ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

51-106-03

Наименование проекта

Экспериментальный способ исследования динамики последующего экстремального комплексного воздействия локального ослабления аварийной защиты

Назначение

Моделирование, проведение оценочных расчетов многослойных ограждающих конструкций с металлоизоляцией, получивших предварительное однократное локальное импульсное комплексное многофакторное экспериментальное воздействие (О.Л.И.К.М.Д.Э.В.)

Рекомендуемая область применения

Ограждающие конструкции предприятий и установок, связанных с хранением и транспортировкой радиоактивных веществ и материалов.

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При анализе и расчете защитной способности многослойной ограждающей конструкции, включающей внутреннюю металлоизоляцию и получившей совместное комплексное локальное 4-факторное воздействие, а именно: радиационная нагрузка (ИИ), электрическое поле (ЭМИ), температурное воздействие теплового газодинамическое фронта (ГФ) и коротко импульсная ударная механическая нагрузка (Рд). Одно из приоритетных и доминирующих значений результатов подобного воздействия приобретает величина добавочного импульса ИИ, появляющегося за аварийной защитой в период относительно совместного скоростного воздействия всей системы О.Л.И.К.М.Д.Э.В (ИЛ № 51-001-03 Волгоградского ЦНТИ) в виде пульсирующей сегментной шаровой или параболической сферы. Последующее одно-, двух-, трехкратное воздействие электрического поля ЭМИ совместно с ИИ на линзу локального ослабления аварийной защиты позволяет определить оставшиеся защитные эксплуатационные ее качества на прохождение пучка ИИ в этом месте. Подробное описание подобного способа изложено в ИЛ № 51-213-02 и № 51-99-02 Волгоградского ЦНТИ.

Отличие заключается только в следующем. Пластина с калибровочными отверстиями имеет в средней части выпуклость в виде сегментной шаровой сферы диаметром в основании равным 2/3 диаметра воронки разрушения, а высота этой сферы составляет 2/3 глубины воронки разрушения. Подобные размеры полой открытой в сторону моноблока сегментной сферы выбраны для того, чтобы пластина при последующем третьем совместном воздействии ЭМИ и ИИ лежала непосредственно на бетонном образце, а данная сфера входила в воронку разрушения. Внутри этой металлической пластины сделаны калибровочные каналы, соединенные между собой и с выходом, в виде калибровочных отверстий на поверхности сферы пластины, обращенные к испытанному образцу (ИЛ № 51-229-01 Волгоградского ЦНТИ). Для защиты от теплового воздействия между моноблоком РУП и пластиной, а также между пленочными дозиметрами (обыкновенными или скоростными) и металлоизоляцией образца используют охлаждающий защитный экран, или в виде водяного экрана с ламинарным характером движения воды, или другого вида. Необходимым условием их применения является известная величина поглощения ими потока ИИ.

Основные условия проведение данного эксперимента.

1. Рассматривается только однократное, локальное последовательное и комплексное (условно одновременное) воздействие четырех факторов на многослойную защиту в различных сочетаниях.

2. Соблюдается принцип чистоты эксперимента. Суть его заключается в строгом определении величины коротко импульсной ударной локальной механической нагрузки (Рд) на защитную конструкцию, при которой не возникает явление откола на противоположной грани образца, а также не появляются деформации (магистральные трещины), предшествующие началу его,

За каждым, приготовленным к испытанию образцом, моделирующим защиту, перед началом его просветки устанавливается обыкновенный или скоростной пленочный дозиметр и проводится эксперимент в шесть этапов, в следующей последовательности.

I этап- Подготовительный.

Каждый образец всей данной серии просвечивается. Пленочные дозиметры, находящиеся под образцами, обрабатываются, с них снимаются показания доз ИИ в различных точках. Строятся графики зависимостиDiв фиксированных точках от параметров потока ИИ и от толщины конструкции (при различной толщине бетонной конструкции защиты). В этом этапе толщина образцов для каждой серии является величиной постоянной. Толщина металлоизоляции для всей серии образцов принята однозначно.

II этап- Подготовительный.

Каждый образец всей данной серии снова просвечивается источником ИИ в совокупности с воздействием на них электрического поля ЭМИ строго определенных параметров. При этом используется только тонкая сплошная стальная пластина, являющаяся одним из электродов, для создания электрического поля ЭМИ. После обработки пленочных дозиметров с них снимают показания и строят графики доз Di в фиксированных точках в зависимости от параметров потока ИИ, электрического поля ЭМИ, толщины самой бетонной конструкции. Толщина металлоизоляции принята величиной постоянной и однозначной.

III этап- Подготовительный.

Каждый образец всей данной серии просвечивается повторно источником ИИ в совокупности с воздействием на них электрического поля ЭМИ строго определенных параметров, а также воздействием температурным тепловым фронтом в виде газодинамического факела определенных параметров. По достижении необходимых параметров температуры и давления, определяемых с помощью датчиков на поверхности самой бетонной конструкции защиты делают фиксированные съемки с помощью дозиметров (обычных или скоростных). По окончании обработки пленочных дозиметров и снятия с них показаний доз ИИ в фиксированных точках строят графики зависимости доз Di от параметров ЭМИ и ТФ и толщины аварийной защиты. Толщина самой бетонной конструкции защиты, как и всей общей толщины аварийной защиты, есть величина постоянная.

IV этап- Основной.

На каждый образец всей серии, за исключением контрольных, воздействуют локальной коротко импульсной ударной механической нагрузкой с соблюдением принципиального условия чистоты проведения данного эксперимента. Затем каждый образец снова просвечивается источником ИИ с одновременным воздействием ЭМИ, тепловым температурным полем ТФ строго определенных параметров. Пленочные дозиметры после проведения эксперимента обрабатываются, снимаются показания доз Di и строят графики в зависимости от общей толщины конструкции образцаHiи от параметров ИИ; ЭМИ; ТФ за аварийной защитой при постоянной толщине металлоизоляции.

V этап- Основной.

Используется автоматическое реле времени, позволяющее включать сразу четыре фактора воздействия на образцы так, чтобы в комплексе у всех и у каждого в отдельности была одновременная максимальная величина действия на данную многослойную аварийную защиту. Так для действия температурного теплового фронта ТФ - это время достижения максимальных планируемых показаний датчиков давления и температуры на поверхности бетонной конструкции аварийной защиты. В это же время значение параметров электрического поля ЭМИ должно быть максимальным, а для действия механической локальной коротко импульсной ударной нагрузки это должна быть максимальная величина раскрытия трещин в зоне упругих, упруго пластических и пластических деформаций в глубине бетона под воронкой разрушения, так и вокруг нее. Величина параметров ИИ в этот период должна быть в соответствии с планируемой, однако она может быть как в начальный период действия, так и в этот рассматриваемый, в заключительный - постоянной или меняться скачкообразно с повышением. Это необходимо для установления зависимости между параметрами ИИ и параметрами всех остальных факторов воздействия. Пленочные дозиметры после проведения пятого этапа данного эксперимента обрабатываются, с них снимаются показания дозDiи строят графики зависимости их от толщины бетонной конструкции каждого образца Нiв характерных, заранее заданных, точках в зависимости от параметров ИИ, ЭМИ за аварийной защитой, вокруг воронки разрушения или воронки ионизации. Меняя экспозицию воздействия ИИ и ЭМИ, параметры (ТФ) и его давления, толщину стального промежуточного листа с сегментной шаровой или иной сферы с кольцеобразным (паутинообразным) расположением в нем каналов для движения газодинамических горячих струй и расстояния от моноблока РУП-200 до этого листа и до просвечиваемого образца, строят графики прохождения доз Di через аварийную защиту в месте ее повреждения.

VI этап- Заключительный.

Образцы всех серий прошедшие испытание по 5 этапам подвергаются последовательно 3-кратному совместному воздействию ЭМИ и ИИ с нарастающими значениями их параметров до максимально возможных. Последнее третье испытание проводится при положении подвижной пластины непосредственно на испытываемых образцах, а вышеописанная сегментная сфера ее полностью входит в воронку разрушения. Пленочные дозиметры после проведения шестого этапа данного эксперимента обрабатываются, с них снимаются показания доз Di и строят графики зависимости их от значений параметров ИИ и ЭМИ, а также от расстояния подвижной пластины и моноблока рентгенустановки до дна воронки разрушения. Обрабатывая показания доз Di за аварийной защитой в различных заданных i-точках воронки разрушения, строят окончательные объемные графики распределения этих доз в зависимости от воздействия ЭМИ и ИИ различных параметров, а также вышеупомянутых расстояний проведенного шестого этапа. Полученные графики анализируются, строят окончательный самый неблагоприятный для аварийной защиты на прохождение и воздействие на линзу ослабления в месте локализации последующего многократного действия параметров ИИ и ЭМИ для возможного прогнозирования оставшихся эксплутационных качеств ее.

Этот способ исключает использование дорогостоящих измерительных приборов, применение которых для замера прошедшей дозы радиации Д1 через i-тые точки механической сферы разрушения затруднено в связи со сложной криволинейной поверхностью воронки разрушения, а также по условиям безопасности.

Преимущества перед известными аналогами

Аналоги не известны

Стадия освоения

Способ (метод) проверен в лабораторных условиях

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Ориентировочный годовой экономический эффект 500 тыс. руб.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

24.06.2003

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)