Система для уменьшения вредных выбросов в атмосферу для промышленной или атомной электростанции
Изобретение относится к системе для уменьшения вредных выбросов в атмосферу из промышленной или ядерной установки (1) в случае аварии. Система содержит следующие компоненты: конструкцию (10) для обеспечения непроницаемости почвы, которая проходит, по меньшей мере, по кольцеобразному участку, окружающему установку (1); множество опрыскивающих вышек (20-22), расположенных вокруг установки (1) и/или на прилегающей территории и выполненных с возможностью разбрызгивания воды в атмосферу, предпочтительно смешанной с химическими, и/или биологическими, и/или минеральными веществами; и периферийную конструкцию (50) для сбора, выполненную с возможностью приема воды, задержанной конструкцией (10) для обеспечения непроницаемости почвы. Техническим результатом является обеспечение возможности локализации загрязнений в случае аварии на ядерных или промышленных установках. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 22 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к защитной системе, предназначенной для использования в установках, которые, в случае аварии, могут выбрасывать вредные и загрязняющие вещества. Изобретение было разработано специально применительно к ядерным электроустановкам и станциям, но не исключается его применение для промышленных установок и подобных им сооружений.
Уровень техники
Последние аварии, произошедшие на ядерных электроустановках, промышленных установках и подобных им наружных сооружениях продемонстрировали недостаток систем и способов, нацеленных на ограничение распространения токсичных веществ и радиоактивных веществ в атмосферу или контакта указанных вредных веществ с грунтовыми водами, или с водами рек, озер и морей.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является по существу создание системы и способа, обеспечивающих эффективным и быстрым образом эффективное поглощение и/или эффективное уменьшение вредных и загрязняющих выбросов такими установками, которые, в случае аварии, могут производить указанные выбросы, а также, по возможности, локально лимитировать на ограниченном участке вред, наносимый окружающей среде.
Другой целью изобретения является обеспечение защитной системы такого типа, которая является относительно простой и экономичной для построения с точки зрения полученных преимуществ.
Сопутствующей целью изобретения является создание средства и методики, которые позволяют выполнить установку безопасно быстрым и эффективным образом и с низкими затратами, когда объект после аварии не может быть восстановлен и остается вместо этого источником вредных выбросов.
Указанных выше и других целей, которые будут более понятны далее, достигают согласно изобретению посредством системы для поглощения и/или уменьшения в случае аварии вредных выбросов в атмосферу из промышленной или ядерной электроустановки, содержащей:
конструкцию для обеспечения непроницаемости почвы, простирающуюся, по меньшей мере, на кольцеобразном участке, окружающем установку;
множество опрыскивающих вышек, расположенных вокруг установки и/или в ее пределах и выполненных с возможностью разбрызгивания воды и/или других химических и/или биологических и/или минеральных веществ, позволяющих сдерживать распространение в атмосферный воздух вредных веществ и/или радиации в случае аварии, а также способствующих их осаждению в почву; и
периферийную конструкцию для сбора, выполненную с возможностью приема воды, задержанной конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы.
В системе согласно изобретению, сразу после возникновения аварии обеспечивается возможность активации подачи водных струй, в частности, с помощью соответствующих пушек, предпочтительно с использованием пульверизации и/или порошкообразных и/или пенистых препаратов, посредством указанных выше вышек с тем, чтобы ограничить распространение вредных выбросов в воздух, в то же время достигая их осаждения по месту, в конструкции для обеспечения непроницаемости почвы. Вода, и/или возможно другие используемые препараты, предотвращающие распространение загрязняющих веществ, следовательно, задерживаются в непосредственной близости от установки благодаря конструкции для обеспечения непроницаемости почвы, в то же время предотвращая загрязнение почвы и грунтовых вод или вод рек, озер и морей. Загрязненная вода и/или порошкообразные препараты и/или пена, задержанные конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы, затем утекают в конструкцию для сбора для того, чтобы они стали безопасными и очищенными или обеззараженными. Конструкция для обеспечения непроницаемости почвы может предпочтительно иметь, по меньшей мере, небольшой уклон, для того, чтобы способствовать стоку воды в направлении конструкции для сбора.
Однако система оказывается полезной даже при отсутствии аварии с установкой, в том, что конструкция для сбора и конструкция для обеспечения непроницаемости почвы могут быть использованы для удержания воды атмосферного происхождения, которая может быть использована для различных целей (например, для снабжения сопутствующих систем установки или для орошения). Указанная чистая вода атмосферного происхождения может использоваться для снабжения опрыскивающих вышек, если они, например, используются для орошения почвы, лежащей над конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы.
В предпочтительном варианте осуществления множество опрыскивающих вышек содержат по меньшей мере одну группу первых вышек, расположенных непосредственно в пределах установки и/или на ее близлежащих границах, и группу вторых вышек, расположенных на кольцеобразном участке, снабженном конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы. Вышки предпочтительно имеют такую высоту, что вода и/или другие препараты будут разбрызгиваться над конструкциями установки. Предпочтительно предусмотрены как первые, так и вторые вышки.
Таким образом, вокруг участка, на котором стоит установка, и непосредственно в пределах ее границ имеется возможность обеспечения наличия группы вышек, расположенных по существу согласно количеству концентрических колец, покрывающих практически полностью искусственным дождем как участок установки, так и кольцеобразный участок, окружающий ее. Следовательно, возможно сдержать настолько эффективно, насколько это возможно, распространение в атмосферу вредных веществ. Для этой цели также могут быть предусмотрены опрыскивающие вышки различной высоты: в таком варианте осуществления, предпочтительно, наиболее высокой вышкой будет та, которая находится ближе всего к установке.
В одном варианте осуществления каждая вышка снабжена средством для подачи воды, подлежащей разбрызгиванию, содержащим первый бак, предусмотренный вблизи или в верхней части вышки и находящийся в сообщении по текучей среде с соответствующими опрыскивающим средством.
Таким образом, каждая вышка снабжается запасом воды, который может быть разбрызган сразу после аварии, причем первый бак имеет такую емкость, что в любом случае гарантировано определенное время автономности системы без необходимости подкачки воды от удаленного участка. Предпочтительно каждая вышка будет также снабжена автономным источником электроэнергии, таким как комплект двигателя и генератора, фотоэлектрические панели и/или ветроэнергетическая система, для того, чтобы компенсировать какие-либо возможные перерывы в питании от электросети.
В одном варианте осуществления средство для подачи воды к опрыскивающим вышкам также содержит второй бак, предусмотренный в почве и который находится в сообщении по текучей среде с первым баком, обеспеченным непосредственно на вышке. Таким образом, заранее подготовлены баки, имеющие значительно большую емкость, чем предусмотренные непосредственно на вышке, и предназначенные для того, чтобы гарантировать продолжительную работоспособность опрыскивающей системы. Вторые баки, например снабжаемые речной водой или грунтовыми водами, предпочтительно расположены в удаленном местоположении относительно вышек, в частности за пределами участка, на котором имеется конструкция для обеспечения непроницаемости почвы, и соединены с баками, предусмотренными на вышке, с помощью подающего трубопровода, оборудованного накачивающим средством. В целях безопасности может быть предусмотрен автономный источник питания, такой как комплект двигателя и генератора, также и для накачивающего средства для того, чтобы компенсировать какие-либо возможные перерывы в питании от электросети.
В предпочтительном варианте осуществления конструкция для сбора практически полностью окружает конструкцию для обеспечения непроницаемости почвы для того, чтобы гарантировать, что сбор воды является настолько быстрым и эффективным, насколько это возможно, и для того, чтобы снизить риск распространения указанной воды за пределы непроницаемого участка в почву. Предпочтительно конструкция для сбора содержит по меньшей мере один кольцеобразный канал, имеющий внутреннюю стенку, которая по существу соответствует внешнему периметру конструкции для обеспечения непроницаемости почвы, с которой он объединяется в целях обеспечения водонепроницаемости.
В одном варианте осуществления опрыскивающие вышки дополнительно содержат средства для распространения в атмосфере адсорбирующих материалов, например цеолитовой пудры, содействующих улавливанию вредных веществ, рассеянных в воздухе, и/или вызывающих их осаждение. Таким образом, дополнительно сокращаются риски распространения вредных веществ из установки. Предпочтительно на одной или более вышке будет затем предусмотрено также средство, предназначенное для рассеивания адсорбирующих материалов, например в форме пневматических пушек, с соответствующим средством подачи, содержащим, например, локальный резервуар для порошка и соответствующее приводное устройство (например, компрессор), которое, при необходимости, может питаться с помощью упомянутых выше автономных источников электроэнергии. Конечно, для того, чтобы гарантировать пролонгированную работоспособность системы распространения, может быть предусмотрен больший запас порошка либо внутри вышки (например, хранилище внутри конструкции вышки), либо в удаленном от вышки местоположении (в этом случае, подача порошка к вышке будет происходить посредством технологий, аналогичных упомянутым выше применительно ко вторым водным бакам для вышек).
В особенно предпочтительном варианте осуществления над конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы предусмотрено множество стоков, каждый из которых простирается в радиальном направлении, по существу начиная от границ участка установки до пределов внешнего периметра кольцеобразного участка, на котором имеется конструкция для обеспечения непроницаемости почвы. Эти стоки, расположенные по существу радиально, способствуют точному переносу воды, задержанной конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы, в направлении конструкции для сбора, расположенной в положении, по существу соответствующем внешнему периметру конструкции для обеспечения непроницаемости почвы.
Предпочтительно, также предусмотрен кольцеобразный сток, в котором сходятся радиальные стоки. Указанный кольцеобразный сток по существу соответствует внутренней стенке канала, принадлежащего конструкции для сбора, и он находится в сообщении по текучей среде с внутренней частью указанного канала. Этот кольцеобразный сток, следовательно, обеспечивает для радиальных стоков подобие большого коллектора, предназначенного для последующего переноса воды в указанный выше канал.
В предпочтительном варианте осуществления, радиальные стоки, и предпочтительно также кольцеобразный сток, сформированы из камней или дробленого каменистого материала и по меньшей мере частично зарыты в одном или более слоях некоторого другого материала, лежащего сверху конструкции для обеспечения непроницаемости почвы. В результате стоки являются простыми при укладке, и их сохранность в течение времени обеспечивается находящимся сверху материалом. Материал для покрытия конструкции для обеспечения непроницаемости почвы может содержать множество различных слоев, например - снизу вверх - слой дробленых цеолитов, слой гравия более мелкого, чем тот, который образует стоки, слой почвы, слой перегноя и/или травяного дерна.
В одном варианте осуществления конструкция для обеспечения непроницаемости почвы содержит множество полотен непромокаемого материала, выполненных, например, из полиэтилена, предпочтительно полиэтилена высокой плотности (HDPE). Также предпочтительно между двух полотен непромокаемого материала размещается по меньшей мере один слой гранулированного материала, в частности из цеолитов; этот пакет для обеспечения непроницаемости почвы может опираться на слой глиноподобного материала для обеспечения непроницаемости почвы, для того, чтобы улучшить степень обеспечения непроницаемости участка.
Этот тип конструкции гарантирует высокую степень обеспечения непроницаемости, предотвращая какое-либо возможное передвижение воды и, возможно, загрязняющих веществ в лежащую ниже почву. Надежность конструкции может быть повышена посредством укладки также листов нетканой материи, например между каждым полотном непромокаемого материала и соответствующим слоем гранулированного материала.
как было показано ранее, в случае аварии на установке с последующим выбросом загрязняющих веществ активируется система, предусмотренная согласно изобретению, для того, чтобы сдержать распространение вредных веществ, выбрасываемых установкой. Активация предпочтительно осуществляется автоматическим образом с использованием технологий управления, известных как таковые в области систем безопасности для промышленных установок и ядерной электростанций, но не исключается очевидная возможность активации вручную, даже из станции управления, расположенной в удаленном от установки местоположении.
Аварии могут быть настолько серьезными, что установка не будет подлежать восстановлению, даже до такой степени, когда установка останется источником вредных выбросов. В таком случае предложенный способ согласно одному варианту осуществления изобретения подразумевает операцию накрывания самой установки и окружающего ее непроницаемого кольцеобразного участка материалом, подходящим для образования биореактора.
Таким образом, обеспечивается возможность предотвращения постоянной утечки загрязняющих веществ после аварии, и в то же время, обеспечивается средство для улавливания самих загрязняющих веществ. Улавливание загрязняющих веществ осуществляется посредством улавливания биогаза, вырабатываемым в результате метаногенеза биомассы, составляющей биореактор, с загрязняющими веществами, которые могут затем удаляться в процессе очистки биогаза, например, до его сжигания в двигателях системы генерации электроэнергии.
Следует понимать, что для создания биореактора после аварии можно непосредственно использовать особенно предпочтительным образом конструкцию для обеспечения непроницаемости почвы, уже размещенную ранее. Указанная конструкция обеспечивает возможность изоляции биомассы относительно почвы и водоносных слоев, а также удержание образующегося впоследствии загрязненного продукта фильтрации; причем может быть обеспечен отток указанного продукта фильтрации в конструкцию для сбора с тем, чтобы подвергнуть его последующей очистке и/или уменьшению.
В особенно предпочтительном варианте осуществления материал, используемый для создания биореактора, содержит городские и/или промышленные твердые отходы.
Указанный тип материала легко доступен без перебоев и в больших количествах, следовательно, это способствует применению для установки мер безопасности в относительно короткое время и с низкими затратами. Отходы могут содержать влажные фракции твердых городских отходов, или же твердые городские отходы как таковые, или же вновь отсортированные твердые городские отходы. Отходы могут быть либо навалом, либо в тюках, по возможности завернутых в целлофан.
Краткое описание чертежей
Другие цели, признаки и преимущества изобретения будут понятны из последующего подробного описания, служащего только в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет частичный и схематический вид в поперечном сечении ядерной электроустановки, снабженной системой безопасности согласно изобретению;
фиг. 2 представляет второй частичный и схематический вид в поперечном сечении, в более крупном масштабе по сравнению с фиг. 1, электроустановки и системы фиг. 1;
фиг. 3 представляет схематический вид сверху электроустановки и системы фиг. 1;
фиг. 4 представляет схематический вид сбоку верхнего участка опрыскивающей вышки, образующей часть системы согласно изобретению;
фиг. 5 и 6 представляют схематический вид сбоку и схематический вид сверху, соответственно, верхнего участка опрыскивающей вышки согласно варианту изобретения;
фиг. 7 представляет частичное и схематическое изображение в поперечном сечении периферийного участка системы фиг. 1, в более крупном масштабе;
фиг. 8 и 9 представляют два частичных и схематических изображения, в увеличенном масштабе, в поперечном сечении, перпендикулярных друг другу, дренажной конструкции для обеспечения непроницаемости почвы для системы согласно изобретению;
фиг. 10 представляет частичный и схематический вид сверху системы согласно изобретению, предназначенный для отображения расположения группы нижних стоков;
фиг. 11 представляет частичное и схематическое изображение в поперечном сечении биореактора, действующего в качестве покрытия для установки фиг. 1, согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг. 12 представляет изображение в поперечном сечении, аналогичное фиг. 11, в более крупном масштабе;
фиг. 13 представляет частичное и схематическое изображение в сечении и поверхностно-дренажной конструкции для обеспечения непроницаемости почвы для биореактора на фиг. 12, в более крупном масштабе;
фиг. 14 представляет частичное и схематическое изображение в сечении, в более крупном масштабе по сравнению с фиг. 12, периферийной зоны биореактора;
фиг. 15 представляет частичное и схематическое изображение в сечении, в увеличенном масштабе, периферийного участка системы согласно изобретению при отсутствии биореактора;
фиг. 16 представляет изображение в сечении, аналогичное фиг. 15, при наличии биореактора;
фиг. 17 представляет изображение, аналогичное фиг. 10, предназначенное для отображения расположения группы верхних стоков биореактора;
фиг. 18 и 19 представляет два частичных и схематических изображения в сечениях возможного варианта изобретения;
фиг. 20 представляет частичное и схематическое изображение в сечении биореактора фиг. 11 с изображенными резервуарами для улавливания биогаза;
фиг. 21 представляет частичное схематическое изображение в сечении одного из резервуаров фиг. 20;
фиг. 22 представляет схематический вид сверху возможного разделения участка, окружающего электроустановку фиг. 1, в возможном варианте реализации изобретения; и
фиг. 23 представляет фрагмент участка электроустановки фиг. 22 в более крупном масштабе.
Осуществление изобретения
В последующем описании с целью обеспечения глубокого понимания вариантов осуществления проиллюстрированы различные определенные детали. Варианты осуществления могут быть предусмотрены без одной или более определенной детали, или с другими способами, компонентами, материалами, и т.д. В других случаях известные конструкции, материалы или операции не изображены или не описаны подробно, чтобы предотвратить неясность различных аспектов вариантов осуществления.
Ссылки на "вариант осуществления" или "один вариант осуществления" в рамках настоящего описания подразумевают указание, что определенная конфигурация, конструкция, или признак, описанный применительно к варианту осуществления, относится по меньшей мере к одному варианту осуществления. Следовательно, выражение, такое как "в варианте осуществления" или "в одном варианте осуществления", которое может встречаться в различных местах данного описания, не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, определенные конфигурации, конструкции или признаки могут сочетаться каким-либо адекватным образом в одном или более вариантах осуществления.
Ссылки, используемые данном документе, предусмотрены только для удобства и, следовательно, не ограничивают область патентной защиты или рамки вариантов осуществления.
Следует подчеркнуть, что в рамках настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения под термином "атмосфера" следует понимать часть окружающего пространства в атмосферном воздухе, окружающем защищаемую установку, при условии, что изобретение предназначено для использования по существу в сочетании с находящейся на поверхности или "открытой" установкой и подобными ей сооружениями (т.е. не построенными исключительно или главным образом под землей, такими как, например, в US-A-4,971,752).
На фиг. 1 и 2 ссылка 1 обозначает конструкцию ядерной электроустановки целиком, расположенную в пределах участка А0 на открытом воздухе, периметр которой, как считается, ограничивает каждую конструкцию, принадлежащую самой электроустановке (напольный настил здания, дороги, каналы, ограждения). В данном примере предполагается, что участок А0 является по существу круглым, и его диаметр составляет примерно 500 м. Как обычно происходит, участок А0, как таковой, снабжен средством для сбора атмосферной воды с крыш и с напольного настила электроустановки, который является непроницаемым или становится таковым. Вся вода собирается предусмотренными для этой цели ливневыми стоками и обрабатывается таким образом, как обычно предусматривается для любых ядерных электроустановок или других промышленных установок.
Вокруг участка А0 определен периферийный участок, обозначенный А1, расширяющийся в направлении наружу начиная от периметра участка А0, например примерно на 250 м.
Кольцеобразный участок А1, охватывающий непосредственно участок А0, на котором расположена электроустановка 1, снабжен конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы, обозначенной целиком на фиг. 2 номером позиции 10.
Вокруг ядерной электроустановки 1, на участке А0 и на участке А1, кроме того, на открытом воздухе предусмотрена опрыскивающая система, содержащая опрыскивающее средство, установленное на вышке, возвышающейся над землей. Предпочтительно, как на участке А0, так и на участке А1 предусмотрены кольца опрыскивающих вышек.
В проиллюстрированном примере предусмотрены первые вышки 20, например четыре вышки, расположенные по существу по окружности в пределах участка А0 вокруг ядерного реактора или реакторов на открытом воздухе. Также на участке А0 предусмотрены вторые вышки 21, также на открытом воздухе, расположенные по существу в форме кольца большего диаметра по сравнению с предыдущим, например восемь вышек, таких же как вышки 20. В предпочтительном варианте осуществления изобретения также на участке А1 предусмотрено далее одно или более кольцо опрыскивающих вышек 22. В изображенном примере предусмотрено четыре концентрических кольца из восьми вышек каждое, всего тридцать две вышки. Как можно видеть, в случае, приведенном на фиг. 3, концентрические кольца вышек 21 и 22 расположены по существу в форме шкалы компаса.
Как можно видеть на фиг. 3, расположение колец вышек 20, 21 и 22 является таким, что участки А0 и А1 практически полностью покрываются искусственным дождем, образуемым с помощью вышек (на фиг. 3, окружности, окружающие вышки обозначают фрагменты участков, покрываемых дождем, подаваемым с каждой вышки).
Высота вышек 20-22 относительно велика для того, чтобы обеспечить возможность генерации искусственного дождя, превышающего по высоте конструкции электроустановки 1. Этот искусственный дождь может, по возможности, быть смешан с химическими и/или биологическими и/или минеральными веществами, пригодными для сдерживания распространения далее в воздухе вредных веществ и радиации в случае аварии, а также способствующими их осаждению в землю. Предположительно вышки 20 и 21 могут быть примерно 120 м высотой, в то время как вышки 22 могут быть примерно 100 м высотой. Вышки могут быть любой подходящей конструкции, например металлической конструкции, бетонной конструкции или сборной конструкции.
Предпочтительно, каждая вышка будет иметь соответствующее основание, например выполненное из бетона, надлежащим образом зарытое в землю и построенное согласно известным антисейсмическим процедурам. Конечно, конструкция 10 для обеспечения непроницаемости почвы будет уложена таким образом, чтобы обеспечить надлежащую непроницаемость относительно нижних частей вышек.
Как изображено на фиг. 4, наверху каждой вышки установлено водоразбрызгивающее средство, например содержащее поворотную опрыскивающую пушку 30, предназначенную для выпуска струи под давлением; длина генерируемых струй предположительно может быть около 70-80 м. Пушки 30, по возможности, могут иметь механический привод для того, чтобы регулировать их положение или вращение, например, с помощью удаленного компьютера. Предпочтительно генерируемые водные струи имеют определенный подъем, например на 20 м, или в любом случае такой, чтобы вызывать падение дождя с высоты примерно 140 и 120 м для вышек 20-21 и 22, соответственно.
Предпочтительно на каждой вышке 20-22 установлен первый бак 31 или резервуар для сбора. Указанный бак, например имеющий полезный объем примерно 64 м3, содержит запас воды, такой что он гарантирует первый период искусственного дождя (например, в течение первых 20 минут 12 мм/час дождя на кв. метр). Эта вода может, по возможности, уже быть смешана с препаратами, способствующими осаждению и/или адсорбции химических и радиоактивных порошков и пыли.
Вода, содержащаяся в баке 31, подается на соответствующую опрыскивающую пушку 30 с помощью насоса 32, например насоса с электроприводом. Движение пушки 30 (если указанное движение осуществляется за счет механического привода) и насоса 32 гарантировано даже в случае перерыва в электропитании благодаря автономному генератору 33, таким как вспомогательный дизельный комплект двигателя и генератора.
В одном варианте осуществления также на вышках 20-21 установлены средства для распространения порошкообразных адсорбирующих материалов, таких как цеолитовый порошок, совместно или отдельно от струй, генерируемых пушками 30. Указанные средства могут содержать, например, пневматическую пушку, обозначенную на фиг. 4 номером позиции 34. Указанные выше порошки могут сохраняться в соответствующем резервуаре 35 и/или в хранилище со встроенным опустошителем, установленном на основании вышки или же внутри нее, с пневматической подачей к пушке 34.
Следует отметить, что опрыскивающее средство, которым оборудованы вышки 20-21, может также содержать две или более пушки 30. Фиг.5 и 6 иллюстрируют случай, в котором вышки 20 снабжены пятью пушками 30, установленными на общем основании, таком как поворотное или фиксированное основание, причем каждая пушка благодаря механическому движению, обеспечиваемому напором воды, может поворачиваться, например, направо и налево на 45° или 90°.
Предпочтительно, средства для подачи воды к вышкам 20-22 также содержат вторые баки, установленные в земле и находящиеся в сообщении по текучей среде с баком 31, предусмотренным на каждой вышке, с помощью подающего трубопровода, оборудованного насосом.
В данном примере запас воды для подачи воды к опрыскивающим вышкам 20-22 находится в дополнительны баках, обозначенных номером позиции 40 на фиг. 1, 3 и 7. Эти баки, например восемь круглых баков объемом 10000 м3, могут быть расположены сразу за пределами участка А1 в пределах участка, обозначенного А2. Из баков 40 вода достигает вышек 20-22 по трубам, например выполненным из полиэтилена и имеющим диаметр 100 мм, частично введенным в соответствующие зарытые ливневые стоки, выполненные из армированного бетона, как изображено на фиг. 7. Вода подается к каждой вышке 20-22 с помощью накачивающей системы, калиброванной таким образом, чтобы сохранять всегда минимальный уровень (например 70%) в баках 31, расположенных наверху каждой вышки.
Скорость потока накачивающей системы и емкость баков 40 предпочтительно выбирают таким образом, чтобы каждый бак 40 мог снабжать все вышки 20-22 в течение по меньшей мере одного часа. Таким образом, при использовании всех баков 40 работоспособность опрыскивающей системы может в любом случае быть гарантирована в течение по меньшей мере восьми часов (12 мм/час искусственного дождя на кв. метр при только одной опрыскивающей пушке на одну вышку; если, например, имеется пять пушек на вышку, минимальное гарантированное время будет 96 минут для каждой пушки). Указанное время может очевидно при необходимости быть увеличено на участках А0 и А1. Баки 40 могут, например, снабжаться из реки, находящейся на участке, с предусмотренной для этой цели водопроводной системой с надлежащей скоростью потока (например, не менее 0.3 м3 в секунду для каждого бака 40), чтобы гарантировать работу опрыскивающих пушек, установленных на каждой вышке, и всех опрыскивающих пушек, работающих совместно.
Искусственный дождь, генерируемый посредством вышек 20-22 (что аналогичным образом возможно для распространения адсорбирующих порошков), может контролироваться с помощью компьютера. В данной перспективе, например, пушка 30 (и/или 34) с механическим приводом, относящаяся к вышке, может также контролироваться для ориентирования соответствующей струи в направлении, представляющем особый интерес (например, в котором образуются облако вредных веществ). Для такого случая вышки могут работать все сразу или же независимо друг от друга.
Как было упомянуто, на участке А1, окружающем участок А0 (и, следовательно, электроустановку 1), почва является водонепроницаемой с помощью конструкции для обеспечения непроницаемости почвы, обозначенной на фиг. 2 номером позиции 10. Конечно, внутренний периметр конструкции 10 соединен водонепроницаемым образом для непроницаемости напольного настила участка А0.
Почва участка А1 заранее взрыхляется и выравнивается, предпочтительно с обеспечением, по меньшей мере, незначительного уклона от участка А0 наружу, например с уклоном, составляющем по меньшей мере 1%. Затем укладывается конструкция 10 для обеспечения непроницаемости почвы, которая, например, может быть обеспечена пакетом полотен непромокаемого материала такого типа, который обычно используется для покрытия свалки опасных отходов. Указанный пакет полотен непромокаемого материала предпочтительно содержит по меньшей мере два полотна непромокаемого материала, уложенные сверху друг на друга, например выполненные из полиэтилена, предпочтительно полиэтилена высокой плотности (HDPE), причем каждое имеет толщину предположительно по меньшей мере 2 мм; между двумя листами может быть размещен слой гранулированного материала, такого как цеолит. Для случая установки новой конфигурации возможно, что конструкция 10 для обеспечения непроницаемости почвы может простираться также ниже конструкции и/или напольного настила установки участка А0. Как упоминалось, в любом случае та же самая конструкция напольного настила установки реализует в себе конструкцию для обеспечения непроницаемости почвы, к которой присоединено средство для распределения воды; предпочтительно это приспособление для распределения воды будет снабжено устройствами для сохранения добавок или других твердых веществ, разбрызгиваемых с опрыскивающей вышки, такими как стоки с фильтрами, осаждающими устройствами и подобными им.
В одном варианте осуществления (см. фиг. 8 и 9) на земле участка А1 (соответствующим образом взрыхленной, например, с удалением первых 200 мм растительного покрытия) имеется первый уложенный слой песка 11 (например, примерно 200 мм толщиной), а затем два полотна 12 непромокаемого материала HDPE. В предпочтительном варианте осуществления после укладки первого полотна 12 непромокаемого материала, на него укладывается лист нетканой материи (например, 10 мм толщиной), и сразу сверху на него укладывается слой 13 цеолитов (например, 200 мм толщиной). На слой цеолитов 13 затем укладывается другой лист нетканой материи (например, идентичный предыдущему), в свою очередь покрываемый вторым полотном 12 непромокаемого материала HDPE, которое также может покрываться сверху дополнительным листом нетканой материи. Как уже упоминалось, непроницаемость почвы конечно обеспечивается таким образом, что пакет листов окружает водонепроницаемым образом нижнюю часть опрыскивающих вышек 20-22.
Система дополнительно содержит периферийную конструкцию для сбора, обозначенную на фиг. 1, 3 и 7 номером позиции 50, выполненную с возможностью приема воды, задержанной конструкцией 10 для обеспечения непроницаемости почвы. Предпочтительно, и как можно видеть на фиг. 3, конструкция 50 окружает конструкцию 10 для обеспечения непроницаемости почвы практически полностью и объединяется с последней для гарантии водонепроницаемости.
Уклон, предусмотренный для конструкции 10 для обеспечения непроницаемости почвы, который, как было указано, предположительно составляет не менее 1%, позволит переносить задержанные воды в направлении конструкции 50 для сбора. Для этой цели в одном варианте осуществления предпочтительно предусмотрена группа стоков, предпочтительно с треугольным сечением, установленных над конструкцией 10 для обеспечения непроницаемости почвы, причем указанные стоки затем обволакиваются дренирующим слоем, который также предусмотрен в конструкции 10.
В одном варианте осуществления на наружной границе участка А1 предусмотрена стенка или диафрагма, которая предпочтительно выступает над плоскостью, в которой лежит кольцеобразный участок А2, снаружи участка А1, например примерно на 1 м. Указанная диафрагма, обозначенная на фиг. 1, 2 и 7 номером позиции 60, простирается на глубину в землю, например по меньшей мере на 50 м, и предпочтительно за пределы имеющегося второго водоносного слоя (если он лежит на глубине в пределах первых 100 м). Диафрагма 60 может иметь предположительно толщину 700 мм и быть выполнена из водонепроницаемого и антисейсмическим армированного бетона для того, чтобы изолировать участки А0 и А1 от окружающих водоносных слоев, а также предотвращать утечку воды в случае аварии установки.
Конструкция 50 для сбора предусмотрена сразу в пределах диафрагмы 60 на участке, по существу соответствующем внешнему периметру участка А1. Для этой цели вблизи верхнего конца диафрагмы 60 предусмотрен по меньшей мере один канал, предпочтительно два канала, для распределения поверхностных вод участков А0 и А1, причем указанные каналы обозначены на фиг. 7 С1 и С2.
Также на фиг. 7 частично виден один из баков 40 с подающим трубопроводом для соответствующей группы вышек. Как было упомянуто, указанный трубопровод содержит трубу 41, например выполненную из полиэтилена и частично зарытую в соответствующие ливневые стоки. Как можно видеть, труба 41 проходит над каналами С1 и С2, а затем снова уходит, покрываемая соответствующими ливневыми стоками, в дренажный пакет, предусмотренный над конструкцией 10 для обеспечения непроницаемости почвы.
В примере на фиг. 8 и 9 указанный дренажный пакет содержит множество слоев различных гранулированных материалов, а именно:
слой 61 гранулированных цеолитов (например, примерно 200 мм толщиной);
слой 62 (например, примерно 300 мм толщиной) мелко дробленого гравия (50-80 мм в диаметре);
слой 63 (например, примерно 300 мм толщиной) почвы с дробленым гравием (100-150 мм в диаметре), образующим напольный настил из гравия.
В одном варианте осуществления на указанном напольном настиле 63 из гравия лежит слой перегноя 64, например, примерно 10 см толщиной. С этой целью может использоваться продукт HUMUS ANENZY®, производимый и поставляемый настоящим заявителем, спрессованный и, по возможности, смешанный с группой микроорганизмов, такими как производимые и поставляемые настоящим заявителем под торговой маркой ENZYVEBA®.
Слой 64 перегноя, по возможности, смешанный с группой микроорганизмов, может быть также засеян газоном.
Также на фиг. 8 виден один из указанных выше стоков, обозначенный номером позиции 70. Указанные стоки 70 имеют предпочтительно треугольное поперечное сечение (например, с основанием примерно 1 м и высотой примерно 500 мм) и предпочтительно снабжены круглыми неизвестковыми камнями, например диаметром 80-120 мм. Стоки 70 лежат на первой части (например, первых 150 мм) слоя 62 гравия дренажного пакета, лежащего на слое 61 цеолитов.
Как хорошо видно также на фиг. 10, стоки 70 начинаются по существу от внешнего периметра участка А0 и простираются радиально наружу, а затем заканчиваются на большом круглом стоке 71, обеспеченном в положении, по существу соответствующем внешнему периметру участка А1, а более конкретно, в положении, соответствующем внутренней стороне конструкции 50 для сбора, здесь представленной каналом С1.
Таким образом, в пределах участков А0 и А1 обеспечивается распределение вод как при отсутствии аварии, так и после возникновения аварии. Как очевидно, благодаря конструкциям 10 и 50 обеспечивается возможность манипулирования, удерживания и обработки как атмосферных вод, так и обрабатывающих вод, разбрызгиваемых вышками в случае аварии. В случае ядерной аварии, эти воды могут протекать в расположенном по периметру канале С1, предусмотренном для удержания первой загрязненной воды, а затем может быть предусмотрена их обработка. Воды проходят по сети стоков 70, расположенных радиально над пакетом для обеспечения непроницаемости почвы участка А1, и сходятся в сток 71. В одном варианте осуществления вода проходит из стока 71 в канал С1 через отверстия 72, снабженные сифонами 73 (фиг. 7), расположенными на внутренней стенке канала С1 в контакте со стоком 71 в точках схождения стоков 70 со стоком 71.
Канал С1 может лежать на месте или в сборе с армированным бетоном, может иметь ширину примерно 3 м и, как изображено в примере, может быть частично зарытым. Канал С1 может быть покрыт сверху съемным водонепроницаемым закрывающим листом, как можно видеть на фиг. 7.
Конструкция 10 для обеспечения непроницаемости почвы, здесь включающая в себя два полотна 12 непромокаемого материала со слоем цеолитов 13 между ними (фиг. 8 и 9), непроницаема относительно указанной выше внутренней стенки канала С1 до своего верха (см. фиг. 7), так что участки А0 и А1 полностью изолированы относительно лежащей ниже почвы.
Канал С1, при отсутствии аварии электроустановки 1, будет всегда получать чистую атмосферную проточную воду и, после ядерной аварии, будет получать загрязненную проточную и просачивающуюся воду от участка А1 и воду, объединяемую с распределяемой водой, поступающей от участка А0. Как было упомянуто, на внутренней стороне канала С1 предусмотрен кольцеобразный сток 71, предпочтительно покрываемый нетканой материей для обеспечения его сохранности. Предпочтительно также и сток 71, например 1,5 м глубиной и 1 м высотой, имеет по существу треугольное поперечное сечение и снабжен круглыми неизвестковыми камнями (например, 80-120 мм в диаметре).
В случае некатастрофической ядерной аварии, т.е., имеющей тот тип, когда электроустановка 1 может быть восстановлена и/или возникает утечка загрязняющих веществ, которые могут удаляться, система согласно изобретению обеспечивает возможность надлежащего вмешательства посредством искусственного дождя с вышек 20-22 с последующим поглощением и осаждением большей части загрязняющих веществ посредством конструкции 10 для обеспечения непроницаемости почвы и конструкции 50 для сбора.
В одном варианте осуществления изобретения в случае невозможности восстановления установки после аварии предусмотрена операция накрывания участка А0 (и, следовательно, электроустановки 1) и кольцеобразного участка А1 материалом М, пригодным для образования биореактора. Указанный биореактор частично виден на фиг. 11, где он обозначен целиком номером позиции 100.
В особенно предпочтительном варианте осуществления вблизи внешнего периметра участка А1 дополнительно к диафрагме 60 предусмотрен по меньшей мере один служебный железнодорожный путь 110. В случае, приведенном, например на фиг. 3, 7 и 11, для этой цели предусмотрено две трека, предназначенные для обеспечения транспортировки и последующей выгрузки, с помощью вагонов или подобных им средств транспортировки, материала М, пригодного для создания биореактора. Предпочтительно, указанные выше вагоны для перевозки материала относятся к типу управляемых дистанционным образом, например радиоуправляемые.
В одном варианте осуществления кольцевая железная дорога 110, окружающая участок А1, имеет множество точек входа, не изображенных, снабженных стрелками и перекрывающих диафрагму 60 и конструкцию 50, представленные каналами С1 и С2, для того, чтобы обеспечить доступ к участку А1 и, следовательно, обеспечить возможность выгрузки материала М.
Предпочтительно вдоль железнодорожного пути 110 может быть предусмотрена промывочная станция, например туннельного типа, обозначенная на фиг. 3 номером позиции 111. На указанной станции 111 вагоны промываются после выгрузки материала М; промывочные воды передаются со станции 111 в канал С1 или же отправляются непосредственно на очистку. Движение вагонов для перевозки материала M будет предпочтительно обрабатывается автоматическим образом, например с помощью центра контроля/управления.
Когда материал отгружен на участке А1, соответствующие средства для перемещения материала (такие как механические лопаты, вагонетки, черпаки, скреперы ковша и т.д.) распространяют указанный материал. Указанные средства, перемещающие материал, конечно оборудованы будками, снабженными всеми необходимыми средствами, предотвращающими загрязнение персонала, ответственного за выполнение работ. При наличии возможности, с другой стороны, также указанные средства могут быть управляемыми дистанционно, например радиоуправляемыми.
В предпочтительном варианте осуществления материал М, используемый для создания биореактора, содержит твердые городские отходы. Указанные отходы могут быть образованы влажными фракциями твердых городских отходов, или же твердыми городскими отходами как таковыми, или же отсортированными твердыми городскими отходами (т.е., освобожденными от ценных составляющих, таких как металл, бумага, стекло). Отходы, отправленные на объект для того, чтобы быть доставленными к вагонам, могут быть навалом или же в тюках. Другое решение состоит в том, что обеспечивают на месте линию прессования для упаковки несвязных отходов, например, линию для каждой из точек, где производится выгрузка материала. Доставляемые несвязные отходы, следовательно, упакуются в тюки, а затем транспортируются к точкам свалки на участках А0 и А1.
Ссылаясь на указанный вариант осуществления, выгрузка отходов M выполняется в заданных заранее точках, обслуживаемых железнодорожными путями 110, для которых промежутки рельс, регулируемые стрелками, простираются над диафрагмой 60 и над каналами С1 и С2 (один из указанных промежутков обозначен на фиг. 3 номером позиции 112). Железнодорожный транспорт сваливает отходы на соответствующих площадках внутри участка А1 (одна их указанных площадок обозначена на фиг. 3 номером позиции 113), с которых другие механические средства (телескопические черпаки, механические лопаты, вагонетки, уплотнители и т.д.), предпочтительно управляемые дистанционно, собирают отходы и распространяют их, уплотняя, если требуется, на участках А0 и А1.
Биореактор 100, следовательно, создается путем наслоения отходов навалом или в тюках, повышаясь в направлении внутрь участка А1, и слои имеют диаметр по существу уменьшающийся с расширением конструкции в высоту. Таким образом, биореактор 100 принимает форму примерно пирамиды предпочтительно со ступенями, соответствующими различным выкладываемым каждый раз слоям. Например, начиная от стенки канала С1, поднимаясь над плоскостью, укладываются различные слои отходов, каждый из которых имеет высоту примерно 2-3 м, следовательно, поднимаясь к указанным выше ступеням.
Во время распространения и уплотнения отходов M для получения биореактора 100 (находятся ли указанные отходы навалом или в тюках), для каждой ступени укладывается слой цеолитов, например 20-50 мм толщиной, на фиг. 13 обозначенный номером позиции 119. Предпочтительно, указанный слой цеолитов не включает в себя всю верхнюю поверхность слоя отходов ступени, а только ее периферийную часть (например, примерно 25 м в направлении центрального слоя отходов). Слой цеолитов, который может иметь толщину от 200 до 300 мм, предпочтительно функционирует также в качестве дорожного полотна для транспортных средств, используемых для распространения и уплотнения отходов.
Наконец, слой 119 цеолитов каждой ступени покрывается дренажной и многослойной конструкцией для обеспечения непроницаемости почвы, обозначенной на фиг. 12 номером позиции 120 и содержащей по меньшей мере одно полотно непромокаемого материала. Как проиллюстрировано на фиг. 13, указанная конструкция 120 может, например, содержать (в порядке снизу вверх):
первый лист 121 нетканой материи;
полотно 122 непромокаемого материала, выполненное из полиэтилена, предпочтительно HDPE;
второй лист 121 нетканой материи;
слой 123 цеолитов;
покрытие 124 из водонепроницаемой глины;
слой 125 песка;
слой 126 почвы с дробленым гравием; и
слой 127 перегноя (например, перегноя ANENZY®), по возможности биоактивированного группой микроорганизмов (например, ENZYVEBA®), причем указанный последний слой, по возможности, затем засевается адсорбирующими травянистыми растениями.
Конструкция 120 предотвращает возможный выход радиации и вход наружного воздуха и дождя в биореактор 100. В точках, в которых расположены резервуары для улавливания биогаза (описываемые далее) и вышки 20-22, полотно 122 непромокаемого материала будет надлежащим образом сформировано и фиксировано для гарантии водонепроницаемости, и, следовательно, для предотвращения входа воздуха и/или выхода биогаза.
Накрывающая конструкция 120 нарастает с "подъемом" биореактора 100 до его верха, и будет расположена по существу над электроустановкой 1 на предположительной высоте 50-60 метров. В нижней части биореактора полиэтиленовое полотно 122 непромокаемого материала прикрепляется к внутренней стенке канала С1. Таким образом, предотвращается смешивание между просачивающимися водами внутри биореактора 100, протекающими через стоки 70 и 71 в канал С1, и водами за пределами и на поверхности биореактора 100, утекающими в канал С2. Для этой цели, как изображено на фиг. 14, на указанном участке может находиться ливневый сток 130, соединенный с каналом С2 с помощью предусмотренных для этой цели каналов и труб 131, поперечных каналу С1. Атмосферная или искусственно распыляемая вода, выпадающая на биореактор 100, следовательно, протекает в направлении ливневого стока 130, а затем достигает внутренней части канала С2.
Следует заметить, что также в пределах конструкции 120, в частности над ее полотном 122 непромокаемого материала, могут быть предусмотрены радиальные стоки и внешний кольцеобразный сток, аналогичные по дизайну ранее обозначенным номерами позиций 70 и 71. Указанные стоки, предусмотренные в конструкции 120, обозначены на фиг. 14 номерами позиций 132 и 133. Предпочтительно, кроме того, будут предусмотрены промежуточные круглые стоки также в положениях, соответствующих различным ступеням конструкции биореактора 100, как изображено на фиг. 17, на которой указанные промежуточные круглые стоки обозначены номерами позиций 134.
Атмосферные воды или воды, поступающие с вышек 20-22, проникающие в отходы M во время строительства биореактора 100 (плюс жидкая фракция отходов), очевидно вызывают подъем загрязненных продуктов фильтрации, как по причине того, что при их промывании сквозь отходы они обогащаются химически и биологически, так и по той причине, что они загрязняются радиоактивными веществами.
Этот продукт фильтрации достигает канала С1 во время строительства биореактора 100 через стоки 70 и 71, а также через отверстия 72, снабженные сифонами 73, канала С1 (см. фиг. 7). В альтернативном варианте, и как можно хорошо видеть, например, на фиг. 15, в положении, соответствующем кольцеобразному стоку 71, могут быть предусмотрены стоки 140, закрытые в верхней части и снабженные насосами 141. По команде эти стоки 140 выпускают воду (или продукт фильтрации) в канал С1, также посредством снабженного сифоном слива 142, или же отправляют ее непосредственно на очистку с помощью соответствующего трубопровода 143 (например, полиэтиленовой трубы).
Как можно видеть также на фиг. 16 и 17, резервуары 140 улавливания продукта фильтрации примыкают к внутренней стенке канала С1, находясь на расстоянии друг от друга (например, на расстоянии 100 м) вдоль всего внутреннего периметра канала С1 и предпочтительно построены таким образом, что они могут быть обследованы (диаметр резервуаров может составлять, например, 2 м). Предпочтительно, резервуары 140 обеспечивают при необходимости вариации давления продукта фильтрации на дно биореактора.
В качестве альтернативы стокам 140 продукт фильтрации может проникать в канал С1 через батареи снабженных сифоном отверстий, предусмотренных во внутренней стенке канала С1, тем же образом, который проиллюстрирован отчетливо на фиг. 7. Указанные батареи отверстий с соответствующими сифонами предусмотрены в круглом стоке 71, на каждом радиальном стоке 70, как изображено на фиг. 18 и 19. В таком варианте осуществления также возможно обеспечить для каждого радиального стока 70 водосборник 145, примыкающий к стенке канала С1 и находящийся в пределах стока 71, с соединенным с ним соответствующим клапаном (в данном примере, открываемым и закрываемым посредством ручного управления 146). Наличие сифонов 73 обеспечивает возможность протекания продукта фильтрации в канал С1 без возврата воздуха, в то же время предотвращает выход биогаза и радиации из нижней части биореактора и предотвращает вход наружного воздуха в биореактор. Отверстия 72 конечно предусмотрены по существу на верхнем уровне конструкции 10 для обеспечения непроницаемости почвы. Поглощение продукта фильтрации через резервуары 140 предпочтительно в любом случае, поскольку это обеспечивает возможность, при необходимости, обхода канала С1 и прямого протекания продукта фильтрации в направлении, соответствующем очистительной установке.
Вода и/или продукт фильтрации, аккумулированный в канале С1, могут сливаться в канал С2. При отсутствии аварий в канале С1 имеется незагрязненная вода, и она может, следовательно, сливаться в канал С2 посредством соответствующих перегородок (не представлены), которые могут двигаться вручную и/или посредством приводных устройств. В случае аварии, следовательно, сначала загрязненная поверхностная вода, а затем продукта фильтрации из биореактора 100 жидкости, принятые в канал С1, переносятся в предусмотренные для этой цели резервуары для сбора и обработки, в которых они могут быть обработаны до сливания посредством соответствующей очищающей и уменьшающей системы.
Канал С2 будет получать, вместо этого, всю атмосферную воду и искусственно распыляемую воду, генерируемую вышками 20-22 и выпадающую в биореактор 100. Предпочтительно, канал С2 глубже, чем канал С1 для того, чтобы он мог получать воду из канала С1, когда она является чистой, и, по возможности, отправлять ее во внешний поверхностный гидроканал. Канал С2 предпочтительно покрывается и образует дополнительный запас для накопления и обработки в случае загрязнения.
в биореакторе 100 предусмотрены резервуары для улавливания биогаза известного типа, обозначенные, например, на фиг. 20 номером позиции 160. Указанные стоки 160 соединены посредством предусмотренных для этой цели подстанций к кольцеобразному водосборнику, например, предусмотренному за пределами участка А1 вблизи диафрагмы 60. Резервуары для улавливания биогаза 160 функционируют также в качестве улавливающих продукт фильтрации резервуаров, как проиллюстрировано на фиг. 21.
Для того, чтобы построить резервуары 160, до укладки накрывающей конструкции 120, в уплотненных отходах М, образующих биореактор 100, предусматривают вертикальные каналы 161, в каждом из которых расположена снабженная прорезями труба 162, выполненная, например, из HDPE. К верхней частью трубы 162 присоединяется не снабженная прорезями труба 163, снабженная дренажной головкой и устьем 160а для биогаза с соответствующим регулирующим клапаном. Перед укладкой накрывающей конструкции 120 вертикальный канал 161 заполняется гравием с наружной стороны трубы 162. Предпочтительно, кроме того, непосредственно под конструкцией 120 устанавливается горизонтально снабженная микро-прорезями труба 164.
Через трубы 162 и 163 проходит труба 165 для отвода продукта фильтрации, обеспечивающая био-перегниватель 165, возвратное устье которой соединено с трубой 164, таким образом, чтобы рассеивать влагу и тепло, вырабатываемые отходами М, внутри биомассы и, следовательно, способствовать метаногенезу.
Биогаз поглощается из биореактора 100 с помощью, резервуаров 160, сохраняясь постоянно под отрицательным давлением, проходит анализ в каждом резервуаре и отправляется в очистной центр, в котором возможные радиоактивные вещества поглощаются посредством известных технологий. Предпочтительно биогаз затем отправляется на двигатель внутреннего сгорания постоянного объема, в котором он сжигается с образованием электроэнергии. Выхлопные газы указанного выше двигателя сжигаются с использованием метана в предусмотренной для этой цели вторичной камере; выхлопной газ может в альтернативном варианте отправляется на обработку с помощью водорослей, поглощающих CO2.
Очистка биогаза обеспечивает возможность поглощения радиоактивных веществ, которые возможно переносятся с биогазом за пределы биореактора 100, так что для них может быть обеспечена непроницаемость в предусмотренных для этой цели контейнерах и отправлены на сертифицированные обрабатывающие центры.
Как можно видеть, ядерная электроустановка 1, наконец, заключается в большом биореакторе, метанообразующие анаэробные процессы которого в непроницаемой среде осуществляют блокирование/фиксацию радиации, которая в последующие десятилетия (по логике примерно в течение 50 лет) будет претерпевать естественные законы микробиального воспроизведения. Часть радиоактивных веществ, переносимых вместе с биогазом, будет поглощена, как было упомянуто, на этапе очистки биогаза. Весь биореактор 100, конечно будет под жестким аналитическим контролем посредством воды каналов С1 и С2 и посредством биогаза и резервуаров улавливания продукта фильтрации.
Из приведенного выше описания можно ясно увидеть признаки и преимущества настоящего изобретения, среди которых следует выделить следующие:
предложенная система обеспечивает возможность ограничения риска загрязнения посредством локализации его пределах соответствующего участка;
предложенная система обеспечивает возможность осаждения загрязняющих веществ посредством искусственного дождя, генерируемого вышками 20-22 и смешанного или снабженного другим образом гранулированными порошками цеолита или подобных ему веществ;
указанный выше искусственный дождь даже в период после аварии и во время возможного строительства биореактора 100 предотвращает перемещение загрязняющих веществ ветром;
конструкция 10 для обеспечения непроницаемости почвы и конструкция 50 для сбора не позволяют атмосферной воде и воде, разбрызгиваемой вышками 20-22, достигнуть водоносных слоев и/или естественных поверхностных гидроканалов;
конструкция 50 для сбора обеспечивает возможность накопления указанной выше воды в целях последующей уменьшающей обработки;
возможно повторное использование участка в природоохранных целях, который в противном случае больше не мог бы использоваться;
опциональный биореактор 100, используемый для покрытия не подлежащей восстановлению установки 1, предотвращает постоянную утечку загрязняющих веществ после аварии и в то же время образует средство для улавливания загрязняющих веществ, выходящих из нижележащей поврежденной установки;
использование твердых городских отходов или их влажных фракций для создания биореактора приводит к умеренным расходам, и указанный материал легко доступен в большом количестве городах и городских центрах, расположенных в радиусе 100-250 км от электроустановки;
загрязненный продукт фильтрации, генерируемый в ходе создания биореактора и во время его срока службы, может быть обработан простым образом, и он образует совместно с биогазом средство для улавливания загрязняющих веществ в течение времени;
биогаз, генерируемый биореактором, обеспечивает возможность значительного сохранения энергии, например, если он используется для снабжения генераторов электроэнергии.
Специалистам в данной области техники очевидно, что могут быть выполнены многочисленные варианты системы и способа, описанные посредством примеров, без отхождения от области патентной защиты изобретения, определенной в последующей формуле изобретения.
Следует подчеркнуть, что до создания биореактора 100 можно обеспечить наличие по меньшей мере одного аварийного и контрольного туннеля, предпочтительно с двумя входами и двумя выходами, который обеспечит доступ к участку А0 со стороны участка А2 и с ответвлениями, ведущими внутрь искомой электроустановки 1. Указанная сеть туннелей будет, конечно, полностью непроницаема в отношении воды и газов с использованием, например, труб канализационного типа адекватных размеров.
Как упоминалось ранее, изобретение применяется предпочтительно в сочетании с ядерными электроустановками и станциями, как с уже существующими, так и со строящимися вновь, но изобретение может применяться также и в случае промышленных установок, которые в случае аварии могут осуществлять выброс вредных веществ в окружающую среду.
Согласно возможному применению изобретения, дополнительно к ограничению периферийного участка А1, предварительно ограничиваются дополнительные участки, по существу концентричные участку А0 и повторяющие морфологию почвы и/или гидроканала и/или водоемов. В предпочтительном варианте осуществления, например, ограничено дополнительно девять кольцеобразных периферийных участков, как изображено на фиг. 22 и 23 (фиг. 23 иллюстрирует фрагмент центрального участка фиг. 21). В изображенном примере указанными выше дополнительными кольцеобразными участками являются:
участок А2, уже упомянутый ранее, который может иметь предположительно радиус примерно 500 м, начиная от внешнего периметра предыдущего участка в направлении внутреннего периметра следующего участка (A3);
участки A3 и A4, каждый из которых имеет радиус примерно 2500 м, начиная от внешнего периметра предыдущего участка в направлении внутреннего периметра следующего участка;
участки А5, А6 и А7, каждый из которых имеет радиус примерно 5000 м, начиная от внешнего периметра предыдущего участка в направлении внутреннего периметра следующего участка;
участки А8, А9 и А10, каждый из которых имеет радиус примерно 10000 м, начиная от внешнего периметра предыдущего участка в направлении внутреннего периметра следующего участка.
В проиллюстрированном варианте осуществления участки А1-А10 могут быть помечены посредством лазера и/или GPS станций, имеют внутренний периметр и внешний периметр, которые по существу являются восьмиугольными (в данном примере кроме участка А1, только внешний периметр которого восьмиугольный); с другой стороны, следует понимать, что указанная форма является только предпочтительной, но не ограничивающей.
Каждый кольцеобразный периферийный участок может быть в свою очередь разделен на множество фрагментов участков в целях последующего анализа, как поясняется далее. Снова, ссылаясь на случай, увеличенный на фиг. 22 и 23, указанные выше фрагменты участков (не изображены) определяются восемью радиусами "r" восьмиугольных периметров участков А1-А10, для того, чтобы для каждого кольцеобразного участка определить всего восемь равных фрагментов участков. Конечно, количество фрагментов участков также может быть больше, чем в данном примере, например шестнадцать фрагментов участков для каждого участка А1-А10 (подразумевая в этом случае деление восьмиугольных периметров участков А1-А10 по восьми радиусам "r и восьми апофемам "а"). Определение периферийных участков и возможных фрагментов участков, в частности, полезно для осуществления процессов анализа как при отсутствии, так и после аварии установки 1. Участок А1 может также быть разделен на множество концентрических фрагментов участков, также имеющих по существу восьмиугольный периметр, например, расположенных на расстоянии примерно 50 м друг от друга. Указанные фрагменты участков приведены в качестве примера пунктирной линией на фиг. 3 и могут соответствовать ступеням биореактора 100, если он должен быть построен после аварии установки 1.
В одном варианте осуществления, для каждого участка А1-А10 или для соответствующих фрагментов участков затем возможно выполнить процесс упредительного анализа. Указанный процесс анализа может содержать, например, химический и биологический анализ почвы, гидрогеологическое исследование и агрономическое изучение с целью определения культур, наиболее подходящих для почвы различных участков. Указанные культуры предпочтительно выбраны из числа известных культур, имеющих способность поглощать загрязняющие вещества, таких как подсолнухи. Агрономическое изучение может быть проведено только для участков А2-А10 (и, возможно, соответствующих фрагментов участков), учитывая, что участок А1 подлежит в случае аварии закрыванию посредством биореактора 100.
Указанный выше этап упредительного анализа может быть выполнен до строительства конструкций системы согласно изобретению или одновременно с ним.
После аварии установки 1, и без ограничения того, что было описано ранее применительно к вмешательству в систему согласно изобретению и к строительству биореактора, обеспечивается возможность проведения нового набора анализов, подобных предыдущим, и выполнения сравнения с данными, полученными до аварии установки 1, для того, чтобы получить информацию о возможном изменении состояния почвы и лежащей ниже почвы на участках, окружающих установку 1, при учете того, что часть вредных выбросов не может быть поглощена системой, содержащей конструкцию 10 для обеспечения непроницаемости почвы, опрыскивающие вышки 20-22 и конструкцию 50 для сбора, и, следовательно, они рассеиваются за пределы участка А1. Анализ после аварии предпочтительно выполняют периодически, например сначала каждый месяц, например, во время первого года после аварии, а затем в последующие годы каждый квартал.
Что касается сельскохозяйственных культур, в ходе первого года после аварии обеспечивается возможность проведения тестов каждого из участков А2-А10, начиная с результатов агрономического изучения, проводимого до аварии; со второго года и далее культуры могут выращиваться эффективным и интенсивным образом согласно результатам проведенных тестов.
В ходе первого года после аварии также возможно выполнить, помимо биологического анализа почвы участков А2-А10, определенные тесты микробиологической биоактивации с использованием групп микроорганизмов, таких как не генетически модифицированные группы ENZYVEBA®, упомянутые выше. Указанные возможные тесты, которые предпочтительно проводятся на всех участках А2-А10 (и на возможных фрагментах участков) и нацелены на идентификацию наиболее подходящих микроорганизмов и преимуществ, которых можно достигнуть с их помощью. После идентификации биологического препарата/препаратов и наиболее подходящих культур можно начинать их экстенсивное/интенсивное применение/культивацию на девяти участках А2-А10.
В одном варианте осуществления урожай указанных выше культур снимается полностью и хранится на одном из участков А2-А10, например участке А2, в соответствующих хранилищах, покрытых листами типа используемых для кукурузного силоса. По истечении периода хранения (например, одного месяца) материал вынимается из хранилищ (при необходимости посредством опустошителя с дистанционным управлением) и снабжается одним или более анаэробным перегнивателем известного типа (например, предлагаемым настоящим заявителем по технологии "MESAD"). Каждый перегниватель за время предположительно от 40 до 60 дней может переработать материал посредством метанообразующих бактерий, следовательно, вырабатывая дополнительный биогаз, дополнительно к вырабатываемому биореактором 100. Указанный дополнительный биогаз может отводится постоянно и очищаться от загрязняющих веществ, собираемых культурами, тем же образом, что был упомянут применительно к биогазу, производимому биореактором 100. Переработанное вещество может быть, вместо этого, высушено, а затем сожжено в мусоросжигательной печи, причем пар, генерируемый в процессе сушки, также очищается.
После применения/культивации биологических препаратов и культур в любом случае будет осуществляться мониторинг участков А2-А10 (и возможно соответствующих фрагментов участков) для того, чтобы контролировать процесс восстановления.
1. Система для поглощения и/или уменьшения вредных и загрязняющих выбросов в атмосферу из промышленной или ядерной установки (1) в случае аварии, таких как токсичные вещества и/или радиоактивные вещества, содержащая:
конструкцию (10) для обеспечения непроницаемости почвы, причем конструкция (10) для обеспечения непроницаемости почвы проходит, по меньшей мере, по кольцеобразному участку (А1), окружающему установку (1);
множество опрыскивающих вышек (20-22), расположенных вокруг установки (1) и/или на прилегающей к ней территории и выполненных с возможностью разбрызгивания в атмосферу воды над конструкциями установки (1), предпочтительно воды, смешанной с химическими, и/или биологическими, и/или минеральными веществами;
периферийную конструкцию (50) для сбора, выполненную с возможностью приема воды, задержанной конструкцией (10) для обеспечения непроницаемости почвы; и
систему для активирования подачи воды в атмосферу указанными опрыскивающими вышками (20, 21) в случае аварии на установке (1), для генерации искусственного дождя так, чтобы ограничить распространение указанных выбросов в воздух и вызвать их осаждение на конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы, при этом указанная конструкция (10) для обеспечения непроницаемости почвы выполнена с возможностью задерживания загрязненной воды и ее направления к периферийной конструкции (50) для сбора для ее обезвреживания.
2. Система по п. 1, в которой множество вышек содержат по меньшей мере одну группу вышек из следующих групп: группа опрыскивающих вышек (20, 21), расположенных на прилегающей к установке (1) территории и/или на ее границах, и группа опрыскивающих вышек (22), расположенных на кольцеобразном участке (А1), окружающем установку (1), причем вышки (20-21) предпочтительно выполнены с возможностью разбрызгивания воды на высоту, большую, чем высота конструкций установки (1).
3. Система по п. 1 или 2, в которой каждая вышка (20-21) снабжена средством (31, 32, 40, 41) подачи для подачи воды для разбрызгивания, при этом средство (31, 32, 40, 41) подачи содержит первый бак (31), размещенный на соответствующей вышке (20-22) и находящийся в сообщении по текучей среде с соответствующим опрыскивающим средством (30).
4. Система по п. 3, в которой средство (31, 32, 40, 41) подачи содержит по меньшей мере один второй бак (40), причем указанный второй бак (10) находится в сообщении по текучей среде с указанным первым баком (31), в частности, посредством линии (31) подачи, снабженной насосом.
5. Система по любому из пп. 1, 2 или 4, в которой конструкция (50) для сбора окружает конструкцию (10) для обеспечения непроницаемости почвы практически полностью.
6. Система по п. 5, в которой конструкция (50) для сбора содержит по меньшей мере один кольцеобразный канал (С1), имеющий стенку, по существу соответствующую внешнему периметру конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы.
7. Система по п. 1, в которой опрыскивающие вышки (20-22) дополнительно содержат средства для распространения в атмосфере порошкообразного материала, такого как цеолитовый порошок.
8. Система по п. 1, дополнительно содержащая множество первых стоков (70), расположенных над конструкцией (10) для обеспечения непроницаемости почвы, причем первые стоки (70) проходят, по существу, в радиальном направлении до границы или вблизи внешнего периметра кольцеобразного участка (А1).
9. Система по п. 8, в которой конструкция (50) для сбора содержит по меньшей мере один кольцеобразный канал (С1), имеющий стенку, по существу соответствующую внешнему периметру конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы, причем система дополнительно содержит по меньшей мере один кольцеобразный сток (71), размещенный над конструкцией (10) для обеспечения непроницаемости почвы, в который сходятся первые стоки (70), причем кольцеобразный сток (71), по существу, соответствует указанной стенке кольцеобразного канала (С1) и находится в сообщении по текучей среде с его внутренней частью.
10. Система по п. 8, в которой первые стоки (70) сформированы из камней или дробленого каменистого материала и по меньшей мере частично зарыты в одном или более слоях (62-64) материала, лежащего сверху конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы.
11. Система по любому из пп. 1, 2, 4, 6, 7, 8 или 10, в которой конструкция (10) для обеспечения непроницаемости почвы содержит множество полотен (12) непромокаемого материала, причем между двух полотен (12) непромокаемого материала предпочтительно размещен слой гранулированного материала (13), такого как цеолит.
12. Способ для поглощения и/или уменьшения вредных и загрязняющих выбросов в атмосферу из промышленной или ядерной установки (1) в случае аварии, таких как токсичные вещества и/или радиоактивные вещества, содержащий этапы на которых:
обеспечивают наличие конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы, причем конструкция (10) для обеспечения непроницаемости почвы проходит, по меньшей мере, по кольцеобразному участку (А1), окружающему установку (1);
обеспечивают наличие множества опрыскивающих вышек (20-22), расположенных вокруг установки (1) и/или на прилегающей к ней территории и выполненных с возможностью разбрызгивания воды в атмосферу над конструкциями установки (1), причем вышки (20-22) предпочтительно выполнены с возможностью разбрызгивания воды на высоту, большую, чем высота указанных конструкций установки (1);
обеспечивают наличие конструкции (50) для сбора воды, выполненной с возможностью приема воды, задержанной конструкцией (10) для обеспечения непроницаемости почвы; и
в случае аварии на установке активируют подачу воды с помощью опрыскивающих вышек (20-22) для генерации искусственного дождя для того, чтобы сдержать распространение в атмосферу вредных и загрязняющих веществ, выбрасываемых установкой (1), и вызвать их осаждение на конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы, причем воду, разбрызгиваемую с помощью опрыскивающих вышек (20-22) и загрязненную вследствие указанного осаждения, задерживают посредством конструкции (10) для обеспечения непроницаемости почвы, которая затем направляет загрязненную воду к конструкции (50) для сбора для ее обезвреживания.
13. Способ по п. 12, в котором в случае невозможности восстановления установки (1) после аварии выполняют следующие этапы:
накрывают установку (1) и кольцеобразный участок (А1), окружающий установку (1), массой материала (М), подходящего для образования биореактора (100); и
снабжают указанный биореактор (100) средством (140, 160) для сбора продукта фильтрации внутри массы материала (М) и/или средством для улавливания биогаза (160), генерируемого массой материала (М).
14. Способ по п. 13, в котором материал (М) содержит твердые городские отходы навалом или в тюках.
