в ЮБВ на интервале от 9 до 10 м резкий рост до максимальных значений 70 нейтр./(см2 • с), а скорость счета увеличивается от 0,2 до 2 имп./с, кадмиевое отношение около 6 (рис. 20) .

До 2010 г. скважина В.22.80 в системах контроля не использовалась. В 2010 г. при подготовке ИАСК в эту скважину был установлен и подключен к системе «Финиш-Р»

датчик ППН, переставленный из скважины В.21.96. Номер канала остался без изменения (канал ППН № 6, датчик № 12). Средние показания ППН в декабре 2010 г .

были 18 нейтр./(см2 с). В апреле 2013 г. средние показания ППН в этом канале были 24 нейтр./(см"-с) при скорости счета 2 имп./с .

Ч;

В.22.80 7 \,6 Ч4 ||| 614/3

–  –  –

Рис, 20.:Лзмерение параметров нейтронных потоков в скважине В.22.80 (12.04.90) .

(R - кадмиевое:отношение; F г ППН, н/(см2 с); I - скорость счета "голой" камеры, имп/с) .

На рис 2 Г для сравнения приведены результаты измерений 11) LH и :М З|1.в рассмотренных выше скважинах на выходе из стены в помещение 505/3 в разные периоды после аварии. Эти данные показывают, что уровни МЭД там понижаются, а уровни ППН в нижних скважинах наоборот повысились. Повышение нейтронной активности в нижней части помещения 505/3 может быть связано.с накоплением там воды от конденсата и протечек, а также частичного о б р у ^ н ^ я ^ а с с е т с ядерным топливом и попадания топлива с верхних отметок. Г ;, ;-у Данное помещение согласно Регламенту объекта «Укрытие» относится к ядерно-опасным и требует постоянного контроля подкритичнойти находящихся там ТСМ. Однако после ввода в эксплуатацию ИАСК планируете*! вывести из опроса все датчики систем «Финиш-P». Тогда в этом помещений 'йстану^ся Только два датчика ИАСК (один в нижней части другой в верхней). Этого явно недостаточно .

При неисправности даже одного канала эта ядерно-опасная зона будет фак­ тически без контроля. Необходимо рядом с датчиками ИАСК в соседних скважинах В.20.100 и В.22.90 установить датчики другой системы.. Можно, например, находящиеся там датчики «Финйш-Р» подключить к исследовательской системе «Финиш». '

–  –  –

К ядерно-опасным помещениям, отмеченным в регламенте, относится и центральный зал (ЦЗ, помещение 914/2). Это одна из наиболее труднодоступных зон объекта «Укрытие». Из-за интенсивных радиационных полей, и ныне превышающих сотни рентген в час, возможности проникновения в ЦЗ крайне ограничены .

В настоящее время пол ЦЗ покрыт слоем строительных конструкций и сброшенной засыпки толщиной в несколько метров. Высота отдельных "холмов" в центральной части ЦЗ достигает 7 - 8 м над полом помещения. Предполагается, что под завалами.в ЦЗ в в о д и тся более 50 т радиоактивных материалов (по урану) в виде фрагментов активной зоны, лавообразных ТСМ и топливной пыли, выбро­ шенных из активной зоны и образовавшихся на первых этапах аварии [1]. Эта зона до настоящего времени фактически не контролируется .

В первое время после аварии с трубного наката на разных высотах в ЦЗ были опушены датчики МЭД и температуры. Была попытка расположить на поверхности завала нейтронный детектор системы «Финиш». Его показания оказались практически нулевыми из-за экранирования ТСМ толстым (до 8 м) слоем засыпки .

Высокий уровень радиации на трубном накате, большие сложности при установке, ремонте и техническом обслуживании датчиков привели к тому, что большинство каналов в ЦЗ были выведены из опроса .

И после внедрения ИАСК эта зона фактически опять не будет охвачена контролем, поскольку датчики ИАСК установлены далеко от предполагаемых скоплений ТСМ. Поэтому поиск и анализ возможных путей доступа в ЦЗ для установки датчиков в этой зоне остается актуальной задачей .

Для контроля ЦЗ были спроектированы несколько исследовательских скважин, которые планировалось пробурить из помещения 515/3. Работы по их бурению проводились в 1999 и 2000 г. Фактически проведено бурение только двух скважин (Ю.22.128 и Ю.22.129). Уже в самом начале бурения анализ параметров проходки скважины Ю.22.128 показал, что трасса скважины имеет значительные отклонения от проектной и вообще не попадает в район ЦЗ. Поэтому ее бурение было прекращено. Пробурена была только скважина Ю.22.129, причем тоже с нарушением проектных параметров .

Для датчиков ИАСК были специально сделаны проходки из помещения 812/2, обсаженные трубами диаметром 89 мм. План этих проходок и положение в них датчиков ИАСК, предназначенных для контроля ТСМ в зоне ЦЗ, показаны на рис. 22 .

Предполагаемая область скоплений ТСМ в ЦЗ, требующая постоянного контроля, ограничена координатами: отметка (35 - 37), оси (40 - 46), ряды (И - Н) .


Из рис. 22 видно, что все датчики ИАСК расположены далеко от данной зоны ЦЗ и не будут реагировать на изменения там нейтронной активности. Анализ показаний этих каналов свидетельствует о практически нулевом уровне ППН в этих контрольных точках. Контрольные измерения там МЭД в мае 2012 г. дозиметром ДКС-ДЗМ показали результаты от 0.06 до 0.12 Р/ч, а сигналы от нейтронов вообще не были зарегистрированы .

' Рис. 22. Расположение датчиков ЙЛСК в зоне ЦЗ на отметке 33 м .

Для повышения надежности крнтроля ядерной безопасности в зоне ЦЗ были рассмотрены другие более информативные точки и проведен анализ пути доступа к ним для установки датчиков. На., рис, 23 показана горизонтальная проекция планируемого расположения датчиков, предназначенных для контроля ТСМ в ЦЗ .

Характеристики этих каналов контроля приведены в табл. 8 .

–  –  –

Из рис. 23 и табл. 8 видно, что более информативными могут быть датчики, опущенные с трубного наката над зоной РП, а также расположенные в забоях скважин 3.22.Б и Ю.22.129. Ниже более подробно рассмотрены характеристики этих скважин и особенности установки в них датчиков для контроля ТСМ .

–  –  –

ИГ 502/6 Рис. 24. Фрагмент вертикального сечения 4-го блока ЧАЭС по оси скважины 3.22.Б .

–  –  –

Рис. 25. Результаты измерений МЭД по глубине скважины 3.22.Б (13.07.89) .

До 2010 г: скважина 3.22.Б в системах контроля не использовалась. В 2010 г .

эту скважину обсадили для ИАСК на глубину 19.1 м заглушенной трубой с наружным диаметром 89 мм, а внутренним - 79 мм. Это соответствует зысотной отметке, примерно 32 м. В 2011 г. в скважину установлены датчики ППН и МЭД ИАСК, предназначенные для контроля ТСМ в зоне ЦЗ (каналы №16) .

В мае 2012 г. показания МЭД в скважине 3.22.Б дозиметром ДКС-ДЗМ на глубине 12.9 м. были 97 Р/ч, что примерно соответствуют результатам измерений в 1989 г. с учетом падения активности .

Дискриминационная характеристика канала ППН №.16, определенная в марте 2 0 1 3 г.. показана на рис. 26. Видно, что скорость счета у этого детектора небольшая (не более 2 имп.’с). Это указывает на низкую информативность данного канала / ИАСК. Поскольку этот датчик расположен на высотной отметке примерно 32 м и далеко от скоплений ТСМ в ЦЗ, он фактически показывает фоновые значения ППН и МЭД в точке установки .

Информативность этого датчика была бы выше, если бы данную скважину добурили и обсадили на большую глубину, чтобы датчик находился над уровнем пола ЦЗ (выше 35.5 м) .

–  –  –

Скважина Ю.22.129 была пробурена из помещения 515/3 вверх, в сторону югозападного квадрантаі ЦЗ на глубину 16.8 м. Координаты устья схважины: высотная отметка 21.8, ось 43-2300, ряд И -1000. По проекту забой скважины должен был быть примерно в 0.25 м от выхода в ЦЗ. Однако несоответствие выбуренных кернов и проектной трассы указывало на ошибку при установке углов бурового станка .

Выполненные измерения углов наклона скважины Ю.22.129 покаізали, что ее действительные углы наклона отличаются от проектных и составляют: верти­ кальный 52 ± 1°, а горизонтальный - 2 ± Г .

При построении более точной трассы скважины были учтены ранее полученные данные перископического обследования. Проведен анализ бурового журнала и характеристик выбуренных кернов. Собраны и проанализированы архивные материалы и строительные чертежи 4-го блока ЧАЭС. По фотографии было определено положение обсадной трубы скважины в помещении 806/4, которое подтвердило правильность расчетов [16] .

На основании комплексного анализа всех имеющихся сведений было показано, что скважина упирается в нижнее перекрытие. ЦЗ в лестничной клетке (помещение 902/2). Выбуренные части металлического швеллера и обшивки являются угловыми элементами потолка этого помещения. Горелый бетон в последних кернах указывал на возможность наличия ТСМ над этим местом на полу ЦЗ. На рис. 27 показана схема трассы скважины Ю.22.129 в помещениях объекта «Укрытие», построенная по результатам проведенного анализа .

Таким образом, было показано, что скважина Ю.22.129 проходит вверх через помещения 312/2, 806/4 и упирается в потолок помещения 902/2. Фактические координаты забоя: высотная отметка 34.5; ряд Л-2700; ось 43-2000. Эти координаты существенно отличаются от проектных .

В 2005 г. в скважину Ю.22.129 был установлен детектор нейтронов с камерой КНТ-54 (канал ППН № 23 системы «Финиш»). В октябре 2007 г. в эту скважину установили температурный зонд с пятью термопарами для контроля динамики температуры пола ЦЗ и градиента температур в этой скважине (каналы «Финиш»

№ 55 - 59). Координаты термопар показаны на рис. 27 и приведены в табл. 10 .

–  –  –

Таким образом, датчик у забоя скважины Ю.22.129 является наиболее информативным по сравнению с другими каналами, предназначенными для контроля ЦЗ. Он. позволит контролировать нейтронную активность ТСМ в ЦЗ по динамике нейтронных потоков и температуры под нижним перекрытием ЦЗ. Сейчас в скважине Ю.22.129 установлен датчик, контролирующий динамику температуры пола ЦЗ (канал № 55). Информативность скважины Ю.22.129 можно существенно повысить, если выбурить эту скважину еще на 70 - 90 см ближе к верхней отметке пола ЦЗ (35.5 м), как и предполагалось по проекту .

914/2

–  –  –

Рассмотрены пути доступа, состояние и результаты контроля динамики параметров ТСМ в ядерно-опасных помещениях 505/3 (ЮБВ) и 914/2 (ЦЗ) аварийного 4-го энергоблока ЧАЭС. Показано, что для контроля ТСМ в помещении 505/3 могут быть использованы исследовательские скважины В.19.103, В.20.100, В.21.96, В.22.80, 'В.22.90, а для контроля помещения 914/2 наиболее информативной является скважина Ю.22.129 .

Проведен системный анализ имеющейся информации по каждой из скважин, которые могут быть использованы для установки датчиков контроля ТСМ .

Показаны трассы скважин. Даны сведения о результатах бурения и материалах кернов. Сделан анализ результатов измерений нейтронных потоков, МЭД и температуры по глубине скважин, проведенных после бурения в 1990 г., а также более поздних измерений .

Приведены данные об использовании этих скважинах в системах контроля ТСМ за прошедшее время. Указаны координаты и номера датчиков ядернофизических параметров ТСМ, которые были установлены в скважинах в разные периоды. Это позволяет более эффективно проводить анализ динамики параметров ТСМ в этих зонах объекта «Укрытие» за весь период после аварии, а также выбрать информативные места для установки датчиков систем контроля, оценить диапазоны ожидаемых значений ППН, МЭД и температуры в этих точках .

В частности, результаты анализа показывают повышение нейтронной актив­ ности в нижней части помещения 505/3 по сравнению с периодом 1990 г. Это повышение может быть вызвано накоплением там воды, а также увеличением массы ТСМ .

Отмечено, что ИАСК не обеспечит в полной мере надежного контроля ядерной безопасности в этих помещениях объекта «Укрытие», так как нейтронные детекторы этой системы располагаются на периферии ядерно-опасных скоплений ТСМ и количество датчиков недостаточно .

Учитывая потенциальную ядерную опасность помещений 505/3 и 914/3, необходимо, кроме датчиков ИАСК, расположить в этих помещениях допол­ нительные датчики, подключив их к системе «Финиш», которая позволит более оперативно выявлять причины аномальных отклонений в каналах. контроля нейтронной активности, а также выполнять функции резервной системы контроля ТСМ .

Работы по созданию такой системы, отработка взаимодействия' этих двух системы, например при анализе аномальных показаниях нейтронной активности, должны проводиться еще до внедрения ИАСК в регламентный режим эксплу­ атации .

Показано расположение датчиков ИАСК и других системы контроля в зонах наиболее крупных скоплений ТСМ в помещениях 505/3 и 914/2. Приведены характеристики мест расположения датчиков и сделан анализ особенностей контроля ТСМ в указанных помещениях .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Объект «Укрытие»: 1986 - 2011 на пути к преобразованию / А. А. Ключников, В. А. Краснов, В. М. Рудько, В. Н. Щербин. - Чернобыль: Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, 2011. - 286 с .

2. Высотский Е. Д., Ключников А. А., Краснов В. А. Локализация ядерно-опасных скоплений топливоеодеракащих материалов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. - 2007. - Вип. 7. - С. 66 - 75 .

3. Технологический регламент объекта «Укрытие реактора блока № 4 Чернобыль­ ской АЭС». Чернобыль, 201 O ' .

4. Системы контроля состояния топливоСодержащих материалов объекта «Укры­ тие» / А. Ф; Атрощёйко, В.'А. Бал юн, Е. Д., Высотский и др. - Чернобыль. 1999. с. - (Прегір. /Н А Н Украины. МНТЦГ«Укрытие»; 99-3).. .

5. Высотский Е. Д., Довыдьков А. И., Довыдьков С. А. и др. Анализ путей доступа к скоплениям., хопливосодержащих. материалов в помещении. 305/2 объекта «Укрытие».^ Ч асть, 1.,Исследовательские скважины в помещении 305/2.,;р й ^ ы л 'ь ; 2 0 І І. - І8 с.-(Й р елр./Н А Н У кр аи н ы. ИГІБ АЭС; 11-1) .

6. Высотский Е. Д :, Довыдьков А. И., Краснов В. А., Щербин В. Н. Особенности ' котрірдя ядерной-безопасяости Объекта «Уіфьітие» в период сооружения нового безопасного конфайнмешга // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. —2011. —Вип.. 17. - С. 9.1 - 97 .

7. Модельные и экспериментальные исследования эффективности нейтронного контроля топливосодержащих материалов в зонах критмассового риска: (Отчет о НИР) / ИПБ АЭС НАН Украины; Рук. А. А. Ключников. Инв. № 3886. Чернобыль. 2007 .

8. Высотский Е. Д., Довыдьков А. И., Довыдьков С. А. и др. Анализ путей доступа к скоплениям топливосодержащих материалов в помещении 305/2 объекта «Укрытие». Часть 2. Исследовательские скважины в подреакторной плите. Чернобыль, 2011. - 37 с^ - (Препр. / НАН Украины. ИПБ АЭС; 11-2) .

9. Высотский Е. Д., Довыдьков А. И., Довыдьков С.А.и др. Анализ путей доступа к скоплениям топливосодержащих материалов в помещении 305/2 объекта «Укрытие». Часть 3. Исследовательские скважины на высотных отметках 10-11 м и в ПРК. - Чернобыль, 2012. - 30 с. - (Препр. / НАН Украины. ИПБ АЭС; 12-2) .

10. Высотский E-Д., Довыдьков А. И., Довыдьков С. А. и др. Анализ путей доступа к скоплениям топливосодерисащйх материалов в помещении 305/2 объекта «Укрытие». Часть 4. Исследовательские скважины на высотных отметках 12.-15 м .

- Чернобыль, 2012. - 37 с. -(П р еп р. і НАН Украины. ИПБ АЭС; 12-3) .

11. Скважины объекта «Укрытие». Обобщенные данные (альбом): (Отчет о НИР) / МНТЦ «Укрытие» НАН Украины. - Инв. № 09/05-66. - Чернобыль. 1998. - 117с .

12. Арзуманов С. С., Беляев С Г., Боровой А. А. и др. Нейтронные исследования на объекте “Укрытие” (Аварийный 4-й энергоблок ЧАЭС). Март 1988 г. - август 1990 г.- Москва, 1991. 52 с. —(Препр. / Ин-т атомной энергии им. И. В. Курчатова;

5313/3) .

13. Киселев А. Н., Ненаглядов А. Ю., Сурин А. И. и др. Исследовательские скважины 4-го блока ЧАЭС. Основные данные. Справочник. Часть 1. Скважины на отметке 9 м. - Москва, 1994. - 47 с. - (Препр. / Ин-т атомной энергии им. И. В. Курчатова;

5760/3) .

14. Исследовательские скважины объекта «Укрытие». Справочник. Т. 1 / Центр НТГМ; Рук. К. П. Чечеров. - Славутич, 1995. - 150 с .

15. Определение новых информативных мест размещения блоков детектирования, верификация скважин: (Отчет о НИР) / МНТЦ «Укрытие» НАН Украины; Рук .

В. Н. Щербин. - Инв. № 3808. - Чернобыль, 2001.-131 с.,

16. Довыдьков А. И., Краснов В. А., Довыдьков С. А. О возможности использования исследовательских скважин для контроля топливосодержащих материалов в центральном зале объекта «Укрытие» // Проблеми безпеки атомних електро­ станцій і Чорнобиля. - 2006. - Вип. 12. - С. 93 -101 .

–  –  –

ВЙСбЦЬКИИ Євген Дмитрович ДОВИДЬКОВ Анатолій Іванович ДОВИДЬКОВ Сергій Анатолійович КРАСНОВ Віктор Олександрович ЩЕРБІН Володимир Миколайович

К О Н Т РО Л Ь ПАЛИВОВМ ІСНИХ МАТЕРІАЛІВ У П РИ М ІЩ ЕН Н ЯХ

505/3 Т А 914/2 ОБ'ЄКТА «УКРИТТЯ»

–  –  –

Редактор JI. М. Троян Підп. до друку 02.09.13. Формат 60x90/16. Друк на різографі .

Ум. друк. арк. 2,1. Тираж 100 пр. Зам. № 187 Інститут проблем безпеки АЕС НАН України Київська обл., 07270, м. Чорнобиль, вул. Кірова, 36а Свідоцтво суб'єкта видавничої справи ДК № 2114 від 25.02.2005 р .






Похожие работы:

«Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова Факультет вычислительной математики и кибернетики Кафедра математических методов прогнозирования ПОДОПРИХИН Дмитрий Александрович Распознавание патт...»

«Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра физики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.9 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА МЕТОДИЧЕСКО...»

«Устройства ввода пробы и пробоподготовки ЗАО СКБ "Хроматэк" 2011г. Способы ввода пробы в хроматограф Обзор Ввод жидких проб Ввод газовых проб Ввод проб сжиженных под давлением Статический парофазный анализ Динамический парофазный анализ Термодесорбция П...»

«Программа информатизации ФГБОУ ВПО УВАУ ГА (И) ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА (ИОС) УВАУ ГА (И) 1. Аппаратно-технологическая инфраструктура ИОС Программа информатизации определяет основные цели, направления и задачи по развитию современной информационной среды УВАУ ГА(И), внедрению инновационных ин...»

«Программируемая платформа от Eliwell ПРОГРАММИРУЕМЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ Free для раскрытия вашего потенциала (Free = свободный) Программируемое решение от Eliwell сочетает скорость и надежность во всей линейке компактных и высокоэффективных продуктов. Брошюра Новая программируемая платформа от Eliwell...»

«"Труды МАИ". Выпуск № 81 www.mai.ru/science/trudy/ УДК: 004.932 Комплекс автоматизированной привязки данных дистанционного зондирования Земли Толченов А.А.,* Судоргин А.С.** Научно-исследовательский институт точных приборов,...»

«Для ржавых чайников Любовь Левина БОЛЬШАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ: компьютер, планшет, Интернет для ржавых чайников Издательство АСТ Москва УДК 004.3(07) ББК 32.973 Л36 Левина, Любовь Тимофеевна. Л36 Большая энциклопедия: компьютер, планшет, Интернет для ржавых чайников / Л.Т. Левина. – Москва: Издательство АСТ, 2017. – 352 с.: ил. – (Для р...»

«.Министерство угольной промышленности СССР.Министерство энергетики НРБ ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ по расчету вентиляционных сетей с применением аналоговых и цифровых вычислительных машин Кемерово — 1974 конструктивные решения Министерство угольной промы...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.