ВХОДНАЯ КАМЕРА АКТИВНОЙ ЗОНЫ Российский патент 2008 года по МПК G21D1/00 

Область техники.

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

Уровень техники.

Известна моноблочная ЯППУ фирмы «Бабкок и Уилкокс» Д.Ф.Романов и др. «Судовые ядерные паропроизводящие установки», Л., издательство «Судостроение», 1967 г., стр.82, рис.32а, в которой входная камера образована эллиптическим днищем корпуса ЯППУ, нижней решеткой активной зоны и выгородкой, установленной на вышеупомянутом днище. Подвод теплоносителя от насосов в камеру осуществляется через четыре входные горизонтальных патрубка вертикальной обечайки выгородки. Далее теплоноситель меняет направление движения на 90°, опускается вниз, омывая днище, снова меняет направление движения на 180° (возможно с отрывом струи) и входит 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, так как резкое изменение направления движения потока теплоносителя не только увеличивает гидравлическое сопротивление тракта, но и приводит к образованию вертикальных вихрей, искажающих структуру потока и создающих значительную неравномерность скоростей теплоносителя на входе в активную зону.

Недостатками упомянутой конструкции входной камеры активной зоны являются значительные габариты и большой объем теплоносителя в ней. Данное исполнение входной камеры активной зоны в моноблочной конструкции ЯППУ 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 профилирование тракта теплоносителя во входной камере активной зоны, дающее возможность значительно уменьшить габариты и объем упомянутой камеры и массу теплоносителя в ней.

Техническим результатом изобретения является уменьшение гидравлических потерь, гидравлической неравномерности потока на входе в активную зону реактора, уменьшение массы теплоносителя во входной камере активной зоны.

Указанный результат достигается тем, что упомянутая камера снабжена направляющим аппаратом, выполненным в виде двух эллиптических днищ, расположенных осесимметрично и образующих кольцевой объем, и вытеснителей, расположенных в кольцевом объеме таким образом, что они образуют криволинейные каналы-диффузоры тракта теплоносителя.

Одной направляющей поверхностью упомянутого тракта теплоносителя является внутренняя поверхность эллиптического днища прочного корпуса реактора, другой ограничивающей и направляющей поверхностью тракта теплоносителя является наружная поверхность верхнего эллиптического днища меньшего диаметра, имеющего центральное отверстие, равное диаметру нижней решетки активной зоны. Верхнее эллиптическое днище по диаметру центрального отверстия прикреплено к посадочной обечайке активной зоны, которая в свою очередь прикреплена, например, при помощи сварки, к опорным ребрам, установленным на днище корпуса и к кольцевой горизонтальной плите камеры. Высота верхнего эллиптического днища увеличена за счет цилиндрической обечайки, прикрепленной одним концом к днищу, другим - к кольцевой плите, в которой имеются круглые отверстия под установку посадочных гильз для насосов. Образованная таким образом камера имеет максимальное сечение в своей верхней части, которое плавно уменьшается до минимально необходимого сечения на выходе. В плане между отверстиями в кольцевой плите расположены вытеснители, каждый из которых занимает всю высоту между эллиптическими днищами, имея максимальную ширину в своей верхней части в тангенциальном направлении и минимальную на выходе, на границе центрального отверстия в верхнем эллиптическом днище, образуя криволинейные каналы-диффузоры тракта теплоносителя. В результате средние скорости в каждом поперечном сечении близки между собой, поэтому гидравлические потери в каналах-диффузорах минимальны. На выходе каналы-диффузоры образуют кольцевой коллектор диаметром не меньшим, 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, верхним эллиптическим днищем 2 с цилиндрической вставкой 3 и осевым отверстием 4, выгородкой, состоящей из вертикальной посадочной обечайки 5, закрепленных на опорных ребрах 6, и кольцевой плиты 7 с входными отверстиями 8, в которые вставлены цилиндрические гильзы 9, а также вытеснителями 10, образующими боковые поверхности канала-диффузора 11. В центральной части входная камера ограничена нижней решеткой 12 активной зоны. В объеме между эллиптическим днищем 2, кольцевой плитой 7 и обечайкой 5 размещен блок вытеснителей 13.

Осуществление изобретения.

Входная камера активной зоны снабжена направляющим кольцевом каналом, образованным двумя криволинейными поверхностями, принадлежащими двум эллиптическим днищам, расположенным осесимметрично на некотором расстоянии друг от друга. Верхнее эллиптическое днище имеет по центру круглое отверстие диаметром, не меньшим диаметра нижней решетки активной зоны, и прикреплено к вертикальной посадочной обечайке, которая, в свою очередь, закреплена на опорных ребрах, установленных на днище корпуса. Наружный край верхнего эллиптического днища прикреплен к горизонтальной кольцевой плите. Предварительно на верхнем эллиптическом днище закреплены вытеснители, которые после установки днища в предлагаемую конструкцию образуют напорную часть входной камеры активной зоны в виде нескольких криволинейных каналов-диффузоров, стыкующихся на входе между собой на диаметре центрального отверстия в упомянутом верхнем днище, обеспечивая радиальный подвод теплоносителя по всему периметру входной камеры под решеткой активной зоны.

Устройство предназначено для использования в моноблочных ядерных паропризводящих установках с преимущественным использованием в первом контуре жидкометаллического теплоносителя. Входная камера активной зоны содержит днище корпуса, вертикальную посадочную обечайку, опорные ребра на днище, кольцевую плиту с входными отверстиями и установленными в них цилиндрическими гильзами для подвода теплоносителя, нижнюю решетку активной зоны. Входная камера снабжена направляющим аппаратом в виде верхнего эллиптического днища с центральным отверстием диаметром, не меньшим, чем диаметр нижней решетки активной зоны, расположенного осесимметрично с днищем корпуса на расстоянии от него, обеспечивающим скорость теплоносителя на выходе не большую, чем скорость в цилиндрических гильзах входных отверстий. В образовавшемся кольцевом объеме расположены вытеснители таким образом, что они образуют криволинейные каналы-диффузоры, стыкующиеся на выходе между собой на диаметре центрального отверстия. Уменьшены габариты, объем и масса теплоносителя в ней. 2 ил.

Входная камера активной зоны, содержащая днище корпуса, вертикальную посадочную обечайку, опорные ребра на днище, кольцевую плиту с входными отверстиями и установленными в них цилиндрическими гильзами для подвода теплоносителя, нижнюю решетку активной зоны, отличающаяся тем, что входная камера активной зоны снабжена направляющим аппаратом в виде верхнего эллиптического днища с центральным отверстием диаметром не меньшим, чем диаметр нижней решетки активной зоны, расположенного осесимметрично с днищем корпуса на расстоянии от него, обеспечивающим скорость теплоносителя на выходе не большую, чем скорость в цилиндрических гильзах входных отверстий, а в образовавшемся кольцевом объеме расположены вытеснители таким образом, что они образуют криволинейные каналы-диффузоры, стыкующиеся на выходе между собой на диаметре центрального отверстия.