КРЫШКА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 1997 года по МПК G21C13/73 

Изобретение относится к области атомной техники, в частности к конструкции крышек ядерных реакторов, используемых в ядерных установках, например, транспортного назначения.

Известна крышка ядерного реактора, содержащая основную (нижнюю) плиту, приваренные к ней трубы стойки для механизмов СУЗ, датчиков внутриреакторного контроля и др. и материал биологической защиты (БЗ), находящийся между стойками в негерметичной полости, образуемой основной политой, прикрепленной к ней обечайкой и верхней плитой.

Недостатком такой конструкции является возможность попадания извне коррозионно-активных сред, например воды, содержащей хлориды, в полость БЗ и сквозных поражений стоек (хлоридная коррозия) с неустранимой течью теплоносителя из реактора, что имело место в процессе эксплуатации таких крышек.

Указанный недостаток устранен в крышке ядерного реактора, в которой полость БЗ выполнена герметичной, для чего места прохода стоек через верхнюю плиту снабжены уплотнениями.

Однако при аварии, связанной с отрывом (разгерметизацией) стойки СУЗ крышки реактора, постулируемой в настоящее время в нормативной документации (например, ТСТОБРУ-87), как и при отрыве (разгерметизации) стойки датчика контроля, произойдет повышение давления в герметичной полости БЗ. Это может вызвать недопустимую деформацию верхней плиты, изгиб или отрыв других стоек СУЗ, что в свою очередь может привести как к несанкционированному подъему рабочих органов компенсации реактивности, так и невозможности их опускания в нижнее положение для остановки реактора. В обоих случаях возможна ядерная авария.

Задачей изобретения является повышение ядерной безопасности реактора путем уменьшения последствий аварии, вызванной отрывом (разгерметизацией) стойки под механизм СУЗ или датчик контроля. Задача решается тем, что в известной крышке ядерного реактора, содержащей основную плиту, приваренные к ней стойки, находящиеся в герметичной полости БЗ, обечайку и верхнюю плиту, стойки установлены с зазором в прикрепленных к основной плите втулках, верхние концы которых расположены выше уровня материала БЗ, при этом между ним и верхней плитой имеется свободное пространство, в верхней плите установлено предохранительное устройство, а на всех стойках под верхней плитой имеются упорные бурты.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен продольный разрез крышки реактора.

Крышка ядерного реактора содержит основную плиту 1, несколько (на чертеже показаны две) проходящих через нее и приваренных к ней снизу стоек 2 и 3 для механизмов СУЗ и приборов внутриреакторного контроля, а также верхнюю плиту 4 и обечайку 5, образующие вместе с основной плитой герметичную полость, через которую проходят стойки. На стойки с зазором 6 установлены втулки 7 и 8, нижние концы которых закреплены на основной плите, а верхние расположены выше уровня материала БЗ 9, находящегося вокруг втулок. Втулки рассчитаны на давление среды, возникающее внутри них при отрыве стойки. Между материалом БЗ и верхней плитой имеется свободное пространство 10. В верхней плите установлено предохранительное устройство 11 (например, мембранное), а в местах прохода стоек через верхнюю плиту имеются уплотнения 12 и 13. На всех стойках под верхней плитой выполнены упорные бурты 14 и 15.

При аварии с отрывом (разгерметизацией) стойки 2 и 3, в предложенной конструкции крышки обеспечивается организованный отвод пароводяной смеси от места разрушения стойки через зазор 6 между ней и втулкой 7 или 8 в полость 10 под верхней плитой и далее наружу через предохранительное устройство 11. Такая схема отвода смеси, при наличии втулок 7 и 8 и полости 10, предотвращает разрушение и взрыхление материала биологической защиты 9 в месте разрушения стойки, вынос его с возможной закупоркой проходного сечения предохранительного устройства, и таким образом исключает возможность недопустимого повышения давления под верхней плитой.

Предохранительное устройство, служащее для предотвращения попадания внутрь полости БЗ извне коррозионно-активных сред в процессе эксплуатации, срабатывает при давлении перед ним, не вызывающем деформации верхней плиты.

Подбор соответствующего проходного сечения предохранительного устройства обеспечивает безопасное для плиты давление в пространстве под ней и в процессе истечения смеси.

В случае полного отрыва какой-либо стойки ее бурт 14 или 15 упирается в верхнюю плиту 4, что предотвращает "выброс" оторвавшейся части стойки вместе с установленным на ней механизмом СУЗ или датчиком контроля. Этим исключается несанкционированное извлечение из активной зоны рабочих органов компенсации реактивности и снижается расход истекающего теплоносителя.

Таким образом, наличие втулок на стойках, свободное пространство между материалом БЗ и верхней плитой, предохранительное устройство на верхней плите, а также упорные бурты на всех стойках позволяет получить крышку ядерного реактора повышенной ядерной безопасности.

Назначение: изобретение относится к области атомной техники, в частности к конструкциям крышек ядерных реакторов, используемых в ядерных установках, например, транспортного назначения. Задачей изобретения является повышение ядерной безопасности реактора путем уменьшения последствий аварии, вызванной отрывом (разгерметизацией) стойки под механизм СУЗ или датчик внутриреакторного контроля. Сущность изобретения: в крышке ядерного реактора, содержащей основную плиту и приваренные к ней стойки, находящиеся в герметичной полости биологической защиты, обечайку и верхнюю плиту, стойки установлены с зазором в прикрепленных к основной плите втулках, верхние концы которых расположены выше уровня материала биологической защиты, при этом между ним и верхней плитой имеется свободное пространство, в верхней плите установлено предохранительное устройство, а на всех стойках под верхней плитой имеются упорные бурты. 1 ил.

Крышка ядерного реактора, содержащая основную плиту, приваренные к ней трубы-стойки, находящиеся в герметичной полости биологической защиты, образуемой основной плитой, прикрепленной к ней обечайкой и верхней плитой, отличающаяся тем, что стойки установлены с зазором в прикрепленных к основной плите втулках, верхние концы которых расположены выше уровня материала биологической защиты, при этом между ним и верхней плитой имеется свободное пространство, в верхней плите установлено предохранительное устройство, а на всех стойках под верхней плитой имеются упорные бурты.