Орган аварийной защиты ядерного реактора Советский патент 1991 года по МПК G21C7/22 

Изобретение относится к ядерным -реакторам и может быть использовано в быстродействующей аварийной защите реакторов, преимущественно канального типа.

Целью изобретения является повышение надежности за счет упрощения демпфирования удара свяпок поглощающих элементов.

В органе аварийной -защиты ядерного реактора, содержащем не менее двух гибких СШ130К последовательно соединенных поглощающих элементен, рагпмложеиных в сухих трубках, которые размещены внутри охлаждаемого канала вертикально по коаксиальной окружности, содержащем механизм удержания и сброса связок, пневмопривод для их подъема и демпфирующие устройства для гашения удара связок при сбросе, в качестве демпфирующих устройств служат трубки органа, которые изогнуты в нижней части активной зоны реактора по спирали с переменным радиусом кривизны Rкр, плавно уменьшающимся по ходу шгпба до натичины:

ел

00 СП

R - г +

3

4(Ti(R-r7

(«)

а поглощающие элементы связок ограничены по размерам соотношением I

4 T)Rkpr - (RKpd - rd + d),(2)

где R, r - радиусы канала и трубок соответственно; п - количество сухих трубок , 1 и d - соответственно длина и диаметр поглрщающего элемента.

Кроме того, внутренняя поверхность искривленного участка трубок по траектории касания поглощающих элементов стенок трубок выполнена юе- роховатон и профилирована так, что внутренний радиус трубок в местах касания доведен до величины радиуса поглощающего элемента.

Сущность изобретения заключается в полезном использовании кинетической энергии быстродействующего органа аварийной защиты в конце его срабатывания путем создания плавно изменя- юцегося динамического инерционного tдавления поглощающих элементов на направляющие изогнутые трубки на протяженном участке, т.е. такого давления, которое обеспечивает эффективное торможение элементов при сбросе (высокая скорость движения элементов по виражу, по шероховатой профилированной поверхности) и малое сопротивление движению элементов при подъеме (малая скорость движения эле- ментов по нешероховатой поверхности).

На фиг. 1 изображен общий вид органа аварийной защиты ядерного реактора; на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг.1.

Для наглядности изображены четы- ре сухие трубки с четырьмя связками поглощающих элементов, размещенных в трубках.

Орган аварийной защитм ядерного реактора включает гибкие связки 1, состоящие из последовательно соединенных поглощающих нейтроны элемен-., тов 2, расположенных в сухих трубках 3, которые размещены внутри охлаждаемого канала 4 вертикально по коаксиальной окружности, механизм удержания и сброса (электромагнитная муфта) 5, коллектор 6, объединяющий трубки снизу, пневмопривод 7 подъема (показана трубка привода), который расположен вне активной зоны 8, а

сообщается с коллектором ЛННИРЙ свти

i (трубкой прпвонч). IH искривленном

участке внутренний поверхность тру1545815

бок профилирована, например, с помощью шероховатого покрытия 9.

Орган аварийной защиты работает следующим образом.

В аварийной ситуации сигнал обес- точивания приходит в электромагнитную муфту 5. Муфта размагничивается, связки 1 поглощающих элементов 2 падают под действием силы тяжести и входят в активную зону 8, осуществляя защитное действие (поглощают нейтроны). В нижней части активной зоны нижние поглощающие элементы 2 постепенно по плавно уменьшающемуся радиусу кривизны (безударно) входят в вираж по изогнутым трубкам 3 и прижимаются к профилирующему покрытию 9 грубок центробежной силой и нормальной составляющей силы тяжести. Возникающее трение замедляет движение связок 1 поглощающих элементов 2, уменьшает до допустимой величины ударные нагрузки на концы трубок 3. При подъеме связок 1 поглощающих элементов 2-в.нижний коллектор 6 через пневмопривод 7 подается газ под давлением, элементы с меньшей скоростью и трением поднимаются, выходя из виража.

Максимальная эффективность торможения в предлагаемом органе реализуется при условии, которое описывается уравнением

RKp R - r 4

П2Гг

41Г (П-г)

0

5

0

5

где п - число трубок в органе.

При этом работоспособность органа сохраняется только в случае, если выполняется ограничение на размеры поглощающих элементов (см. формулу (2)). В противном случае изгиб трубок будет препятствовать прохождению по ним поглощающих элементов, т.е. предлагаемая конструкция будет неработоспособна.

Если изгиб трубок органа выполнить с радиусом кривизны существенно (в 2- 3 раза) большим, чем следует из уравнения (1), эффективность торможения окажется недостаточном для гашения скорости связок. Скорость движения связок после входа в вираж будет увеличиваться, т.е. орган окажется неработоспособным. Выполнить изгиб трубок без деформации их профиля с меньшим, чем по формуле (1), радиусом в рамках предлагаемой конструкции органа физически невозможно.

515458

Расчеты выполненные на ЭВМ, показывают, что при выполнении равенства (1) практически приемлемая длина изогнутого участка трубок реализуется в диапазоне значений коэффициента тре- ния К 0,5 (при трении металла о металл К может достигать 0,8). Так, для органа с диаметром канала 0 см (характерные размеры канала СУЗ РВМК), радиусом трубок 0,5 см эффективное торможение (снижение скорости в 3 раза) достигается при К 0,8 после прохождения поглощающими элементами 4-5 витков трубки.

10

15

5 « вышения надежности за счетупрощения демпфирования удара связокпри сбросе, трубки органа в нижнейчасти активной зоны реактора изогнуты по спирали с переменным радиусомкривизны RRp, плавно уменьшающемсяпо ходу изгиба до величины

R - Г + ««-«(R-r)

а поглощающие элементы связок ограничены по размерам соотношением

1 Ј 4

ЯРГ 7

(RKpd - rd + d ,

Изобретение относится к ядерным реакторам и может быть использовано в качестве быстродействующей аварийной защиты реакторов, преимущественно канального типа. Целью изобретения является повышение надежности за счет упрощения демпфирования удара связок поглощающих элементов. Орган аварийной защиты ядерного реактора содержит не менее двух гибких связок последовательно соединенных поглощающих элементов, расположенных в сухих трубках, которые размещены внутри охлаждаемого канала вертикально по коаксиальной окружности, механизм удержания и сброса связок, пневмопривод для их подъема и демпфирующие устройства для гашении удара связок при сбросе. В качестве демпфирующих устройств служат трубки органа, которые изогнуты в нижней части активной зоны реактора по спирали с переменным радиусом кривизны Rkp, плавно уменьшающимся по ходу изгиба до величины RKp R - г n2r2/4 ). Поглощающие элементы связок ограничены кр г по размерам соотношением 1 4(ЈR -1/2 -(RK|,d - rd + d )J7, где R и г - радиусы канала и трубок соответственно, п - количество сухих трубок; 1 и d - длина и диаметр поглощающего элемента соответственно. Внутренняя по- верхность искривленного участка трубок по траектории касания поглощающих элементов стенок трубок выполнена пе- роховатой и профилирована так, что внутренний радиус трубок в местах касания доведен до величины радиуса поглощающего элемента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л ел

Формула изобретения 1. Орган аварийной защиты ядерного реактора, содержащий не менее двух гибких связок последовательно соединенных поглощающих элементов, расположенных в сухих трубках, которые размещены внутри охлаждаемого канала вертикально по коаксиальной окружности, механизм удержания и сброса связок, пневмопривод для их подъема и демпфирующие устройства для гашения удара связок при сбросе, отличающийся тем, что, с целью

Составитель А. Цыганов Редактор О. Стенина Техред и. Ходанич Корректор Т. Мале и

Заказ 2146

Тираж 271

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гаглрннл,1П1

где R и г - радиусы канала и трубок, соответственно; п - количество сухих трубок; 1 и d - длина и диаметр поглощающего элемента, соответственно.

поглощающих элементов стенок трубок выполнена шероховатой и профилирована так, что внутренний радиус трубок в местах касания доведен до величины радиуса поглощающего элемента.

0U9.Z

Подписное