СИСТЕМА ГАЗОУДАЛЕНИЯ ИЗ КОЛЛЕКТОРОВ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ ВОДО-ВОДЯНОГО ТИПА Российский патент 1998 года по МПК F22B1/06 

Изобретение относится к ядерным энергетическим установкам водо-водяного типа, а более конкретно к системам удаления парогазовой смеси из первого контура для предотвращения образования опасной концентрации кислорода и водорода в отдельных полостях первого контура и для предотвращения срыва естественной циркуляции в нем.

Известно техническое решение [1] в котором из верхних частей "горячих" и "холодных" вертикальных коллекторов парогенераторов газоудаление производят путем открытия запорной арматуры.

Удаление газа производят в систему воздухоудаления.

Недостатком указанного технического решения является то, что в систему воздухоудаления может пойти смесь водорода и кислорода, получающаяся от радиолиза воды, рекомбинация которой при низких температурах низка, а также водород от разложения гидрозин-гидрата N₂H₄, который подают в теплоноситель первого контура для понижения содержания кислорода в теплоносителе и, как следствие, возможность взрыва гремучей смеси в систем.

Еще одним недостатком указанного технического решения является наличие активного элемента в системе, а именно электропривода на запорной арматуре.

Так как газоудаление из коллекторов парогенераторов необходимо проводить в аварийных условиях (при отключении электропитания), то для повышения надежности на АЭС параллельно поставлено по три запорной арматуры, электродвигатели которой поставлены на надежное питание (от аккумуляторов). Это удорожает техническое обслуживание и капитальные затраты.

Кроме того известно техническое решение [2] в котором выполнено газоудаление из коллекторов парогенераторов в барботер-конденсатор, из которого происходит сдувка в систему дожигания. В этом техническом решении снижается вероятность взрыва гремучей смеси из-за наличия пара и организованного дожигания гремучей смеси, однако наличие активных элементов в системе снижает ее надежность и удорожает ее техническое обслуживание и капитальные затраты, как и в техническом решении [1]
Наиболее близким техническим решением является решение, описанное в [2]
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности.

Технический результат достигается тем, что "горячий" коллектор соединен с "холодным" коллектором трубопроводом, на котором установлен клапан, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенераторе от главных циркуляционных насосов и нормально открытый (от пружины) при отсутствии перепада давления, а "холодный" коллектор соединен с паровым пространством, компенсатором объема, трубопроводом, на котором установлен клапан, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенераторе от главных циркуляционных насосов и нормально открытый (от пружины) при отсутствии перепада давления от главных циркуляционных насосов.

На чертеже схематично показана система газоудаления из коллекторов парогенераторов реакторной установки.

Система газоудаления из коллекторов парогенераторов реакторной установки водо-водяного типа содержит реактор 1 с активной зоной 2, главные циркуляционные трубопроводы 3, главный циркуляционный насос 4, парогенератор 5, компенсатор объема 6 с водяным 7 и паровым 8 пространствами.

Парогенератор 5 имеет вертикальные "горячий" 9 и "холодный" 10 коллекторы, соединенные между собой трубопроводом 11, на котором установлен клапан 12, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенераторе 5 от главных циркуляционных насосов 4 и нормально открытый (от пружины) при отсутствии перепада давления, а "холодный" коллектор 10 соединен трубопроводом 13 с паровым пространством 8 компенсатором объема 6.

На трубопроводе 13 установлен клапан 14, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенераторе 5 от главных циркуляционных насосов 4 и нормально открытый (от пружины) при отсутствии перепада давления теплоносителя на парогенераторе 5 от главных циркуляционных насосов 4.

На трубопроводе 13 установлена запорная арматура 15.

Паровое пространство 8 компенсатора объема 6 соединено трубопроводом 16, на котором установлена запорная арматура 17, с барботер-конденсатором 18, барботер-конденсатор 18 соединен трубопроводом 19, на котором установлена запорная арматура 20, со станционной системой газоудаления (не показана).

Вся трасса труб 11 и 13 должна идти "на подъем" без образования гидрозатворов.

В номинальных условиях эксплуатации реакторная установка водо-водяного типа работает по известной схеме. Главные циркуляционные насосы 4 прокачивают по циркуляционному контуру теплоноситель, который нагревается в активной зоне 2 и отдает тепло в парогенераторе 5. Компенсатор объема 6 служит для компенсации изменения объема теплоносителя при колебаниях его температуры.

Для удаления неконденсируемых газов из парового пространства 8 периодически открывают запорную арматуру 17, нормально закрытую, и пар вместе с неконденсируемыми газами по трубопроводу 16 поступает в барботер-конденсатор 18, в котором он конденсируется, а неконденсируемые газы после октрытия нормально закрытой запорной арматуры 20 по трубопроводу 19 поступают в станционную систему газоудаления, в которой производится организованное дожигание водорода, если он есть в парогазовой смеси.

Запорная арматура 15 нормально открыта при работающем реакторе 1.

Ввиду того, что в "горячем" коллекторе 9 и компенсаторе объема 6 давление выше чем в "холодном" коллекторе 10, клапаны 12 и 14 закрыты и отсутствует поток теплоносителя через клапаны (есть только протечки, неизбежные для большинства арматуры).

При остановке главных циркуляционных насосов 4 перепады давлений по контуру исчезают (есть незначительные перепады от естественной циркуляции теплоносителя). Клапаны 12 и 14 открыты. Парогазовая смесь (если она есть) поступает от "горячего" коллектора 9 по трубопроводу 11 через клапан 12 к "горячему" коллектору 10, а из "горячего" коллектора 10 по трубопроводу 13 через клапан 14 в компенсатор объема 6 за счет гидростатического давления в компенсаторе объема.

Открывают арматуру 17 и парогазовая смесь из парового пространства 8 поступает в барботер-конденсатор 18, из которого удаляется по обычной технологии неконденсируемые газы.

Изобретение предназначено повысить надежность газоудаления путем ликвидации активных элементов.

Использование: в парогенераторах ядерных энергетических установок водо-водяного типа. "Горячий" коллектор 9 соединен с "холодным" коллектором 10 трубопроводом 11, на котором установлен клапан 12, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенератора 5 от главных циркуляционных насосов и нормально открытый при отсутствии перепада давления, а "холодный" коллектор 10 соединен с паровым пространством 8 компенсатора 6 трубопроводом 13, на котором установлен клапан 14, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенераторе 5 от главных циркуляционных насосов 4. Использование изобретения позволяет обходиться без электроприводной арматуры, надежного питаия от аккумуляторов, кабелей электропитания, системы автоматического управления. 1 ил.

Система газоудаления из коллекторов парогенераторов реакторной установки водоводяного типа, включающая в себя реактор, активную зону, главные циркуляционные трубопроводы, главные циркуляционные насосы, компенсатор объема с водяным и паровым пространствами, парогенераторы с вертикальными "горячим" и "холодным" коллекторами, барботер-конденсатор, трубопроводы газоудаления с запорной арматурой из "горячего" и "холодного" коллекторов, отличающаяся тем, что "горячий" коллектор соединен с "холодным" коллектором трубопроводом, на котором установлен клапан, нормально закрытый при наличии перепада давления теплоносителя на парогенераторе от главных циркуляционных насосов и нормально открытый при отсутствии перепада давления, а "холодный" коллектор соединен с паровым пространством компенсатора объема трубопроводом, на котором установлен клапан, нормально закрытый при наличии перепада давления на парогенераторе от главных циркуляционных насосов и нормально открытый при отсутствии перепада давления теплоносителя от главных циркуляционных насосов.