§ 6.9. Прочность корпуса КВС

6.9.1. Внезапное разрушение почти невозможно

Прочность корпуса КВС с точки зрения безопасности, вообще говоря, не вызывает сомнений у специалистов, проводивших подземные ядерные взрывы. Большинство взрывов бьшо проведено в полостях с объемом не более десятков кубических метров. Возникавшие при этом давления и перемещения на порядки превосходили те, которые упоминались выше. Действительно, при испытательном ядерном взрыве в малой камере за счет возникающего квазистатического давления образуется полость [72, 73] с объемом

V ,jM] = 10G[KT].

(6.19)

В описанных выше расчетах объем взрывной камеры принимался равным

(6.20)

УзЛмЗ] = 2-10-е[кт] .

Соответственно и квазистатическое давление в полости испытательного взрыва было, как правило, в 10...20 раз выше, чем ожидается во взрывной камере КВС. Для рассмотренного выше случая Q = 3 кт т. э. на наружном радиусе

корпуса КВС -80 м смещение границы III (см. рис. 6.12) ожидается около 5 мм.

Объем грунта, вытесненный в испытательном взрыве в случае слабо сжимаемой породы, на радиусе г приводит к смещению грунта, согласно (6.19)

(6.21)

Смещение на радиусе 80 м составило бы около 0,5 м. Например, на расстоянии в -250 м, где при штольневых испытательных взрывах находился основной силовой и герметизирующий бетонный элемент, смещение составляло ~5 см и более.

Таким образом, в испытательных взрывах бетонные силовые элементы подвергались на порядок большим давлениям и смещениям, чем ожидается в КВС, но в одиночном взрыве они не теряли герметичности.

Еще большим нагрузкам подвергались модели железобетонных взрывных камер в опытах, описанных сотрудниками федерального ядерного центра ВНИИЭФ [70].-3 этих опытах на внутреннюю поверхность толстостенной железобетонной трубы действовали импульсные давления, достигавшие 5000 бар. Труба постепенно деформировалась, но разрушалась на 10...20-м взрыве. Предполагаемое отношение толщины стенки КВС к диаметру всего вдвое меньше, чем в проведенных опытах, а давление меньше в 50 (!) раз. Правда, насыщенность железобетона сталью в опытах ВНИИЭФ была выше, чем предполагается в КВС.

Авторы [70] оценивают прочность железобетона на разрыв, учитывая только прочность стальной арматуры. На границе корпуса КВС ожидаемая амплитуда волны сжатия составляет 10...20 бар. В худшем случае, при отсутствии

нагружения корш растягивающих н противостоять же.

80 кг стали на li растяжение обесп( Таким образо ремещения, чем в тать, что может г в результате очер( ции от предыдуще

6.9.2. Корпус (

Первоначальн либо специально с таточно перспекти следующей засыш повывать выбор И1 ложенной схемы) обеспечения безоп

Рис. 6.1

1 - взрывная каме!

5 - сборочный 3 контура (Na); 9 - ц 12-

�9736�676873827608

;ти, вообще говоря, 1емные ядерные взры-ьемом не более десят-i перемещения на по-вительно, при испыта-его квазистатического

(6.19) ринимался равным

(6.20)

ости испытательного 1ется во взрывной капа наружном радиусе

кидается около 5 мм. 1 в случае слабо сжи-, согласно (6.19)

(6.21)

ример, на расстоянии шея основной силовой ~5 см и более, [ловые элементы под-Ем ожидается в КВС,

обетонных взрывных )го ядерного центра гь толстостенной же-остигавщие 5000 бар. la 10...20-м взрыве, иаметру всего вдвое в 50 (!) раз. Правда, (ыла выще, чем пред-

Врыв, учитывая толь- ожидаемая амплиту-ае, при отсутствии

нагружения корпуса грунтом, это может привести к появлению импульсных растягивающих напряжений того же порядка. Этим напряжениям способен противостоять железобетон, имеющий около 1 % стали по сечению, или около

80 кг стали на 1 м^ железобетона. Скорее всего, необходимую прочность на растяжение обеспечит и бетон без стальной арматуры.

Таким образом, в КВС реализовались бы намного меньшие давления и перемещения, чем в уже реализованных взрывных опытах. Нет оснований считать, что может произойти неожиданный разрыв герметизирующих оболочек в результате очередного взрыва, если контролировать напряжения и деформации от предыдущего.

6.9.2. Корпус с засыпкой грунтом

Первоначально предполагалось для КВС использовать либо имеющиеся, либо специально создаваемые карьеры. В настоящее время представляется достаточно перспективным вариант возведения КВС на дневной поверхности с последующей засыпкой его (КВС) в курган (рис. 6.13 и 6.14). Не будем здесь обосновывать выбор именно такой компоновки (реальная может отличаться от предложенной схемы). Воспользуемся ею для пояснения возможных способов обеспечения безопасности энергоустановки.

Рис. 6.13. Вариант компоновки КВС при размещении в карьере с последующей засыпкой;

1 - взрывная камера; 2 - демпфирующий корпус; 3 - железобетонный корпус; 4 - шлюз;

5 - сборочный зал; 6 - напорный бак; 7 - теплообменник; 8 - трубопровод первого контура (Na); 9 - трубопровод второго контура (Na); 10 - парогенератор; 11 - паропровод; 12 - гермоворота тоннелей; 13 - тоннели; 14 - шахта лифта

7875303�

э

о с о S

Й

о С

о 03

л и 03

03 S S

к

э

D. s

С

о н

S QQ

S - о

I & I

га я

= с Ч

a I g

s CQ

о

ci. с

= о

t= p

O- X

S о

2 >,

s e-

с

л

s a g. I

Я)

с

Первые оценк ВНИИТФ в вариа Было показано, чт рического КВС25 и внутреннее, воз

к подобным К0НС1

ражений компоно! она вполне достат( Для проверки прочности бочкоо ными баками. В р корпус КВС 10 бе-

нию до -100 кг/см симального диаме вающие напряжет ность (рис. 6.15).

Рис. 6.15. Области при свобод!

При заглублен ко смещалась вверх растягивающие нап в этих расчетах бы вало дополнительн

При толщине:

тимое растягиваю!] та корпуса запас i до -35 м запас воз зистатическое (вн>

ние грунта (плотно

После очереди щается на несколы давления корпус бу