Ядерная энергетическая установка с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем с перфорированной решеткой распределения расхода на входе в парогенератор Российский патент 2022 года по МПК G21C9/00 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением.

Известна ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и систему защитного газа (Патент на изобретение Патент №2313143С1 от 20.12.2007, G21C, 9/00, 15/00).

Недостатком данного технического решения применительно к ядерным энергетическим установкам со свинцовым теплоносителем или его сплавами является отсутствие стабилизации потока и распределения расхода на выходе из активной зоны что может привести к развитию гидродинамической нестабильности расхода теплоносителя через каналы парогенераторов, что может ухудшить эксплуатационные качества реакторной установки.

Задачи, решаемые изобретением – совершенствование конструкции ядерной энергетической установки, повышение ее безопасности и экономичности.

Технический результат – оптимизация потока тяжёлого жидкометаллического теплоносителя на входе в парогенератор и распределение расхода теплоносителя в трубной системе парогенератора.

Технический результат достигается тем, что в ядерной энергетической установке, содержащей реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и системой защитного газа, на выходе теплоносителя из активной зоны устанавливается перфорированная решетка распределения расхода.

На фигуре 1 представлен разрез А-А схемы реакторной установки на быстрых нейтронах; реакторный блок 1 с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем содержит размещенные под свободным уровнем теплоносителя 2 активную зону 3, главные циркуляционные насосы 4 с электроприводами, систему защитного газа, парогенераторы 5, перфорированная решетка распределения расхода 6, свободный уровень теплоносителя 7.

На фигуре 2 представлен разрез Б-Б схемы реакторной установки на быстрых нейтронах; Реакторный блок 1 с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем содержит размещенные под свободным уровнем теплоносителя активную зону 3, главные циркуляционные насосы 4 с электроприводами, систему защитного газа, парогенераторы 5, закрытые крышкой, и раздаточные коллектора 8.

Схемы представлены для состояния реакторного контура с остановленными главными циркуляционными насосами, например, после заполнения реакторного контура жидкокристаллическим теплоносителем. В этом состоянии свободные уровни теплоносителя во всех элементах контура находятся на одной отметке. При увеличении числа оборотов главных циркуляционных насосов вплоть до номинальных возникает циркуляция теплоносителя через участки контура, имеющие различные гидравлические сопротивления. В различных элементах контура при работе главных циркуляционных насосов будут различные высотные отметки свободных уровней теплоносителя в соответствии с гидравлическими сопротивлениями соответствующих участков контура.

Работа ядерной энергетической установки, содержащей реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и систему защитного газа осуществляется следующим образом. При вращении вала насосов 4 рабочим колесом создается циркуляция теплоносителя 2 сначала через активную зону 3, над которой имеется свободный уровень теплоносителя 7, затем нагретый теплоноситель 2 поступает через раздаточные коллектора 8, проходя через перфорированную решетку распределения расхода 6 в парогенераторы 5, где проходит их межтрубное пространство, испаряя и перегревая пар второго контура. Газовые объемы над активной зоной 3 и насосами 4 соединены между собой системой защитного газа.

Изобретение относится к ядерной энергетической установке с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением. Ядерная энергетическая установка с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем с перфорированной решеткой распределения расхода на входе в парогенератор содержит реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами и систему защитного газа. Под свободным уровнем теплоносителя размещены активная зона, парогенераторы и средства циркуляции, например циркуляционные насосы. Причем на выходе теплоносителя из активной зоны установлена перфорированная решетка распределения расхода. Техническим результатом является возможность оптимизировать поток и распределить расход теплоносителя в трубной системе парогенератора ядерной энергетической установки с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем, что улучшает эксплуатационные характеристики реакторной установки. 2 ил.

Ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции, например циркуляционными насосами, и систему защитного газа, отличающаяся тем, что на выходе теплоносителя из активной зоны установлена перфорированная решетка распределения расхода в трубной системе парогенератора.