ВХОДНАЯ КАМЕРА АКТИВНОЙ ЗОНЫ Российский патент 2006 года по МПК G21C1/01 

Изобретение относится к моноблочным ядерным паропроизводящим установкам (ЯППУ) с преимущественным использованием в первом контуре жидкометаллического теплоносителя (ЖМТ).

Уровень техники.

Известна моноблочная конструкция ЯППУ типа "Вулкан" (Англия) [1, стр.82, рис.32б], входная камера которой имеет форму диска, образованного нижней решеткой активной зоны и плоской поверхностью экрана радиационной защиты, закрепленного на днище корпуса ЯППУ. Поступление теплоносителя во входную камеру осуществляется по всему ее периметру после прохождения вертикального трубчатого парогенератора, расположенного в кольцевом пространстве между активной зоной и корпусом ЯППУ. К недостаткам такой конструкции можно отнести отсутствие направляющего аппарата во входной камере, что отчасти компенсируется наличием дроссельной решетки на входе в активную зону, но требует увеличения напора насосов.

Известна моноблочная ЯППУ фирмы "Бабкок и Уилкокс" [1, стр.82, рис. 32а], в которой входная камера образована эллиптическим днищем корпуса ЯППУ, нижней решеткой активной зоны и выгородкой, установленной на вышеупомянутое днище. Подвод теплоносителя от насосов в камеру осуществляется через четыре патрубка вертикальной обечайки выгородки. Далее теплоноситель опускается вниз, омывая днище, и выходит в дроссельно-выравнивающее устройство, расположенное в камере перед активной зоной. Назначение данного устройства заключается в выравнивании неравномерности потока на входе в камеру и обеспечении равномерного поля скоростей на входе в активную зону.

Недостатками упомянутой конструкции входной камеры активной зоны являются значительные габариты и большой объем теплоносителя.

Данное исполнение входной камеры активной зоны в моноблочной конструкции ЯППУ [1, с.82, рис. 32а], является наиболее близким техническим решением из известных и поэтому принято за прототип.

Раскрытие изобретения.

Целью настоящего изобретения является создание компактной входной камеры активной зоны.

Задачей изобретения является оптимальное гидравлическое профилирование тракта теплоносителя во входной камере активной зоны, дающее возможность значительно уменьшить габариты и объем упомянутой камеры.

Техническим результатом изобретения является уменьшение гидравлической неравномерности потока теплоносителя на входе в активную зону, уменьшение массы теплоносителя во входной камере активной зоны. Указанный результат достигается тем, что упомянутая камера снабжена направляющим аппаратом, выполненным в виде нескольких диффузоров, имеющих в верхней части трапецеидальные отверстия. Верхней частью диффузоры присоединены к кольцевой плите, в которой имеются отверстия под установку насосов, так, что отверстия в кольцевой плите являются вписанными в трапецеидальные отверстия диффузоров. По углам трапецеидального отверстия размещены клинообразные вытеснители, в плане образующие круглое отверстие, совпадающее с диаметром входного отверстия в плите. Благодаря наличию вытеснителей потери напора на входе в диффузор минимальны. По длине диффузор имеет криволинейную форму, нижняя поверхность которого совпадает с внутренней поверхностью эллиптического днища корпуса ЯППУ. Размер диффузора по высоте постепенно уменьшается и достигает минимума на выходе, а размер его по ширине увеличивается и достигает максимума на выходе. В результате, средние скорости в каждом поперечном сечении близки между собой и поэтому гидравлические потери в диффузорах минимальны.

На выходе диффузоры соединены между собой так, что образуют кольцевой коллектор диаметром не меньше, чем наружный диаметр нижней решетки активной зоны, и обеспечивают равномерный подвод теплоносителя во входную камеру по всему периметру свободного объема.

Краткое описание чертежей.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг.1 - продольный разрез входной камеры активной зоны;

Фиг.2 - вид сверху.

Входная камера активной зоны образована днищем корпуса 1 ЯППУ, выгородкой, состоящей из вертикальной обечайки 2 и кольцевой плиты 3, имеющей круглые отверстия 4, нижней решеткой 5 активной зоны, диффузорами 6, верхними частями прикрепленными к вышеупомянутой плите, а нижними частями образующими кольцевой коллектор 7. На входе в диффузор по углам трапецеидального входного сечения расположены клинообразные вытеснители 8.

Осуществление изобретения.

Входная камера активной зоны снабжена направляющим аппаратом, состоящим из нескольких секторных криволинейных диффузоров.

Диффузор с плоскими боковыми стенками и трапецеидальным входным отверстием и криволинейной поверхностью верхней и нижней стенок, позволяет иметь легко осуществимую в технологическом отношении конструкцию. В верхней части диффузоры прикреплены к кольцевой плите, в нижней - скреплены между собой, образуя кольцевой коллектор. Плита прикреплена по наружному периметру к днищу корпуса реактора, по внутреннему - к вертикальной обечайке.

Теплоноситель поступает от насосов в диффузоры, плавно меняя направление, выходит из кольцевого коллектора равномерным потоком по всему периметру свободного объема и направляется в активную зону.

Источники информации

1. Романов Д.Ф. и др. Судовые ядерные паропроизводящие установки Л.: Судостроение, 1967.

Входная камера активной зоны предназначена для использования в транспортных ядерных реакторах. Входная камера снабжена направляющим аппаратом. Направляющий аппарат состоит из нескольких секторных криволинейных диффузоров. Последние имеют плавно уменьшающуюся высоту и выполнены с трапецеидальными входными отверстиями. Трапецеидальные входные отверстия закреплены на кольцевой плите. На выходе диффузоры имеют сечение прямоугольной формы и соединены между собой с образованием кольцевого коллектора. Последний имеет диаметр не меньше наружного диаметра нижней решетки активной зоны. По углам трапецеидального входа установлены клинообразные вытеснители. Клинообразные вытеснители образуют круглое отверстие максимального диаметра. Последнее совпадает с отверстием в плите. Обеспечивается уменьшение гидравлической неравномерности потока теплоносителя на входе в активную зону и уменьшение массы теплоносителя во входной камере активной зоны. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Входная камера активной зоны ядерной паропроизводящей установки, содержащая днище корпуса, вертикальную обечайку, кольцевую плиту с круглыми отверстиями подвода теплоносителя, нижнюю решетку активной зоны, отличающаяся тем, что входная камера снабжена направляющим аппаратом, состоящим из нескольких секторных криволинейных диффузоров с плавно уменьшающейся высотой, с трапецеидальными входными отверстиями, закрепленными на кольцевой плите таким образом, что упомянутые трапецеидальные отверстия совпадают с отверстиями в кольцевой плите, а на выходе диффузоры имеют сечение прямоугольной формы и соединены между собой так, что образуют кольцевой коллектор с диаметром не меньше наружного диаметра нижней решетки активной зоны.2. Входная камера по п.1, отличающаяся тем, что по углам трапецеидального входа установлены клинообразные вытеснителы, образующие круглое отверстие максимального диаметра, совпадающее с отверстием в плите.