УСТРОЙСТВО ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 1994 года по МПК G21C9/02 

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к устройствам пассивной защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах.

Известны устройства пассивной защиты ядерных реакторов на быстрых нейтронах, в которых преобразователи аварийного сигнала выполнены с применением: изменения формы материала с тепловым расширением, биметаллического элемента, сильфона, упругой мембраны, плавкого элемента, изменения магнитных свойств материала увеличения давления газового поглотителя и др. [1] .

Наиболее близким по достигаемому эффекту к изобретению является применение в аварийной защите в качестве чувствительного к изменению режимного параметра элемента - сильфона, изменение длины которого при повышении температуры омывающего его теплоносителя приводит к ломке керамического штифта, удерживающего пучок поглотительных элементов [2] .

Недостаток чувствительных элементов с сильфоном является невысокая надежность и сложность настройки уставки на срабатывание.

Целью изобретения является повышение надежности.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве пассивной защиты, установленном в рабочую ячейку ядерного реактора на быстрых нейтронах, при аварийном превышении температуры теплоносителя биметаллическая пластина, установленная в отверстии головки, освобождает подпружиненный груз который, перемещаясь по стержню, ударяет по рычагу с кольцом, разрушающим керамическую вставку, через которую к стержню подвешен пучок элементов поглотителя. В результате чего сброшенный в активную зону поглотитель подавляет цепную реакцию.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство пассивной защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах, соответственно продольные разрезы верхней и нижней частей.

Устройство содержит головку 1 с отверстиями 2 для теплоносителя, закрепленный по оси головки стержень 3 с пучком элементов 4 поглотителя, радиационный нагреватель 5, керамическую вставку 6, кольцо 7 с консольным рычагом 8, груз 9, пружину 10, биметаллическую пластину 11, корпус 12 и хвостовик 13.

Между пучком элементов поглотителя 4 и укороченными радиационными нагревателями 5 в устройстве выполнен зазор в активной зоне, вмещающий активный столб поглотителя.

Устройство пассивной защиты работает следующим образом.

В нормальном режиме через устройство, установленное в рабочую ячейку реактора на быстрых нейтронах, протекает поток теплоносителя и омывает последовательно радиационный нагреватель 5 (пучок укороченных тепловыделяющих элементов), пучок элементов поглотителя и биметаллическую пластину. При этом захват биметаллической пластины удерживает груз 9 при сжатой пружине 10.

Между грузом 9 и пучком элементов поглотителя 4 на стержне 3 размещена керамическая вставка 6, охватываемая кольцом 7 с консольным рычагом 8, которая удерживает полный вес пучка элементов поглотителя 4. При аварийном повышении нейтронного потока тепловыделение в радиационном нагревателе 5 нарастает и подогревает омывающий его поток теплоносителя, который в свою очередь нагревает биметаллическую пластину 11, установленную в отверстии по 2 головки 1. Захват биметаллической пластины 11 при ее изгибе освобождает груз 9, который своим весом, усиленным пружиной 10, ударом по консольному рычагу 8 кольца 7 разрушает керамическую вставку 6.

В результате чего поглотитель 4 сбрасывается в область активной зоны корпуса 12 устройства и подавляет цепную реакцию.

Такое техническое решение позволяет повысить надежность работы пассивной защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах.

Сущность: при аварийном повышении температуры теплоносителя и нагревании биметаллической пластины 11 ее захват освобождает груз 9, который своим весом, усиленным действием пружины 10, ударом по консольному рычагу 8 кольца 7 разрушает керамическую вставку 6. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА на быстрых нейтронах, содержащее головку с отверстиями для теплоносителя, корпус и хвостовик, соединенный с головкой и расположенный по ее оси стержень с пучком элементов поглотителя, размещенную на стержне пружину, биметаллическую пластину, радиационный нагреватель, установленный в нижней части корпуса на расстоянии от пучка элементов поглотителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, биметаллическая пластина установлена в отверстии для теплоносителя, один ее конец закреплен на головке, а другой служит упором, удерживающим груз, помещенный свободно на стержне и подпружиненный к биметаллической пластине, причем стержень снабжен керамической вставкой, расположенной ниже груза, и размещенным на ней с зазором кольцом с консольным рычагом, взаимодействующим с грузом при его перемещении.