Ядерный реактор Советский патент 1992 года по МПК G21C15/00 

Итоорртенме (ггностгтгя к ядерной Tpri if и г очст бьп ь использовано для ,г-Т ования конструкщш интегральных идейных реакторов с жидко- мпт-и ычем.лм теплоносителем.

Цел изобретения - повышение безо- naci т i и pc ariiipa при разрыве трубо- ир Hioiiou гк рного контура путем сохра- НРННЯ циркуляции теплоносителя в за- г-глипммом реакторе через активную зону и по.чогти охлаждения корпуса реактора .

На фиг. 1 пррдставпсна принципиальная схема предчяглемого реактора; на фиг - конструктивная схема учла

установки трубопроводов забора и возврата теплоносителя в поаости охлаждения корпуса реактора.

Ядерный реактор содержит корпус , внутри которого размерены активная зона 2, напорная камера 3, соединенная напорными трубопроиодами 4 с главными циркуляционными насосами 5, которые имеете г теплообменниками 6 размещены на кольцеобразном опорном поясе 7, разделяющем внутреннюю полость реактора на полость 8 выхода горячего теплоносителя из активной зоны -. и полость 9 холодного теплоносителя. На поясе 7 установлена обечайка 10,

О

о 1

2

отдр пчопия пасог 5 от полости 8. Во- Kpvi прпуса 1 концентрично с ним ус- танончена обечайка 11, образующая сов- MPCTHU г корпусом 1 полость для орга- нсзации циркуляции охлаждающего корпус ррлкгора трплоногнтеля. Установленный между корпусом 1 и обечайкой 11 экран 12 разделяет полость охлаждения на напорную полость 11, соединенную через дроссели 14 с полостью 9 и далее через дроссели 15 с камерой 3, и на сливную полость 16, соединенную через дроссели 17 с полостью 18 выхода теплоносителя из теплообменников 6 и входа теплоносителя в насосы 5.

В вррхней части полости охлаждения корпуса на участке, ограниченном по высоте максимальным уровнем А теплоносителя из напорной камеры через дроссель 15, полость 9 и дроссели 14 поступает в напорную полость 13 охлаждения корпуса реактора, откуда, переливаясь через верхнюю кромку экрана 12 и отверстие 23, поступает в сливную полость 16 и далее через дроссели 17 в полость 18 на всас насосов 5. Часть холодного теплоноситепя из полости 13 по трубопроводу 19 при помощи насоса 21 отбирается в систему 29 очистки, откуда по трубопроводу 22 возвращается в сливную полость 16. Сбрасывание очишенного теплоносителя в полость 16 исключает его захват во всасывающей трубопровод 19 и обеспечивает поступление очищенного теплоносителя в общую для всех петель напор

носителя в работающем реакторе и МИНИ- Q нуто камеру 3, где происходит интен- мапьным уровнем Б теплоносителя в за- гл печном реак. оре, размещены концы тру юпровода 19 забора теплоносителя в систему 29 очистки, циркуляция в косивное перемешивание теплоносителя всех петель, то повышает качество работы системы счнг.гки теплоносителя При разрыве трубопроводов 19 и 22

торой осуществляется при помощи элект 25 вне реактора и появлении течи теплоромагнитного насоса 21, и концы трубопровода 22 возврат/ч теплоносителя из системы очистки в реактор. Ниже концов трубопроводов 19 и 22 в экране 12 выполнены отверстия 23, расположенные по высоте между уровнем В теплоносителя в заглушенном реакторе при отключенных насосах 5 и уровнем В теплоносителя в сливной полости заглушенного реактора при работающем на малых оборотах одном насосе 5. При работе одного насоса 5 на малых оборотах уровень Г теплоносителя в напорной полости 13 находится по высоте между отверстиями 23 в экране и концом трубопровода 19, уровень Д которого находится ниже уровня находящейся вне реактора верхней части трубопроводов 19

носителя реактор глушится и останавли ваются его насосы 5. При этом уровен теплоносителя в реакторе снижается от уровня А до уровня В как за счет снижения температуры теплоносителя в реакторе, так и за счет заполнения полостей баков насосов 5 теплоносителем (в баках насосов 5 при работе реактора на номинальной мощности уро вень Е теплоноситепя примерно на 1 м ниже уровня теплоносителя в полости горячего теплоносителя за счет гидра лических потерь на теплообменниках). При снижении уровня теплоносителя в полостях 13 и 16 охлаждения корпуса концы трубопроводов 19 и 22 обнажаются и прекращается течь теплоносителя через аварийный трубопровод. А так как концы трубопроводов 19 и 2

50

и 22, причем участки трубопроводов, находящиеся МРЖДУ их концами и местом д располагаются выше уровня теплоноси- выхода трубопроводов из корпуса 1, теля в заглушенном реакторе (тем бо- находятся ниже их концов (ниже уровня Д), образуя совместно с находящейся выше внереакторной частью трубопроводов 19 и 22 гидроэатвор.

Ядерный реактор работает следующим образом.

Выходящий из активной зоны 2 горячий теплоноситель через полость 8 поступает в теплообменники 6 и далее через полость 18 поступает в насосы 5, откуда череЗ напорные трубопроводы 4 и напорную камеру 3 возвращается в ак- гивную зону 2. Часть холодного тепло55

лее выше уровня активной зоны), то тем самым исключается оголение актив ной зоны или разрыв контура циркуляции теплоносителя через нее. После остановки насосов за счет остаточных тепловыделений в активной зоне в реак торе начинает развиваться естественная циркуляция теплоносителя по тракту: активная зона 2 - полость 8 - теп лообменники 6 - полость 18 - дроссели 1/ - полость 16 - отверстия 23 - полость 13 - дроссели 14 - полость 9 дроссели 15 - напорная камера 3 - ак

нуто камеру 3, где происходит интен-

сивное перемешивание теплоносителя всех петель, то повышает качество - работы системы счнг.гки теплоносителя, При разрыве трубопроводов 19 и 22

носителя реактор глушится и останавливаются его насосы 5. При этом уровень теплоносителя в реакторе снижается от уровня А до уровня В как за счет снижения температуры теплоносителя в реакторе, так и за счет заполнения полостей баков насосов 5 теплоносителем (в баках насосов 5 при работе реактора на номинальной мощности уровень Е теплоноситепя примерно на 1 м ниже уровня теплоносителя в полости 8 горячего теплоносителя за счет гидравлических потерь на теплообменниках). При снижении уровня теплоносителя в полостях 13 и 16 охлаждения корпуса концы трубопроводов 19 и 22 обнажаются и прекращается течь теплоносителя через аварийный трубопровод. А так как концы трубопроводов 19 и 22

располагаются выше уровня теплоноси- теля в заглушенном реакторе (тем бо-

располагаются выше уровня теплоноси- теля в заглушенном реакторе (тем бо-

лее выше уровня активной зоны), то тем самым исключается оголение активной зоны или разрыв контура циркуляции теплоносителя через нее. После остановки насосов за счет остаточных тепловыделений в активной зоне в реакторе начинает развиваться естественная циркуляция теплоносителя по тракту: активная зона 2 - полость 8 - теплообменники 6 - полость 18 - дроссели 1/ - полость 16 - отверстия 23 - полость 13 - дроссели 14 - полость 9 - дроссели 15 - напорная камера 3 - ак516

тиннля тона 2. Таким образом, в отличив от известного реактора, где вследствие отсутствия естественной цирку- ляцни теплоносителя пдоль корпуса охлаждения реактора через боковую поверхность корпуса производится только за счет теплопроводности находящегося в полостях 13 и 16 застойного теплоносителя, в предлагаемом реакторе за счет переноса тепла от активной зоны 2 к корпусу 1 реактора естественной циркуляцией теплоносителя значительно возрастает эффективность охлаждения активной зоны в заглушенном реакторе при отключенных насосах 5. При необходимости охлаждение активной зоны производится путем пключения одног из насосов 5 на малые обороты. При этом за счет работы насоса уровень теплоносителя п полости 16 снижается (насос через дроссель 17 отсасывает теплоноситель из нее), а в полости 13 увеличивается за счет подпитки этой полости из напорной камеры через дроге ели 15, полость 9 и дроссели 14. Уровень Г теплоносителя в полости 13 определяется площадью отверстий ЛЗ, которая выбирается таким образом что обеспечивает сброс всего поступающего из напорной камеры холодного теплоносителя без повышения уровня Г теплоносителя в полости 13 до уровня /I входных концов трубопровода 19, что исключает выброс теплоносителя через аварийный трубопровод. Таким образом, обеспечивается надежное охлаждение заглушенного реактора в течение достаточно долгого времени, необходимого для ремонта аварийного трубопровода.

После остановки насосов 5 (при разрыве внереакторной части трубопроводов 19 и 22) и снижения уровня тепло- носитеая в полости 13 ниже уровня Д входных концов трубопроводов 19 и 22

в пониженной части трубопроводов (расположенной ниже входных концов) остается несливаемый теплоноситель, который образует гндрозатвор, препятствующий проникновению атмосферного воздуха в полость реактора, что исключает окисление теплоносителя или его возгорание при контакте с кислородом воз

духа.

Изобретение позволяет повысить безопасность реактора при разрыве трубопровода контура путем сохранения контура циркуляции охлаждающего теплоносителя в заглушенном реакторе через активную зону и полость охлаждения корпуса реактора, а также путем исключения попадания атмосферного воздуха в газовую полость реактора.

формула изобретения

Ядерный реактор, содержащий активную зону, циркуляционные насосы, заключенные в корпус, в верхней части которой имеются разделенные обечайКой полости выхода теплоносителя из активной зоны и полость охлаждения корпуса реактора, внутри которой расположен разделительный экран.и трубопроводы отбора теплоносителя первого

контура, отличающийся

тем, что, с целью повышения безопасности реактора при разрыве трубопроводов первого контура путем сохранения циркуляции теплоносителя в заглУшенном реакторе через активную зону и полости охлаждения корпуса реак тора, торцы трубопроводов первого контура размещены в полостях охлаждения корпуса реактора мелоду уровнями

теплоносителя при работе насосов в номинальных режимах и в режиме расхолаживания активной зоны, а в экране ниже уровня теплоносителя в полости выхода теплоносителя из активной эоны выполнены отверстия.

Редактор Т.Горячева

11

Фиг. 2

Составитель А.Цороннл

Техред Л.Сердкжова Корректор М.Самборская