ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР Российский патент 2001 года по МПК G21D7/02 

Предлагается ядерный реактор, который может быть использован в качестве источника электроэнергии при утилизации отработанных урановых стержней ядерных реакторов.

Ближайшим аналогом предлагаемого устройства принимается патент по заявке N 96123505, МПК 7 G 21 D 7/02, опубл. 10.02.1999. Упомянутое устройство имеет сложную громоздкую схему.

Задачей предлагаемого устройства является получение электроэнергии в температурных режимах ниже точки кипения воды и повышение КПД установки.

На чертеже представлен ядерный реактор.

Технический результат достигается тем, что радиоактивные элементы представляют собой каналы с перфорированными стенками и днищем, заполненные гранулами из композита оксида урана, изготовленного из отработавших радиоактивных стержней ядерных реакторов, каналы установлены параллельно друг другу, в зазоре между ними установлены анодные пластины с заземлением, внутри каналов установлены перфорированные патрубки системы рециркуляции воды, а турбогенератор состоит из газовой турбины внутреннего сгорания с системой подготовки горючей смеси.

Устройство имеет следующую конструкцию: герметичный корпус 1 имеет систему рециркуляции воды 2 с насосом 3. На верхней крышке корпуса 1 установлен патрубок 4 для подачи гремучей смеси из корпуса 1 в накопитель гремучей смеси 5. Патрубок 4 имеет регулирующий клапан 6 с поплавком 7. Радиоактивные элементы 8 имеют перфорированные стенки 9 и днище и заполнены гранулами из композита оксида урана, изготовленного из отработавших урановых стержней ядерных реакторов.

Внутри радиоактивных элементов установлены перфорированные пустотелые стержни 10, связанные с системой рециркуляции воды 2. В зазоре между радиоактивными элементами 8 установлены анодные пластины 10', заземленные.

Линия подготовки горючей смеси состоит из эжектора 11 патрубка для подачи сжатого воздуха 12.

Турбогенератор 13 состоит из газовой турбины внутреннего сгорания с генератором тока.

Устройство работает следующим образом: в корпус 1 заливается вода до верхних поверхностей крышек радиоактивных элементов 8, включается циркуляционный насос 3, происходит рециркуляция воды между конструктивными элементами внутри корпуса.

Вода под напором поступает в пустотелые перфорированные стержни 10. Выходя из стержней, вода фильтруется через слой гранул композита урана, происходит интенсивный радиолиз воды.

Радиолизная вода через перфорированные стенки 9 радиоактивных элементов 8 поступает в зазор между анодными пластинами 10' и катодами, роль которых выполняют радиоактивные элементы 8, и между ними возникает электрический потенциал. Система анод-катод работает как гальванический элемент. Радиолизная вода под действием тока гальванического элемента разлагается на водород и кислород.

Выделяющиеся газы выходят в верхнюю часть корпуса 1, образуя газовую подушку. Газовая подушка снижает уровень воды в корпусе 1, тем самым утапливая поплавок 7.

Под действием поплавка открывается клапан 6. Гремучая смесь поступает через открытый клапан в патрубок 4 и в накопитель 5. Из накопителя 5 гремучая смесь поступает в эжектор 11, где смешивается с поступающим туда через патрубок 12 сжатым воздухом.

В эжекторе 11 гремучая смесь смешивается с воздухом в пропорции 4 - 5% /гремучая смесь/ и получается горючая смесь, которая подается в камеры внутреннего сгорания турбины.

В турбогенераторе вырабатывается электроэнергия, сырьем для получения которой служат радиоактивные отходы из отработанных стержней атомных реакторов.

Изобретение относится к ядерным реакторам, которые могут быть применены для получения электроэнергии в малодоступных районах Крайнего Севера и Дальнего Востока в качестве мини-электростанций. Устройство состоит из реактора, камеры электролиза, системы рециркуляции воды, накопителя для гремучей смеси и турбогенератора. Урановый материал из отработанных стержней ядерных реакторов превращают в гранулы из композита оксида урана со связующим веществом. Эти гранулы имеют достаточную радиоактивность и могут быть использованы для радиолиза воды. Радиолизная вода подвергается воздействию гальванических элементов, где происходит ее разложение на водород и кислород (гремучая смесь). Таким образом радиоактивные отходы превращаются из бесполезного экологически опасного балласта в продукт для получения дешевой энергии. Технический результат - повышение КПД устройства. 1 ил.

Ядерный реактор, содержащий герметичный корпус с радиоактивными элементами, систему рециркуляции воды, накопитель для гремучей смеси, турбогенератор с газовой турбиной внутреннего сгорания и системой подготовки горючей смеси, отличающийся тем, что радиоактивные элементы представляют из себя каналы с перфорированными стенками и днищем, заполненные гранулами из композита оксида урана, изготовленного из отработанных радиоактивных стержней ядерных реакторов, каналы установлены параллельно друг другу, в зазоре между ними установлены анодные пластины с заземлением, внутри каналов установлены перфорированные патрубки системы циркуляции воды.