Демпфирующие конструкции в составе защитных оболочек объектов ЯТЦ

15.06.2021 2021 - №02 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

А.В. Соболев С.А. Олейников

https://doi.org/10.26583/npe.2021.2.08

Рассматривается угроза падения (удара) летящего объекта (самолет, ракета, беспилотный аппарат, перемещаемый груз, объект, поднятый ураганом) на предприятиях ядерной индустрии. К таким предприятиям могут быть отнесены как энергоблоки АЭС, так и предприятия по изготовлению ядерного топлива, переработке или хранению отработавшего ядерного топлива или радиоактивных отходов. Последствия таких воздействий могут носить катастрофический характер. Указано, что с учетом перспективы развития ядерной энергетики и увеличения числа объектов, работающих с радиоактивным веществами, эти опасности будут становиться все более значимыми.

Представлены зависимости нагрузки от времени разных типов авиации, а также способы и рекомендации по их учёту в расчётах защитных оболочек согласно нормам МАГАТЭ и другим источникам. Описаны виды и особенности защитных оболочек объектов ядерного топливного цикла, а также их недостатки. Изложены особенности процессов, происходящих при кратковременных динамических нагрузках с жёсткими монолитными бетонными конструкциями. Эти процессы могут привести к выходу из строя оборудования, работающего с радиоактивными веществами.

Изложена идея создания демпфирующих, разрушающихся конструкций в составе защитной оболочки, которые позволят поглотить часть кинетической энергии за счёт их разрушения и снизить импульсные нагрузки на оборудование, обусловленные следующим за ударом колебательным процессом. Выполнен качественный анализ такого подхода с точки зрения обеспечения защитных свойств и экономической целесообразности.

Ссылки

1. Houthi Drone Attacks on 2 Saudi Aramco Oil Facilities Spark Fires. Электронный ресурс: https://www.aljazeera.com/news/2019/09/drones-hit-saudi-aramco-facilities-fires-190914051900472.html (дата доступа: 12.02.2021).
2. Рачков В.И. Стратегии развития атомной энергетики России. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем» ЭНЕРГО-2010 (Москва, 1-3 июня 2010 г.). – Том 1. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – С.21-24.
3. Официальный сайт Министерства энергетики Российской Федерации. Доклад о реализации Энергетической стратегии России на период до 2030 года по итогам 2018 года. Электронный ресурс: https://minenergo.gov.ru/node/1026 (дата доступа: 12.02.2021).
4. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. / Под общ. ред. В.А. Котляревского, А.В. Забегаева. Том 1. – М.: Изд-во АСВ, 1995. – С. 168-183.
5. Bauer J., Scharpf F., Schwarz R. Analysis of Reinforced Concrete Structures Subjected to Aircraft Impact Loading. // Transactions of the VII-th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology, J9/4, Seiten 423-430, 1983.
6. Sugano T. et al. Full-Scale Aircraft Test for Calculation of Impact Force. // Nucl. Engng. and Des. – 1993. – Vol. 140. – PP. 373-385.
7. External Human-Induced Events in Site Evaluation for Nuclear Power Plants. IAEA Safety Standards Series. Safety Guide No. NS-G 3.1 – International Atomic Energy Agency. Vienna, 2002. – 49 p.
8. НП-064-17. Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на объекты использования атомной энергии. – М.: ФБУ «НТЦ ЯРБ», 2018. – 70 с.
9. Архипов С.Б. Вероятностный анализ прочности колебаний строительных конструкций зданий АЭС при ударе самолета. Дисc. к. т. н.: 05.23.01. Санкт-Петербургский государственный технический университет. – Санкт-Петербург, 2000. – 138 с.
10. Нормы строительного проектирования атомных станций с реакторами различного типа: ПиНАЭ 5.6. – М.: Минатомэнерго РФ, 1986. – 21 с.
11. Правила проектирования и строительства строительных конструкций ядерного острова с реактором типа REP (с водой под давлением): RCC G. – Париж: Электрисите де Франс, июль 1988. – 115 с.
12. Нормы МАГАТЭ по безопасности для защиты людей и охраны окружающей среды. Руководство по безопасности No. GS-G-3.5 Система управления для ядерных установок. – Вена: МАГАТЭ, 2014. – 183 с.
13. Новожилов Ю.В., Михалюк Д.С., Феоктистова Л.Ю. Расчет нагрузки на здания ядерного острова АЭС при ударе воздушного судна. // Вычислительная механика сплошных сред. – 2018. – Т. 11. – № 3. – С. 288-301.
14. Richtlinie fur den Schutz von Kernkraftwerken gegen Druckwellen aus chemishen Reaktionen durch Auslegung der Kernkraftwerke hin-sichtlich ihrer Festigkeit. // Bundesanzeiger. – 1976. – No. 179. – PP. – 1-3. Bonn (22.9.1976).
15. Попов Н.Н., Расторгуев Б.С. Динамический расчет железобетонных конструкций. – М.: Стройиздат, 1974. – 207 с.
16. Ламзин Д.А. Высокоскоростное деформирование и разрушение мелкозернистых бетонов. Дисc. канд. техн. наук. 01.02.06. Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского. – Нижний Новгород, 2014. – 161 с.
17. Волкодав И.А. Методика оценки безопасности АЭС при ударах разрушающихся объектов. Дисс. к. т. н. 05.26.02. Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. – Санкт-Петербург, 2011. – 167 с.
18. Росатом: история и современность. Энциклопедия атомной отрасли. Электронный ресурс: http://edu.strana-rosatom.ru/ (дата доступа: 12.02.2021).
19. Nuclear Containments: State-of-art Report. – Stuttgart: Federation internationale du beton, 2001. – 117 p.
20. International Atomic Energy Agency, Ageing Management of Concrete Structures in Nuclear Power Plants, Nuclear Energy Series No. NP-T-3.5. – Vienna, 2016. – 355 p.

безопасность объектов ЯТЦ удар летящего тела запроектная авария падение самолёта защитная оболочка демпфирующие конструкции

Ссылка для цитирования статьи: Соболев А.В., Олейников С.А. Демпфирующие конструкции в составе защитных оболочек объектов ЯТЦ. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 2. – С. 83-94. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.2.08 .