Оптимизация материалоёмкости и функциональной эффективности защитных конструкций зданий АЭС

• Автор: Бычков, Ярослав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 287 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Предпосылки к выбору объекта исследования

1.2. Влияние технологического процесса на объемнопланировочное и конструктивное решение зданий АЭС .

1.3. Структура и взаимосвязь факторов, определяющих качество защитных конструкций

1.4. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЯ

ЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИИ

2.1. Нормирование показателей качества защитных конструкций

2.2. Оптимизация защитных конструкций на основе применения принципа профилирования.

2.3. Оптимизация защитных конструкций на основе повышения точности радиационнофизического расчета .
2.3.1. Анализ погрешностей метода радиационнофизического расчета.
2.3.2. Анализ погрешностей, вносимых исходными данными, конструктивными и технологическими особенностями защиты
2.4. Обоснование необходимости экспериментального исследования .
2.5. Метод сравнительного расчетноэкспериментального исследования защитных конструкций .
2.6. Основные выводы и результаты
ГЛАВА 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Требования к алгоритму и программе оптимизационного радиационнофизического расчета защитных конструкций
3.2. Общая характеристика программ серии КОНТУР
3.3. Блоксхема программ КОНТУР
3.4. Алгоритм расчета мощности дозы.
3.4.1. Комплекс обработки трехмерной геометрической информации
3.4.2. Основные расчтные соотношения
3.5. Алгоритм расчта толщин плоской однослойной защиты
3.6. Константное обеспечение расчтов.
3.7. Основные выводы и результаты.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАТУРНЫХ И
ПРОЕКТИРУЕМЫХ ЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ АЭС
4.1. АЭС с реакторами ВВЭР0. Ш1У блоки НовоВоронежской и I блок Ровенской АЭС.
4.2. АЭС с канальным реактором ЭГП6. Первая очередь Билибинской АЭС.
4.3. АЭС с канальным реактором РБМКЮОО. Первая очередь Курской АЭС
4.3.1. Исследование зависимости уровней излучения от режима работы основного технологического контура.
4.3.2. Исследование полей излучения незащищнного и защищнного оборудования основного технологического
контура
4.3.3. Исследование функциональной эффективности защитных конструкций главного корпуса I очереди КАЭС
4.4. Оптимизация материаломкости защитных конструкций проектируемой АЭС с реактором РШКП
4.5. Основные выводы и результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Известно [Зб] , что большая часть получаемой персоналом дозы (-%) обусловлена облучением при выполнении штатных ремонтных работ на открытом оборудовании и коммуникациях АЭС, а меньшую часть (-%) дозы персонал получает за счет излучений, прошедших через защитные конструкции, и лишь около 1% - за счет внутреннего облучения. Таким образом, реальный уровень облучения персонала в условиях нормальной эксплуатации ниже проектного, равного 1/2 ПДД, в среднем на %, но не менее чем на %. Поскольку -% стоимости АЭС относится к зданиям и сооружениям, а из них около % []определяется защитой, то стоимость последней составляет 7,5-% всех затрат или - для одноблочной АЭС с реактором РБМК-ЮОО - - млн. Исходя из полученной по литературным данным верхней оценки уровня внешнего облучения за защитой (% по отношению к 1/2 ПДЦ), кратность ослабления ? Для ^-излучения с характерной в условиях АЭС энергией -0 фЦж2^ (0,5-6 МэВ) это эквивалентно уменьшению толщины защиты на 0,-0, м или при средней толщине конструкции около 0, м - на -%. Сопоставив возможное уменьшение материалоемкости защиты с ее стоимостью, получим оценку ожидаемого экономического эффекта - 1,9-9,4 млн. АЭС. Таким образом, в связи с постоянным повышением социально-экономических требований к качеству проектирования зданий ядерных установок, исследование и решение проблемы повышения точности прогнозирования полей ионизирующих излучений и габаритов защитных конструкций является актуальным и практически ценным. Основной физической величиной, рассматриваемой в связи с защитными, конструкциями, является мощность дозы: нормативная (ДО1Д) и расчетная (ррасч) - на стадии проектирования, экспериментальная (Рзисп) - на стадии эксплуатации. Их согласие или различие свидетельствует, в конечном итоге, о совершенстве методов проектирования и строительства. На рис. По кратности ослабления точечного изотропного источника. I МэВ = 0, • ТО- Дж = 0, фЦж. Методы дискретных ор- 2. Метод Монте-Карло. Граф^-гс-^є. Рис. АЭС и другие факторы. Благодаря работам советских (О. И.Лейпунский, Л. Р.Кимель, Д. Л.Бродер, Б. Р.Бергельсон, С. Г.Цыпин, В. Н.Машкович, В. И.Иванов, Ю. А.Егоров, Н. Г.Гусев и др. У.Фано, Л. Г.В. Гольдштейн, Б. Т.Прайс, М. Дж. Бергер, Т. Роквелл и др. Большой вклад в практику создания защитных конструкций внесли работы коллективов ученых под руководством Т. Роквелла, Н. Г.Гусева, В. П.Машковича, Ю. И.Егорова, С. Г.Цы-пина, А. Н.Комаровского, В. Б.Дубровского [9-, , , , , , -] . Развитию функционального метода проектирования защитных конструкций посвящены работы П. А.Лавданского [, , ]. Многие практические задачи создания защитных конструкций решены в проектных организациях [-]. Вместе с тем, в условиях действующих АЭС до настоящего времени недостаточно исследован целый комплекс проблем, лежащих на стыке строительства и радиационной физики и в равной мере определяющих технико-экономические показатели АЭС и санитарно-гигиенические условия труда на них. Главная цель настоящей работы- оптимизация материалоемкости и функциональной эффективности применяемых и перспективных защитных конструкций, основывающаяся на изучении закономерностей формирования полей уизлучения в зданиях АЭС. Предложить комплексный критерий оптимизации защитных конструкций, объединяющий конструктивно-технологические и радиационно-физические параметры проектирования. Осуществить комплексный анализ факторов, определяющих точность прогнозирования материалоемкости и функциональной эффективности конструкций защиты от ? Создать метод натурного исследования функциональной эффективности защитных конструкций с учетом основных факторов, определяющих точность их проектирования. Разработать математический аппарат, алгоритм и программу для проектирования на ЭВМ защитных конструкций, оптимальных при любом наперед заданном уровне {'-излучения. Исследовать в условиях действующих АЭС зависимость функциональной эффективности и материалоемкости защитных конструкций от их конструктивно-технологических особенностей и объемно-планировочного решения, от компоновки и режима работы оборудования. Разработать рекомендации по оптимизации защитных конструкций и апробировать их в условиях реального проектирования.