ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ВОДО-ВОДЯНОЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР Российский патент 2013 года по МПК G21C1/32 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в интегральных водо-водяных ядерных реакторах.

Известен интегральный водо-водяной ядерный реактор, содержащий корпус с составной крышкой, состоящей из центральной и кольцевой периферийных частей, в полости которого установлены секции парогенератора с трубопроводами пара и воды, проходящими через отверстия, выполненные в кольцевой периферийной части крышки (Nuclear Engineering and Design, «Nuclear steam supply system with an integral nuclear reactor for a floating NPP», 173 (1997), 197).

В известном интегральном водо-водяном ядерном реакторе центральная и кольцевая периферийная части крышки герметично соединены между собой сварным швом. Секции парогенератора установлены в полости, образованной между выемным экраном и корпусом, и верхней частью закреплены посредством сварки в отверстиях, которые выполнены в кольцевой периферийной части крышки реактора. Секции парогенератора своим весом создают дополнительные напряжения в сварных швах, что в сочетании с концентраторами напряжений в виде упомянутых отверстий значительно ухудшает прочностные свойства крышки и, следовательно, уменьшает безопасность ядерного реактора.

Монтаж-демонтаж известного интегрального ядерного реактора осуществляют следующим образом.

В полости между корпусом и выемным экраном устанавливают поочередно каждую секцию парогенератора (конструктивно не менее 4-х секций), выверяют высотные размеры посадочных мест каждой секции парогенератора по отношению к верхнему торцу корпуса реактора. На корпус реактора устанавливают кольцевую периферийную часть крышки так, чтобы верхние части трубопроводов пара и воды секций парогенератора проходили в соответствующие отверстия в упомянутой части крышки. Затем выверяют высотные размеры торцев каждой секции парогенератора по отношению к патрубкам трубопроводов и выполняют закрепление секций парогенератора по высоте путем приварки трубопроводов каждой секции герметизирующей и силовой сваркой, качество сварки сотен трубопроводов проверяют штатными методами, в том числе гидроопрессовкой (при наличии дефектов проводят их исправление). Далее выполняют уплотнение и закрепление периферийной кольцевой части крышки на корпусе. В связи длительностью работ по установке секций парогенератора каждый раз при возобновлении монтажных работ проводят очистку специальными устройствами центральной части реактора от загрязнения, например, в виде ветоши, забытого рабочего инструмента, смазки, стружки и т.п., что не только удлиняет монтажный процесс, но и не гарантирует технологически необходимую чистоту внутренних конструкций ядерного реактора. Демонтаж секций парогенератора происходит в обратном порядке.

Недостатком известного реактора является длительность монтажно-демонтажных работ, а также сложность в достижении технологически необходимого качества их выполнения, поскольку прерывающийся по времени процесс поочередной установки секций парогенератора неизбежно приводит к возможным технологическим нарушениям. Кроме этого, в известном реакторе недостаточно обеспечена радиационная безопасность по причине отсутствия надежного барьера безопасности.

Задачей настоящего изобретения является создание интегрального водо-водяного ядерного реактора, характеризующегося надежной радиационной безопасностью при его эксплуатации, а также упрощенной технологией его сборки.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение прочностных свойств реактора за счет уменьшения концентраторов напряжения в крышке, а также сокращение времени проведения монтажных и демонтажных работ при одновременном повышении качества их выполнения.

Указанный технический результат достигается тем, что известный интегральный водо-водяной ядерный реактор, содержащий корпус с составной крышкой, состоящей из центральной и кольцевой периферийных частей, в полости которого установлены секции парогенератора с трубопроводами пара и воды, проходящими через отверстия, выполненные в кольцевой периферийной части крышки, согласно заявленному изобретению содержит плиту и обечайку, которые расположены между крышкой и секциями парогенератора, причем обечайка установлена на плите и соединена с плитой неразъемно, а с кольцевой периферийной частью крышки - разъемно, при этом плита выполнена с отверстиями, а секции парогенератора верхней частью установлены в упомянутых отверстиях и разъемно соединены с плитой.

Кроме этого, неразъемное соединение обечайки и плиты выполнено в виде сварного шва.

Кроме этого, разъемное соединение обечайки и кольцевой периферийной части крышки выполнено посредством крепежных резьбовых элементов.

Кроме этого, разъемное соединение секций парогенератора и плиты выполнено посредством крепежных резьбовых элементов.

Введение плиты и обечайки позволяет закрепить на них секции парогенератора, соединить с кольцевой периферийной частью крышки реактора и образовать единый сборочный блок. При этом обеспечивается высокое качество сборки, которая проходит в заводских условиях, сокращается время монтажа за счет одновременной установки собранного блока в реактор, а также уменьшаются напряжения в крышке реактора и повышается радиационная безопасность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан интегральный водо-водяной ядерный реактор (продольный разрез), на фиг.2 изображен интегральный водо-водяной ядерный реактор (вид I).

Интегральный водо-водяной ядерный реактор содержит корпус 1, на котором установлена составная крышка, состоящая из центральной части 2 и кольцевой периферийной части 3, герметично соединенные между собой, например, сварным швом. Внутри корпуса 1 в кольцевой полости между корпусом 1 и выемным экраном 4 размещены секции 5 парогенератора с трубопроводами 6, часть из которых предназначена для подвода питательной воды, а другая часть для отвода пара. В кольцевой периферийной части 3 крышки выполнены отверстия, через которые проходят трубопроводы 6, при этом зазор между отверстием и трубопроводами 6 герметично закрыт сварным швом. В полости корпуса 1 между крышкой и секциями 5 парогенератора установлена плита 7, на которой расположена обечайка 8, снабженная кольцевым буртом, в котором выполнены резьбовые отверстия. Обечайка 8 неразъемно соединена с плитой 7, например, сварным швом. Плита 7 выполнена с отверстиями, соосными отверстиям в кольцевой периферийной части 3 крышки. В отверстия плиты 7 установлены секции 5 парогенератора, при этом трубопроводы 6 отвода пара и подвода питательной воды проходят через упомянутые отверстия. Секции 5 парогенератора установлены в отверстиях плиты 7 с возможностью осевого температурного перемещения и разъемно соединены с плитой 7, например, с помощью крепежных резьбовых элементов 9 в виде болтов. Обечайка 8 разъемно соединена своим буртом с кольцевой периферийной частью 3 крышки, например, посредством крепежных резьбовых элементов 10 в виде шпилек, которые установлены в резьбовые отверстия кольцевого бурта и отверстия, выполненные в кольцевой части 3 крышки и снаружи герметично закрытые колпачками.

Монтаж-демонтаж ядерного реактора осуществляют следующим образом.

В заводских условиях проводят сборку секций 5 парогенератора в единый блок, для этого на секции 5 устанавливают плиту 7 с обечайкой 8, которая неразъемно соединена с плитой 7. При этом трубопроводы 6 должны выходить через отверстия в плите 7. Далее закрепляют секции 5 парогенератора на плите 7 с помощью болтов 9. На собранную конструкцию устанавливают кольцевую часть 3 крышки так, чтобы трубопроводы 6 проходили через отверстия кольцевой части 3 крышки. Затем соединяют плиту 7 с кольцевой частью 3 крышки путем закрепления бурта с помощью шпилек 10. Далее проводят герметизацию соединений элементов трубопроводов 6 и кольцевой части 3 крышки, например, сваркой, а также выходы шпилек 10 на кольцевой части 3 крышки, например, с помощью колпачков, которые приваривают к крышке. Изготовленный блок транспортируют к месту сборки объекта и устанавливают в полость корпуса реактора. Далее на реактор устанавливают центральную часть 2 крышки и соединяют ее с кольцевой частью 3 сварным швом. Демонтаж секций парогенератора производят в обратном порядке.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в интегральных водо-водяных ядерных реакторах. Интегральный водо-водяной ядерный реактор содержит корпус (1) с составной крышкой, состоящей из центральной части (2) и кольцевой периферийной части (3). В полости корпуса (1) установлены секции (5) парогенератора с трубопроводами (6) пара и воды, проходящими через отверстия, выполненные в кольцевой периферийной части (3) крышки. Между крышкой и секциями (5) парогенератора установлена плита (7) с обечайкой (8). Обечайка (8) установлена на плите (7) и соединена с ней неразъемно, а с кольцевой периферийной частью (3) крышки - разъемно. Плита (7) выполнена с отверстиями, при этом секции (5) парогенератора верхней частью установлены в упомянутых отверстиях и разъемно соединены с плитой (7). Техническим результатом изобретения является улучшение прочностных свойств реактора за счет уменьшения концентраторов напряжения в крышке, а также сокращение времени проведения монтажных и демонтажных работ при одновременном повышении качества их выполнения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Интегральный водо-водяной ядерный реактор, содержащий корпус с составной крышкой, состоящей из центральной и кольцевой периферийной частей, в полости которого установлены секции парогенератора с трубопроводами пара и воды, проходящими через отверстия, выполненные в кольцевой периферийной части крышки, отличающийся тем, что он содержит плиту и обечайку, которые расположены между крышкой и секциями парогенератора, причем обечайка установлена на плите и соединена с плитой неразъемно, а с кольцевой частью крышки - разъемно, при этом плита выполнена с отверстиями, а секции парогенератора верхней частью установлены в упомянутых отверстиях и разъемно соединены с плитой.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что неразъемное соединение обечайки и плиты выполнено в виде сварного шва.

3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что разъемное соединение обечайки и кольцевой периферийной части крышки выполнено посредством крепежных резьбовых элементов.

4. Реактор по п.1, отличающийся тем, что разъемное соединение секций парогенератора и плиты выполнено посредством крепежных резьбовых элементов.