Особенностей конструктивного выполнения и технологии изготовления, достоинства и недостатки сборных защитных экранов.

Защитными экранами – путем устройства постоянного или временного защитного экрана межу источником ионизирующих излучений и помещением или зоной, где работает персонал, обеспечивающего допустимую мощность эквивалентной дозы ионизирующего излучения, воздействующего на персонал.

По форме поверхности наиболее часто на практике используются следующие виды экранов радиационной защиты:

· плоские – в виде перегородок, стен, перекрытий и их комбинации в виде коробчатых конструкций

· цилиндрические – в виде толстостенного кольца обычно с днищами и покрытиями различной формы;

· сферические – в виде сферической толстостенной оболочки или ее части.

Плоские защитные экраны наиболее просты в изготовлении. Однако могут быть более дорогими, чем цилиндрические и сферические из-за более значительного расхода материалов.

Цилиндрические и сферические защитные экраны более сложны в изготовлении, но могут быть менее дорогими из-за меньшего расхода материалов.

По степени восприятия нагрузок экраны радиационной защиты делятся на три типа:

· несущие;

· самонесущие;

· не несущие.

По конструктивным решениям экраны радиационной защиты (или защитные конструкции) подразделяются на следующие виды:

· монолитные;

· сборно-монолитные;

· монолитные с листовой арматурой;

· сборные;

· сборно-засыпные;

· сборно-разборные.

Выбор конструктивного решения экрана радиационной защиты производится на основании результатов технико-экономического анализа, проведенного применительно к конкретным условиям строительства.

Сборные конструкции в строительстве монтируют из готовых элементов, не требующих дополнительной обработки на месте строительства. Использование сборных конструкций позволяет наиболее трудоёмкие работы выполнять на промышленных предприятиях, оснащенных высокопроизводительным оборудованием для изготовления сборных элементов. Монтаж сборных конструкций на строительной площадке, а также погрузочно-разгрузочные работы при их транспортировании осуществляются монтажными механизмами (кранами, погрузчиками) с минимальными затратами ручного труда. Эти условия применения сборных конструкций обеспечивают значительное снижение трудоёмкости и стоимости строительства, сокращение сроков возведения зданий и сооружений и повышение качества работ. Вместе с тем сборные конструкции целесообразны лишь при большой повторяемости сборных элементов, минимальном количестве их типоразмеров, при отсутствии криволинейных объемов и объемов зданий непрямоугольной формы. [3, 4].

В связи с этим, а также учитывая вопросы прекращения эксплуатации ядерных установок основными преимуществами сборных экранов радиационной защиты по сравнению со сборно-монолитными, а тем более монолитными являются следующие обстоятельства [3, 4]:

· значительное уменьшение трудоемкости их возведения на строительной площадке, особенно в зимнее время.

· упрощение и снижение стоимости проведения в будущем демонтажа экранов радиационной защиты при прекращении эксплуатации ядерных установок.

Вместе с тем сборные экраны радиационной защиты не получили большого распространения. Они практически не применяются при строительстве атомных станций. Иногда использовались и используются при возведении радиационной защиты исследовательских реакторов, ускорителей заряженных частиц и некоторых других ядерных установок.

Недостатками сборных защитных экранов из-за чего они не получили широкого применения являются следующие обстоятельства:

· Сложность выполнения защиты не прямоугольной и криволинейной формы. В этих случаях часто происходит перерасход материалов, требуется большее количество типоразмеров сборных блоков и конструкций;

· Наличие участков уменьшения защитных свойств в местах швов и стыков сборных блоков и конструкций из-за чего часто при возведении сборной радиационной защиты или требуется несколько большая ее толщина, чем при возведении сборно-монолитной и монолитной защиты или выполнять блоки сечение, обеспечивающими шпунтовое их соединение;

· Меньшие возможности создания сборных защитной конструкции с высокой несущей способностью по сравнению сборно-монолитными и монолитными конструкциями.

Сборные защитные конструкции стен следует выполнять из полнотелых блоков, выполненных из тяжелого бетона, укладываемых на растворе, используемых для возведения зданий различного назначения.

Сборные защитные перекрытия (рис. 5.18) рекомендуется выполнять из полнотелых типовых унифицированных элементов и конструкций, которые используются для возведения промышленных и гражданских зданий. При использовании пустотных плит пустоты следует заполнить бетоном. Выбор типа конструктивного решения защитного перекрытия и сборных элементов зависит от нагрузок, пролетов и местных условий. Пролеты до 12 м могут быть перекрыты полнотелыми плитами перекрытий (рис. 10.10, А-А, в зависимости от несущей способности плит и нагрузок по варианту 1 или варианту 2). Пролеты более 12 м могут быть перекрыты только балками, по которым в зависимости от их несущей способности и нагрузок на требуемую толщину укладывают полнотелые блоки (рис. 10.10, Б-Б, вариант 1) или балками, имеющими высоту, равную заданной толщине защитного перекрытия (вариант 2).

Примеры выполнения экранов радиационной защиты из сборных железобетонных конструкций показано на рис. 5.18, 5.19.

Выбор типа конструкций перекрытий должен осуществляться по их несущей способности исходя из полных проектных нагрузок с учетом требуемой толщины конструкции для снижения уровня радиации.

Учет накопления радиации за швами между сборными конструкциями должен учитываться, например, по методике, описанной в работе.

Рис. 5.18. Принципиальные схемы сборных защитных перекрытий

1 – колонны; 2 – стены; 3 – полнотелые панели или плиты перекрытий; 4 – полнотелые бетонные блоки; 5 – балки, несущие защитное перекрытие; 6 – балки, слагающие защитные перекрытия; 7 – монолитные швы между балками.

Рис. 5.19. Примеры сечения сборных защитных стен существующих зданий ядерных установок.

а – сборные защитные стены реакторного зала Нововоронежской АЭС первых очередей из бетонных блоков;б – сборные защитные стены тоннеля ускорителя заряженных частиц из сборных бетонных блоков между железобетонными колоннами.

1 – бетонные блоки; 2 –анкер; 3 –колонна.

Рис. 5.20. Схема монолитной железобетонной шахты реактора унифицированной АЭС с реакторов типа ВВЭР- 1000 со сборными конструкциями опорной «фермы» (кольцевой опоры) реактора и радиационно-тепловой «сухой» защиты.

1 - радиационно-тепловая «сухая» защита; 2 –опорная «ферма» реактора; 3 – теплоизоляция; 4 – стены бетонной шахты реактора; 5 – каналы противовесов; 6 – каналы ионизационных камер системы управления реактора; 7 – блоки «сухой» защиты.