Способ обеспечения безопасности гидротехнического сооружения атомной электростанции
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к области физики и может быть использовано в прикладной гидроакустике для обеспечения безопасности (промышленной и экологической) гидротехнических сооружений (ГТС) объектов повышенного риска: атомных электростанций (АЭС), гидроэлектростанций, тепловых электростанций, приливо-отливных электростанций, морских нефтегазовых платформ и т.д. В частности (применительно к АЭС) для: защиты от проникновения в водоподводящий канал (ВПК) 2 надводных (ННД) 12 и подводных (ПНД) 13 носителей диверсантов, а также самих подводных диверсантов (ПД) 11; защиты половозрелых рыб (ПР) 14 и молоди рыб (ПР) 15 от попадания в водоподводящий канала (ВПК) 2 и непосредственно в водозаборное окно (ВЗО) 4; очистки воды от механических (МПР) 17 и биологических (БПР) 18 примесей и биообрастателей (БОБ) 16; акустической дегазации воды. Способ заключается в физическом задержании ННД, ПНД и ПД путем формирования на входе в водоподводящий канал 2 комбинированной воздушно-пузырьковой завесы, резкого уменьшения плотности водной среды и последующего проваливания на дно ННД 12, ПНД 13 или непосредственно самого ПД 11. Механическое задержание ННД 12 осуществляют путем установки на входе и поперек водоподводящего канала 2 силового бонового заграждения и последующего повреждения корпуса ННД 12. Осуществляют многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПД 11 и многоэтапное и комбинированное нелетальное поражение ПД 11, а также многоэтапное и комбинированное вытеснение рыб 14, в том числе молоди рыб 15. Осуществляют комбинированную очистку воды от механических примесей 17, биологических примесей 18 и биообрастателей 16 на входе в водоподводящий канал 2 и многоэтапное и комбинированное акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение биообрастателей 16. Способ также включает акустическую дегазацию воды на выходе из водоподводящего канала 2 - в районе водозаборного окна 4. Таким образом, обеспечивают требуемую безопасность ГТС АЭС. 11 ил.
Реферат
Изобретение относится к области физики и может быть использовано в прикладной гидроакустике для обеспечения безопасности (промышленной и экологической) гидротехнических сооружений (ГТС) объектов повышенного риска (ОПР): атомных электростанций (АЭС), гидроэлектростанций (ГЭС), тепловых электростанций (ГРЭС), приливо-отливных электростанций (ПЭС), морских нефтегазовых (МНТП) платформ (буровых и добывающих) и т.д. В частности (применительно к АЭС) для: защиты от проникновения в водопод-водящий канала надводных (скоростные катера и т.д.) носителей диверсантов (ННД) и подводных (подводные аппараты и др.) носителей диверсантов (ПНД), а также непосредственно самих подводных диверсантов (ПД); защиты половозрелых рыб (ПР) и молоди рыб (ПР) - с размером тела от 12 мм и выше, от попадания в водоподводящий канала (ВПК) и непосредственно в водозаборное окно (ВЗО); очистки воды от механических (МПР) примесей (частицы песка, глины и т.д.) и биологических (БПР) примесей (водоросли, пух деревьев и т.д.) и биообрастателй (БОБ): мшанки, личинки дрейссены и т.д.; защиты подводных конструкций и оборудования от БОБ; дегазации воды.
Изобретение также может быть использовано: в промышленности - для очистки оборотных промышленных вод от различных примесей - в интересах повышения эффективности технологического процесса; для очистки промышленных сточных (карьерных) вод от МПР и БПР - в интересах обеспечения экологической безопасности производства; для предварительной очистки воды от МПР, БПР и БОБ при водоподготовке - в интересах здоровья населения; в рыболовстве и рыбоводстве - для управления поведением ПР и MP и т.д. СПП. 11 л.
Технический результат предложенного способа заключается: в физическом - в воздушно-пузырьковой завесе (ВПЗ), задержании ННД, ПНД и самих ПД; в механическом - на силовом боновом заграждении (СБН), задержании ННД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПД; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении ПД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПР и MP, в том числе с ее естественным рыбоотводом на входе в ВПК; в очистке воды от МПР, МПР и БОБ на входе в ВПК; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и уничтожении БОБ; в акустической дегазации воды на входе в ВЗО относительно простым способом при минимальных временных и финансовых затратах, с соблюдением медицинской безопасности для персонала и экологической безопасности для окружающей природной среды.
Известен способ обеспечения безопасности ГТС АЭС, заключающийся в размещении на одной стороне рубежа (в частности, ВПК) блока параметрического высоконаправленного излучения широкополосных гидроакустических сигналов, а на противоположной стороне рубежа блока параметрического приема отраженных от подводных объектов: ПД, ПНД (вторичное акустическое поле), а также их собственных шумоизлучений (первичное акустическое поле), последующего обнаружения, распознавания и определения координат подводного объекта; в дополнительном воздействии на ПД (в частности, на его воздушные полости: гайморовые пазухи, легки и др.), вызывая сильные болевые ощущения и резкие отрицательные изменения в функционировании внутренних органов ПД, осуществляя, при этом, их гидроакустическое вытеснение из контролируемого водного пространства; в гидроакустическом обездвиживании и (или) уничтожении БОБ, находящихся в воде вблизи ВЗО, а также откреплении БПР: медуз и т.д. и биообрастателей от металлических защитных (МРЗ) решеток ВЗО /Бахарев С.А. Способ гидроакустического обнаружения и вытеснения пловцов и морских биологических объектов от системы водозабора атомной электростанции.- Патент РФ №2256196, от 2003 г., опубл. 10.07.2005, Бюл. №19/.
К недостаткам данного способа относятся:
1. Невозможность физического (например, в ВПЗ) удержания ПНД и самих ПД.
2. Невозможность механического удержания ННД (например, на СБЗ).
3. Недостаточная эффективность вытеснения ПР.
4. Невозможность вытеснения MP (с длиной тела от 12 мм и выше).
5. Невозможность нелетального поражения ПД внутри ВПК и обеспечения 100% безопасности ГТС АЭС.
6. Недостаточная эффективность защиты подводного оборудования от БОБ, обусловленная реализацией только на одном рубеже - в непосредственной близости от ВЗО и др.
Известен способ обеспечения безопасности ГТС, в частности, системы водозабора морской нефтегазовой платформы (МНТП), заключающийся в создании нескольких - не менее двух, контролируемых рубежей из соответствующих блоков параметрического высоконаправленного излучения и приема широкополосных гидроакустических сигналов, а также последующих обнаружении, распознавании и определении координат подводного объекта, при этом: в составе каждого активного и пассивного гидроакустического средства применяют, соответственно, блоки линейного излучения и приема сигналов звукового диапазона частот (ЗДЧ) и ультразвукового диапазона частот (УЗДЧ), а каждое гидроакустическое средство размещено как на дне, так и в толще воды; дополнительно используют: нарушения естественной стратификации среды, а также радиолокационные средства, с помощью которых не только обнаруживают воздушные (например, беспилотные самолеты) и надводные (например, скоростные катера) объекты, но и подводные объекта - по электромагнитным неоднородностям воздушной среды на движущимся подводным объектом; в качестве рассеивателей звука используют не только пузырьки воздуха, образованные в воде в результате ветрового волнения, но биологические звукорассеивающие слои /Бахарев С.А. Способ обнаружения, распознавания и вытеснения подводных объектов от морской нефтегазовой платформы.- Патент РФ №2434245, от 2010 г., опубл. 20.11.2011, Бюл. №32/.
К недостаткам данного способа относятся:
1. Невозможность физического удержания ПНД и самих ПД.
2. Невозможность механического удержания ННД.
3. Недостаточная эффективность вытеснения ПР.
4. Невозможность вытеснения MP.
5. Невозможность нелетального поражения ПД и обеспечения 100% безопасности ГТС АЭС.
6. Недостаточная эффективность защиты подводных конструкций и подводного оборудования от БОБ и др.
Известен способ обеспечения безопасности ГТС (применительно к ВЗО), заключающийся в формировании за 30-50 м от ВЗО акустико-пузырьковой завесы (АПЗ) и поднятии пузырьками воздуха МПР и БПР на поверхность воды до ВЗО воды в виде грязной пены, а также сносе МПР и БПР выше ВЗО, вниз по течению реки; в формировании акустической завесы (AЗ) путем непрерывного излучения снизу-вверх гидроакустических волн и физическом (акустическом) удержании МПР и БПР в верхнем слое воды; в непрерывном и направленном (навстречу-вниз и навстречу-вверх потоку воды), излучении интенсивных акустических волн и физическом уничтожении основной части БПР, а также гидроакустическому придавливанию ко дну и гидроакустическому поднятию на поверхность воды МПР и БПР с их последующем сносом течением воды мимо (снизу и сверху от ВЗО) ВЗО /Бахарев С.А. Способ очистки воды от водорослей и взвешенных веществ. - Патент РФ №2380181 от 2008 г., опубл. 10.02.2010, Бюл. 4/.
К недостаткам данного способа относятся:
1. Недостаточная эффективность физического удержания ПНД и самих ПД.
2. Невозможность механического удержания ННД.
3. Недостаточная эффективность вытеснения ПР.
4. Невозможность вытеснения MP.
5. Невозможность нелетального поражения ПД и обеспечения 100% безопасности ГТС.
6. Недостаточная эффективность защиты подводных конструкция и подводного оборудования от БОБ.
Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от перечисленных выше недостатков.
Технический результат предложенного способа заключается: в физическом задержании ННД, ПНД и самих ПД; в механическом задержании ННД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПД; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении ПД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПР и MP, в том числе с ее естественным рыбоотводом на входе в ВПК; в очистке воды от МПР, МПР и БОБ на входе в ВПК; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и уничтожении БОБ; в акустической дегазации воды на входе в ВЗО относительно простым способом при минимальных временных и финансовых затратах, с соблюдением медицинской безопасности для персонала и экологической безопасности для окружающей природной среды.
Поставленную цель достигают тем, что в способе обеспечения безопасности ГТС АЭС осуществляют: физическое задержание - путем формирования на входе в ВПК ВПЗ и резкого уменьшения плотности водной среды, а также последующего проваливания на дно ННД - катера, ПНД - подводного аппарата, или непосредственно самого ПД; в механическом задержании ННД - путем установки поперек ВПК силового бонового заграждения и последующего повреждения корпуса ННД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПД; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении ПД; в многоэтапном и комбинированном вытеснении рыб, в том числе, молоди рыб; в комбинированной очистке воды от МПР, БПР и БОБ на входе в ВПК; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и акустическом уничтожении БОБ; в акустической дегазации воды на выходе из ВПК - в районе ВЗО.
На фиг.1 - фиг.7 представлена структурная схема устройства, реализующая разработанный способ обеспечения безопасности ГТС АЭС. При этом: на фиг.1 представлена структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа; на фиг.2 представлена структурная схема устройства применительно к физическому задержанию ННД, ПНД и самих ПД; на фиг.3 представлена структурная схема устройства применительно к механическому задержанию ННД ПД, а также сбору и удалению грязной пены (водо-воздушная смесь, содержащая МПР, БПР и БОБ); на фиг.4 представлена структурная схема устройства применительно к акустическому вытеснению ПД на входе в ВПК и к нелетальному поражению ПД внутри ВПК; на фиг.5 представлена структурная схема устройства применительно к очистке воды от МПР, БПР и БОБ на входе в ВПК; на фиг.6 представлена структурная схема устройства применительно к акустическому обездвиживанию и акустическому уничтожению БОБ; на фиг.7 представлена структурная схема устройства применительно к акустической дегазации воды на выходе из ВПК - на входе в ВЗО.
Устройство, в простейшем случае, содержит: водоем-охладитель (1) и ВПК (2), являющийся одновременно выходом водоема-охладителя (1) и входом в ГТС (3) АЭС, представляющие собой последовательно функционально соединенные: ВЗО (4) с механическими защитными (МЗР) решетками (5), подводная камера (6) - водяной охладитель турбины (7) АЭС, водяной насос (8), горизонтальный водовод (9) и водоотводящий (ВОК) канал (10), являющийся одновременно выходом ГТС (3) АЭС и входом в водоем-охладитель (1).
Устройство также содержит: ПД (11), а также ННД (12): катер, моторная лодка и ПНД (13): подводный аппарат, подводный «мотоцикл», которые в исходном состоянии находятся в водоеме-охладителе (1) и могут быть залегендированы (замаскированы): ПД (11) - под дайвера, ННД (12) - под прогулочный катер или рыболовную лодку, ПНД (13) - под индивидуальное средство движения дайвера и т.д.
Устройство также, в простейшем случае, содержит: ПР (14), MP (15), БОБ (16): личинки дрейссены, мшанки и др.; МПР (17): частицы песка, глины и т.д., а также БПР (18): водоросли (например, сине-зеленые, красные и т.д.), пух деревьев (например, ивы, тополя и т.д.) и кустарников (например, камыша, чертополоха и т.д.). Устройство также содержит: модуль (19) физического удержания ННД (12), ПНД (13) и самого ПД (11); модуль (20) механического удержания ННД (12), а также сбора и удаления (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); модуль (21) акустического вытеснения ПД (11); модуль (22) нелетального поражении ПД (И); модуль (23) очистки воды от БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); модуль (24) акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ (16); модуль (25) акустической дегазации воды.
При этом модуль (19) физического удержания ННД (12), ПНД (13) и самих ПД (11) содержит:
- блок (26) формирования комбинированной (пузырьки воздуха нескольких - не менее двух, размеров) воздушно-пузырьковой завесы (КВПЗ), включающий в себя, в простейшем случае, последовательно функционально соединенные первый компрессор (27), первый сплошной воздуховод (28), первый ресивер (29), а также: несколько (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, первых перфорированных воздуховодов (30) - с большой (более 1-2 мм) перфорацией и предназначенных для формирования в воде пузырьков воздуха с диаметром более 1-2 мм, способствующих проваливанию ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15) - благодаря резкому уменьшению (из-за резкого повышения газосодержания) плотности водной среды, а также (другая функция) поднятию на поверхность воды БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) - благодаря всплывающим пузырькам воздуха; несколько (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, вторых перфорированных воздуховодов (31) - с малой (менее 1-2 мм) перфорацией и предназначенных для формирования в воде пузырьков воздуха с диаметром менее 1-2 мм, также способствующих проваливанию ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15), а также - удержанию на поверхности воды поднятых с помощью КВПЗ БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); - первый блок (32) формирования и направленного - навстречу потоку воды в ВПК (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1 - в диапазоне частот от 16 Гц до 16 кГц с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для: акустической дезориентации ПД (11) и ПНД (13), акустического отпугивания ПР (14) и MP (15), а также для воздействия на сформированные в воде пузырьки воздуха с диаметром более 1-2 мм (сигналы ЗДЧ); формирования (наряду с формируемыми, всплывающими и схлопывающими на поверхности пузырьками воздуха) энергетических - не имеющих информационного значения, гидроакустических сигналов и включающего в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (33) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1, первый многоканальный УМ (34) ЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (34) ЗДЧ на частоте f1;
- первый блок (36) формирования и направленного - навстречу потоку воды в водоподводящем канале (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот (УЗДЧ) на частоте f2 - в диапазоне частот выше 16 кГц с амплитудой акустического давления от 103 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для: акустической дезориентации ПД (11) и ПНД (13), акустического отпугивания ПР (14) и MP (15), а также для воздействия на сформированные в воде пузырьки воздуха с диаметром менее 1-2 мм; для формирования (наряду с формируемыми, всплывающими и схлопывающимися на поверхности пузырьками воздуха) энергетических - не имеющих информационного значения, гидроакустических сигналов и включающего в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (37) гидроакустических сигналов УЗДЧ на частоте f2, первый многоканальный УМ (38) УЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (39) УЗДЧ на частоте f2.
При этом модуль (20) механического удержания ННД (12), а также сбора и удаления (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) в простейшем виде содержит функционально соединенные: несколько - не менее трех (один - в левой части ВПК, второй - в центральной части ВПК, а третий - в правой части ВПК) идентичных друг другу якорей (40), несколько - по числу якорей, идентичных друг другу якорных цепей (41) и несколько - не менее трех, идентичных друг другу стальных плавучестей (42) типа металлический буй, соединенных между собой первым стальным тросом (43), а также: гибкий сплошной щит (44), с ролами (45), второй стальной трос (46) с равномерно распределенными по его длине идентичными друг другу несколькими - не менее двух, механическими скребками (47), предназначенными для удаления грязной пены.
При этом модуль (21) акустического вытеснения ПД (11) содержит:
- второй блок (48) формирования и направленного - навстречу потоку воды в водоподводящем канале (2) излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3 с амплитудой акустического давления от 105 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для энергетического воздействия на ПД и включающего в себя последовательно электрически соединенные: второй многоканальный - не менее двух каналов, генератор (49) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3, второй многоканальный УМ (50) ЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных гидроакустических излучателей (51) ЗДЧ на частоте f3;
- первый блок (52) формирования и направленного - навстречу течению воды в водоподводящем канале (2) излучения гидроакустических сигналов инфразвукового диапазона частот (ИЗДЧ) - в диапазоне ниже 16 Гц, на частоте f4 с амплитудой акустического давления от 105 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для биорезонансного воздействия на живые клетки ПД и включающего в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (53) гидроакустических сигналов ИЗДЧ на частоте f4, первый многоканальный УМ (54) ИЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (55) ИЗДЧ на частоте f4.
При этом модуль (22) нелетального поражении ПД (11) содержит последовательно функционально соединенные: второй компрессор (56), второй сплошной воздуховод (57), второй ресивер (58), а также: несколько (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, третьих сплошных воздуховодов (59), каждый из которых соединен с соответствующим ему пневмоизлучателем (60) и предназначенных для формирования в воде интенсивных - с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от пневмоизлучателя (ПИ) не менее 105 Па, упругих колебаний в ИЗДЧ и низком звуковом диапазоне частот (НЗДЧ) - в диапазоне от 16 до 200 Гц на частоте f5.
При этом модуль (23) предварительно очистки воды от БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) - на входе в ВПК (2) в простейшем случае содержит последовательно соединенные: приемный патрубок (61), первый гибкий водовод (62), шламовый насос (63), второй гибкий водовод (64), а также последовательно функционально соединенные: блок (65) акустико-гравитационного осветления воды и сгущения осадка, третий гибкий водовод (66), блок (67) акустико-гидродинамического осветления воды и сгущения осадка, а также четвертый гибкий водовод (68).
В свою очередь блок (65) акустико-гравитационного осветления воды и сгущения осадка в простейшем случае содержит: емкость (69) с устройством (70) равномерного слива осветленного слоя воды и устройством (71) равномерного удаления частично обезвоженного осадка; последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (72) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f6, первый многоканальный УМ (73) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных - сверху вниз, гидроакустических излучателей (74) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f6, размещенных в верхнем слое воды и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя; последовательно электрически соединенные: второй многоканальный - не менее двух каналов, генератор (75) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7, второй многоканальный УМ (76) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных - в вертикальной плоскости (но ненаправленных в горизонтальной плоскости), гидроакустических излучателей (77) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7, размещенных в среднем слое воды и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя; последовательно электрически соединенные: третий многоканальный - не менее двух каналов, генератор (78) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f8, третий многоканальный УМ (79) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее двух) идентичных друг другу третьих направленных гидроакустических излучателей (80) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f8, размещенных в нижнем слое воды и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя.
В свою очередь блок (67) акустико-гидродинамического осветления воды и сгущения осадка в простейшем случае содержит: акустический (81) гидроциклон (АГЦ) с рабочей камерой (82), устройством (83) равномерного слива очищенной воды и устройством (84) равномерного удаления обезвоженного осадка; четвертый многоканальный - не менее трех каналов, генератор (85) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9, четвертый многоканальный УМ (86) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее трех) идентичных друг другу четвертых направленных гидроакустических излучателей (87) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9, размещенных в рабочей камере (82) АГЦ (81) на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.
При этом модуль (24) акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ (16) содержит: пятый многоканальный - не менее 4-х каналов (по числу сторон ВЗО) генератор (88) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10, пятый многоканальный УМ (89) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько идентичных друг другу пятых направленных гидроакустических излучателей (90) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10, размещенных на соответствующей стороне ВЗО (4) и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.
При этом модуль (25) акустической дегазации воды содержит: шестой многоканальный - не менее 4-х каналов (по числу сторон ВЗО) генератор (91) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11, шестой многоканальный УМ (92) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее четырех) идентичных друг другу шестых направленных гидроакустических излучателей (93) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11, размещенных на соответствующей стороне ВЗО (4) и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.
Устройство, реализующее разработанный способ обеспечения безопасности ГТС АЭС функционирует следующим образом (фиг.1-фиг.7).
В процессе работы АЭС, требуется постоянно охлаждать турбины и другое оборудование. Для этого используют оборотную техническую воду постоянно циркулирующую, благодаря ВПК (2), водяному насосу (8), горизонтальному водоводу (9) и ВОК (10), в интересах ее охлаждения, через водоем-охладитель (1) естественного (например, природное озеро) или искусственного (например, водохранилище) происхождения.
Однако в определенные сезоны года (например, в жаркий период: июль-август) не обеспечивается (в том числе, из-за наличия в оборотной воде большого количества БОБ, МПР и БПР) требуемая степень (например, до 30° Цельсия) охлаждения оборотной технической воды, что снижает эффективность отвода тепла от турбин и другого оборудования АЭС. В результате понижается безопасность ГТС (3) АЭС.
Кроме того, в определенные сезоны (например, в теплое время года) или при других обстоятельствах (например, существенное уменьшение в водоеме-охладителе рыб - естественных хищников БОБ) в оборотной воде появляется большое количество БОБ (16): мшанка, личинки дрейссены и др., которые прикрепляются к поверхности подводных конструкции (например, ВЗО с МЗР) и оборудования, тем самым, существенно уменьшая их пропускную способность по воде.
Кроме того, в определенные сезоны года (например, в первой половине лета) вода загрязняется пухом деревьев (тополя, ивы и т.д.) и кустарников (чертополох, камыш и т.д.), который (пух) формирует во всей толще воды сплошную биомассу из БПР (15) с нулевой плавучестью, и практически полностью забивает мелкоячеистую - диаметр ячеи 4 мм, МЗР (5) ВЗО (4). В результате многократно уменьшается ее (МЗР) пропускная (фильтрационная) способность, и существенно снижается безопасность ГТС (3) АЭС.
Кроме того, в определенные сезоны года: в весенне-осенние периоды (интенсивное ветровое волнение и т.д.) и в летний период (дноуглубительные работы и т.д.) вода, находящаяся в озере-охладителе (1) загрязняется МПР (17): частицами глины и т.д., что может вызвать (например, при концентрации МПР в воде более 40 мг/л) автоматическую остановку насосов и, как следствие, что снижает безопасность ГТС (3) АЭС.
Кроме того, в весенне-осенний период - во время ската MP (15) их концентрации существенно увеличивается в районе ВЗО (4) - из-за прижимного (к ВЗО) гидродинамического потока, и их тушки забивают мелкоячеистую МЗР (5) ВЗО (4). В результате многократно уменьшается их (МЗР) пропускная (фильтрационная) способность, и существенно снижается безопасность ГТС (3) АЭС.
Кроме того: из-за природных инстинктов (особенно в периоды питания и нереста) половозрелые рыбы (14) стремятся зайти в ВПК (2) ВОК (10) с активно-перемешиваемой, водой и провоцируют местное население к незаконной ловле рыбы на закрытой территории АЭС, что затрудняет охранным подразделениям противостояние террористам, в том числи ПД (11), легендирующихся под рыбаков.
Кроме того, ГТС (3) АЭС в настоящее время является, благодаря уязвимости, «мишенью» для террористов, способных самостоятельно - ПД (11), в том числе с использованием ННД (12) или на ПНД (13) доставить необходимое количество взрывчатого вещества к месту диверсии, и произвести террористический акт, в том числе, замаскированы под техногенную катастрофу. При этом, турбулизация потока воды в ВПК (2), наличие большого количества планктона и бентоса, скопления ПР (14) и MP (15), а также БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) существенно (на порядок и более) увеличивает нелинейность водной среды, и делает малоэффективным - в иду многократного сокращения дальности действия, использование традиционных (линейных) активных гидроакустических средств специального назначения (ГАССН) для заблаговременного обнаружения ПД (11), ННД (12) и ПНД (13).
Поэтому, для обеспечения безопасности ГТС (3) АЭС в современных условиях, на выходе водоема-охладителя (1) - входе в ВПК (2) последовательно друг за другом устанавливают: модуль (19) физического задержания ННД (12) и ПН Д(13), а также самих ПД (11); модуль (20) механического задержания ННД (12), а также сбора и удаления (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); модуль (21) акустического вытеснения ПД (11) - на входе в ВПК (2).
При этом с помощью последовательно функционально соединенных: первого компрессора (27), первого сплошного воздуховода (28), первого ресивера (29), а также: нескольких (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, первых перфорированных воздуховодов (30) - с большой (более 1-2 мм) перфорацией блока (26) формирования КВПЗ модуля (19) физического задержания ННД (12) и ПНД (13), а также самих ПД (11) осуществляют формирование в воде пузырьков воздуха с диаметром более 1-2 мм. Благодаря течению воды - по направлению к ВЗО (4) и расположению первых перфорированных воздуховодов (30) в придонной части ВПК (2), в толще воды формируют воздушно-пузырьковый шлейф, активно поднимающий на поверхность воды БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), а также резко и существенно понижающий плотность воды. В результате последнего, ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15) проваливаются на дно в самом начале (где минимальные скорости потока воды) ВПК (2). При этом: основная (более 50%) часть ПР (14) и MP (15) разворачивается и выходит из ВПК (2) в водоем-охладитель (1) и, таким образом, осуществляют их естественный рыбоотвод; ННД (12) и ПНД (13) остаются лежать на дне; ПД (11) может, либо повернуть обратно, либо как-то попытаться преодолеть данный (первый по счету) условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.
Одновременно с этим, при помощи последовательно функционально соединенных: первого компрессора (27), первого сплошного воздуховода (28), первого ресивера (29), а также: нескольких (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, первых перфорированных воздуховодов (31) - с малой (менее 1-2 мм) перфорацией блока (26) модуля (19) осуществляют формирование в воде пузырьков воздуха с диаметром менее 1-2 мм. Благодаря течению воды - по направлению к ВЗО (4) и расположению первых перфорированных воздуховодов (31) в придонной части ВПК (2), в толще воды формируют воздушно-пузырьковый шлейф, удерживающий (благодаря более продолжительному времени жизни пузырьков) на поверхности воды БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), а также резко и существенно понижающий плотность воды. В результате последнего, ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15) еще более интенсивнее проваливаются на дно в самом начале ВПК (2). При этом: дополнительная (к основной части) часть ПР (14) и MP (15) разворачиваются и выходят из него в водоем-охладитель (1) и, таким образом, осуществляют их дополнительный естественный рыбоотвод; ННД (12) и ПНД (13) остаются лежать на дне; ПД (11) может, либо повернуть обратно, либо как-то попытаться преодолеть данный условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.
При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (33) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1, первого многоканального УМ (34) ЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (34) ЗДЧ на частоте f1 первого блока (32) модуля (19) осуществляют формирование, усиление и направленное - навстречу течению воды в ВПК (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1 с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя.
В результате: осуществляют акустическую дезориентацию ПД (11), и он не может выбрать правильное направления движения; акустически подавляют навигационный канал ПНД (13), и он не может выбрать правильное направление движения; акустическое воздействие на ПР (15), и они более активно разворачиваются и выходят из ВПК (2); повышают активность и прочность прикрепления к всплывающим пузырькам (преимущественно, большого - более 1.-2 мм, диаметра) воздуха БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), а также формируют (наряду с формируемыми, всплывающими и схлопывающими на поверхности пузырьками воздуха) энергетические - не имеющие информационного значения, гидроакустические сигналы.
Одновременно с этим, с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (37) гидроакустических сигналов УЗДЧ на частоте f2, первого многоканального УМ (38) УЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (39) УЗДЧ на частоте f2 первого блока (36) формирования и направленного излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1 модуля (19) осуществляют формирование, усиление и направленное - навстречу течению воды в водоподводящем канале (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов УЗДЧ на частоте f2 - в диапазоне частот выше 16 кГц с амплитудой акустического давления от 103 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя.
В результате дополнительно: осуществляют акустическую дезориентацию ПД (11); акустически подавляют навигационный канал ПНД (13); акустическое воздействие на ПР (15); повышают активность и прочность прикрепления к всплывающим пузырькам (преимущественно, малого - менее 1.-2 мм, диаметра) воздуха БОБ (16), МПР (17) и БПР (18).
Однако, ННД (12) может (на большой скорости) все-таки проскочить данный участок водной среды с пониженной плотностью - первый условный рубеж безопасности. Кроме того, необходимо сконцентрировать (например, в одном из двух углов силового бонового заграждения) и убрать (например, в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18).
Для этого с помощью: нескольких - не менее трех (один - слева в ВПК, второй - в центре ВПК, третий - справа в ВПК) идентичных друг другу якорей (40), нескольких - по числу якорей, идентичных друг другу якорных цепей (41) и нескольких - по числу якорей, идентичных друг другу стальных плавучестей (42) типа металлический буй, соединенных между собой первым стальным тросом (43), строят модуль (20) механического задержания ННД (12), и таким образом, формируют второй условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС. В результате столкновения ННД (12), движущегося на большой (десятки км/ч) скорости, с одним из металлических буев (42), или первым стальным тросом (43), корпус ННД (12) повреждается (или даже разрушается), и он (ННД) не может двигаться дальше - внутрь ВПК (2).
Одновременно с этим, при помощи гибкого сплошного щита (44) задерживают грязную пену на поверхности воды, а благодаря вращающимся ролам (45), второму стальному тросу (46) с равномерно распределенными по его длине идентичными друг другу несколькими - не менее двух, механическими скребками (47) модуля (20), осуществляют сбор - в процессе непрерывного движения механических скребков (47) по гибкому сплошному щиту (44), в одном из его углов, благодаря установки на входе ВПК (2) модуля (20) под углом а (фиг.1), с последующим удалением (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18).
Однако хорошо подготовленный (в том числе, специально тренированный) для этих целей ПД (11) может все-таки преодолеть первый условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС, и продолжить движение к ВЗО (4) - конечной своей цели.
Для исключения этого с помощью последовательно электрически соединенных: второй многоканального - не менее двух каналов, генератора (49) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3, второго многоканального УМ (50) ЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных гидроакустических излучателей (51) ЗДЧ на частоте f3 второго блока (48) модуля (21) акустического вытеснения ПД (11) осуществляют формирование и направленное излучение гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3. Благодаря высокой амплитуде акустического давления - не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя, осуществляют энергетическое (болевое) воздействие на ПД (11) и травмируют его, в первую очередь, воздушные полости ПД (11): гайморовые пазухи, легкие, желудок и т.д., и, таким образом, формирую третий - на базе модуля (21), условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС. В результате даже специально плдготовленный ПД (11) теряет способность выполнить поставленную задачу, поворачивает обратно, или всплывает на поверхность воды.
Однако особо хорошо подготовленный ПД (11) все-таки теоретически сможет преодолеть данное энергетическое воздействие, и продолжить движение в направлении ВЗО (4).
Для исключения этого, с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (53) гидроакустических сигналов ИЗДЧ на частоте f4, первого многоканального УМ (54) ИЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (55) ИЗДЧ на частоте f4 первого блока (52) модуля (21) осуществляют формирование и направленное - навстречу течению воды в ВПК (2), излучение гидроакустических сигналов ИЗДЧ - в виде несущей частоты или (и) огибающей частоты на частоте f4 с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя, и осуществляют биорезонансное воздействие на живые клетки ПД (11).
В результате частичного поражения (вызывающих, том числе, расстройство нервной системы) живых клеток, ПД (11) дополнительно теряет способность выполнить поставленную задачу, поворачивает (если еще сможет) обратно, или всплывает на поверхность воды.
Одновременно с этим, благодаря формированию в модуле (21) и излучению в водную среду навстречу движущемуся по водоподводящему каналу (2) потоку воды, гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3 и гидроакустических сигналов ИЗДЧ на частоте f4, дополнительно осуществляют энергетическое воздействие на ПР (14), MP (15) и БОБ (16). В результате: подавляющая (более 75%) часть рыбы (14) и молоди рыб (15) разворачивае