Водо-водяной ядерный реактор Советский патент 1993 года по МПК G21C15/18 

Исполнительный орган 10 посредством промежуточной штанги 15 соединен с регулирующим органом 8, состоящим из топливной кассеты 16 в нижней части и полой надставки 17, выполненной в виде нейтральной ловушки, т.е. включающей канал 18, заполненный водой и окруженный поглотителем 19 нейтронов,

Внутри реактора установлена шахта 20, в которой установлена активная зона 21, набранная из установленных на решетку 22 топливных кассет 23. Между кассетами имеются каналы 24 для перемещения регулирующих органов 8. В решетке 22 имеются также отверстия 25 для прохода регулирующих органов 8. Решетка 22 состоит из верхней плиты 26 и нижней плиты 27, между которыми установлены стойки 28, образующие отверстия 25 в решетке. В стойках 28 выполнены окна 29.

. В полой надставке 17 регулирующих органов 8 также выполнены окна 30, совмещенные с окнами 29 а стойках 28.

Исполнительный орган 10 и штанга 15

выполнены полыми, при этом их полости

образуют единый полый канал с каналом 18,

Приводы 7 размещены в чехлах 31, к

которым подведены трубопроводы 32, сое-диненные с емкостью аварийного запаса охлаждающей воды в нормальных и

аварийных режимах.

Работает реактор следующим образом.

При работе в нормальном режиме теплоноситель (вода) под давлением поступает внутрь корпуса 1 через патрубки 2, опускается вниз по кольцевому зазору между корпусом 1 и шахтой 20, затем поток теплоносителя поворачивает внутрь шахты 20, прокачивается через активную зону 21, омывая топливные кассеты 23, нагревается и выходит из корпуса 1 через патрубки 3.

Регулирование мощности реактора осуществляется перемещением приводом 7 регулирующего органа 8. Когда регулирующий орган 8 в верхнем положении, в активной зоне 21 находится топливная кассета 16, а полая надставка 17 - выше активной зоны. Для введения отрицательной реактивности, регулирующий орган опускает вниз, при этом полая надставка 17 вводится в активную зону, а топливная кассета 16 выводится из нее. В результате число образующихся в зоне нейтронов, а следовательно, и тепловая мощность реактора уменьшаются.

При вводе положительной реактивности регулирующий орган 8 поднимается вверх.

При необходимости аварийного снижения мощности реактора приводы 7 обесточивают, регулирующие органы 8 под действием собственного веса вводятся н активную зону, гася ядерную реакцию.

При аварийном разуплотнении первого

контура давление в реакторе снижается. При этом возникает необходимость обеспечивания теплоотвода от зоны с целью недопущения ее расплавления. Для отвода

тепловыделений в схеме энергетической установки имеется емкость аварийного запаса охлаждающей воды, где вода содержится под некоторым давлением.

При снижении давления в первом контуре ниже давления в емкости аварийного запаса воды относительно холодная вода из емкости по трубопроводам 32 поступает в полости 12 чехлов 31 приводов 7.

Поскольку разуплотнение первого контура сопровождается аварийным сбросом регулирующего органа 8, последний вместе со штангой 15 и исполнительным органом 10 находится в нижнем положении, при

этом утолщение 14 исполнительного органа 10 опущено на уплотнение 11 и полость 12 оказывается отделенной от полости 13 реактора, и поток воды вынужден идти по внутреннему каналу, образованному полостями

исполнительного органа 10, штанги 15 и полей надставки 17 регулирующего органа 8. Из канала 18 поток проходит внутри полой надставки 17 через окна 30 и. 29, откуда поднимается вверх, охлаждая топливные

кассеты 23. Затем поток выходит из корпуса 1 через патрубок 3.

Направление движения воды в активной зоне может быть обеспечено выбегом циркуляционных насосов (в случае их обесточивания) или организацией естественной циркуляции.

Использование предложенной конструкции исключает взаимодействие холодной воды с материалом корпуса реактора,

что исключает возможность ее разрушения.

Холодная вода из аварийной емкости поступает внутрь чехлов из хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали, для которых понятие критическая температура хрупкости в рабочем диапазоне температур отсутствуют.

Кроме того, чехлы приводов имеют значительно меньшую толщину стенки, чем корпус реактора.

Поэтому в них меньше и температурные напряжения. Холодная вода не взаимодействует также с поверхностями патрубка 5 и крышки 4, так как проходит внутри канала, образованного исполни511876126

тельным органом, штангой и регулирующим и патрубком имеется зазор, заполненный органом, а между исполнительным органом горячей водой.

123

-Л

м

ч

«Л ял В-Л1 t.5 t гО 2J -:« .: /-- V - гч/--. г;;