УСТРОЙСТВО ЛОКАЛИЗАЦИИ АВАРИИ НА АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 1995 года по МПК G21C9/12 

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в энергетической и химической промышленности в установках с токсичной паровой фазой.

Известно устройство локализации аварии на АЭС, содержащее заполненный водой бассейн, пароподводящий канал и окружающую его под водой перегородку, нижний конец которой образует зазор с дном бассейна [1] На выходе из пароподводящего канала установлена пластина, образующая с кромкой канала щель, так, что конец перегородки расположен ниже этой щели.

Недостатком данного устройства является возникновение пульсаций давления при малых расходах пара за счет кумулятивных эффектов при "схлопывании" паровых пузырей, что может привести к разрушению облицовки бассейна и расположенного в нем оборудования.

Кроме того, это устройство обладает большим гидравлическим сопротивлением из-за поворота потока аварийного пара на 180^оС, что обуславливает необходимость установки нескольких модулей для конденсации пара при авариях.

Наиболее близким к изобретению является устройство локализации аварии на атомной электростанции, содержащее тонкостенную герметичную оболочку, в которой размещены реактор и оборудование первого контура, вторую внешнюю толстостенную оболочку, частично заполненную охлаждающей жидкостью с образованием бассейна и воздушной ловушки, и барботажные трубы, связывающие оболочки [2] Ряд труб снабжен на конце инжектором, имеющим паровое сопло, связанное через барботажную трубу с герметичной оболочкой, и камеру смешения с входным и выходным участком. Входной участок заглублен в охлаждающую жидкость и снабжен заборником (циркуляторной трубой), расположенным выше уровня входного участка камеры смешения.

Однако в процессе работы этого устройства горячая жидкость собирается в верхней части бассейна, что приводит к повышению температуры охлаждающей жидкости, подаваемой в камеру смешения, и ухудшению процесса конденсации пара.

Расположение выходного участка камеры смешения инжектора под уровнем воды приводит к пульсациям давления при малых расходах пара за счет возникновения кумулятивных эффектов при "схлопывании" паровых пузырей, что может привести к разрушению инжектора, облицовки бассейна и оборудования, расположенного в бассейне.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в исключении пульсации давления при малых расходах и улучшении процесса конденсации.

Это достигается тем, что в устройстве локализации аварии на атомной электростанции, включающем герметичную оболочку, в которой размещены реактор и оборудование первого контура, бассейн с охлаждающей жидкостью и по крайней мере один инжектор, содержащий паровое сопло, сообщенное с герметичной оболочкой, и камеру смешения с входным и выходным участками, первый из которых заглублен в охлаждающую жидкость и снабжен заборником, камера смешения выполнена криволинейной формы и ориентирована выпуклостью вниз, причем выходной участок камеры смешения расположен над уровнем охлаждающей жидкости, а заборник размещен ниже уровня входного участка.

Выполнение камеры смешения криволинейной формы с размещением выходного участка над уровнем охлаждающей жидкости исключает пульсации давления, а расположение заборника охлаждающей жидкости ниже уровня входного участка камеры смешения позволяет подавать на вход камеры холодную жидкость, что улучшает процесс конденсации пара в инжекторе.

На фиг. 1 и 2 схематично изображено устройство локализации аварии на атомной электростанции.

Устройство содержит герметичную оболочку 1, в которой размещены реактор 2 и оборудование первого контура 3, вторую оболочку, частично заполненную охлаждающей жидкостью 4 с образованием бассейна 5 и воздушной ловушки 6, и по крайней мере один инжектор 7, связывающий оболочки. Инжектор 7 содержит паровое сопло 8, сообщенное с герметичной оболочкой 1, и камеру 9 смешения, выполненную криволинейной формы и ориентированную выпуклостью вниз. Камера 9 смешения имеет входной участок, заглубленный в охлаждающую жидкость 4 и снабженный заборником 10, и выходной участок 11, размещенный над уровнем жидкости. Заборник 10 охлаждающей жидкости расположен ниже уровня входного участка камеры 9 смешения. Паровое сопло 8 и выходной участок 11 камеры 9 смешения могут быть выполнены прямолинейными или иметь криволинейную форму.

Количество инжекторов 7, входящих в устройство локализации аварии, зависит от мощности реакторной установки.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении аварии в результате истечения пара из первого контура под герметичную оболочку 1 давление под оболочкой и в паровом сопле растет, вода вытесняется из инжектора 7 и при определенном пороговом значении давления паровоздушная смесь проходит через инжектор 7. В процессе движения по тракту камеры 9 смешения начинает всасываться охлаждающая жидкость 4 через заборник 10, и пар конденсируется. В выходном участке 11 камеры 9 смешения происходит окончательная конденсация пара, конденсат сливается в бассейн 5, а неконденсирующиеся газы выходят в воздушную ловушку 6.

Минимальная величина порогового значения давления срабатывания устройства определяется из условия заглубления входного участка камеры смешения, т. е. определяется геометрическими размерами инжектора, и близка к атмосферному.

Благодаря выполнению камеры 9 смешения криволинейной формы, ориентированной выпуклостью вниз с выходным участком 11, расположенным над уровнем охлаждающей жидкости, исключаются пульсации давления при малых расходах, а расположение заборника 10 охлаждающей жидкости 4 ниже уровня входного участка камеры 9 смешения позволяет подавать на вход камеры холодную жидкость, что улучшает процесс конденсации пара в инжекторе. Все это повышает надежность работы устройства локализации аварии на АЭС.

Использование: в атомной энергетике, в энергетической и химической промышленности в установках с токсичной паровой фазой. Сущность изобретения: устройство содержит герметичную оболочку 1, бассейн 5 для охлаждающей жидкости 4 и инжекторы 7. Камеры 9 смешения выполнены криволинейной формы, ориентированы выпуклостью вниз и снабжены заборниками 10. Выходной участок 11 камеры 9 смешения размещен над уровнем охлаждающей жидкости. При возникновении аварии образовавшаяся паровоздушная смесь проходит инжекторы 7, пар конденсируется и конденсат сливается в бассейн 5, а конденсирующиеся газы выводятся в воздушную ловушку 6. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ЛОКАЛИЗАЦИИ АВАРИИ НА АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, включающее герметичную оболочку, в которой размещены реактор и оборудование первого контура, бассейн с охлаждающей жидкостью и по крайней мере один инжектор, содержащий паровое сопло, сообщенное с воздушным пространством под герметичной оболочкой, и камеру смешения с входным и выходным участками, первый из которых расположен под уровнем жидкости в бассейне и снабжен заборником, отличающееся тем, что камера смешения выполнена криволинейной формы и ориентирована выпуклостью вниз, причем выходной участок камеры смешения расположен над уровнем охлаждающей жидкости в бассейне. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заборник размещен ниже уровня входного участка камеры смешения.