КАЛАНДР ДЛЯ ЖИДКОГО ЗАМЕДЛИТЕЛЯ ЯДЕРНОГОРЕАКТОРА Советский патент 1971 года по МПК G21C9/00 

Изобретение относится к устройствам противоаварийной защиты, конструктивно объединенным с ядерным реактором, например к каландрам для жидкого замедлителя.

В большинстве современных реакторов каландр представляет собой цилиндрическую ванну с круглым поперечным сечением и горизонтально расположенной осью, закрытую двумя днищами. Стержни управления реакцией перемещаются перпендикулярно силовым трубкам, по которым течет охлаждающая жидкость.

Сеть силовых трубок должна оставаться неподвижной относительно сети стержней управления при любых напряжениях, испытываемых ванной. Для этого силовые трубки закрепляют либо при помощи жестких днищ ванны, либо при помощи специальной конструкции.

Однако соединение большинства трубок, составляющих механизм стержней управления, не является ортогональным, что приводит к необходимости изготовления соединительных деталей сложной формы. Поскольку стержни управления реакцией располагаются в направляющих трубках, приходится трубки укреплять на уровне ванны, что (учитывая кривизну ванны) делает невозможным применение стержней одинаковой длины и, следовательно, взаимозаменяемых; кроме того, в известных калапдрах возможен разрыв силовой трубки. Жидкость замедлителя, имеющая высокие температуру и давление, оказывается внезапно впрыснутой в замедлитель. В результате виезапно повышается давление, которое значительно деформирует каландр и может разрущить его.

Цилиндрическая форма ванны с круглым поперечным сечением дает очень небольшую объемную расширяемость, так как круглое сечение соответствует максимальной поверхности при данном периметре.

Предложенный каландр выполняется в виде цилиндрической оболочки с горизонтальной образующей. Цилиндрическая оболочка закрыта двумя днищами, через которые проходят силовые трубки, и имеет верхнюю плоскую стенку, а боковая стенка легко деформируется. Паправляющая кривая боковой стенки является силовой линией, соответствующей распределению давления замедлителя, находящегося в каландре.

Другими словами, направляющая боковой части каландра в каждой точке имеет радиус кривизны, обратно пропорциональный давлению жидкости, действующему в этой точке при нормальной работе реактора. ландра при помощи тяг, прикрепленных к этой стенке. На фиг. 1 показан предложенный каландр в аксонометрической проекции; на фиг. 2 - каландр в поперечном сечении, деформируемый при увеличении внутреннего давления; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения каландра. Каландр состоит из верхней стенки /, образованной жесткой плитой, боковой стенки 2, деформируемой легче, чем верхняя стенка, и двух днищ 3. Под воздействием гидростатического распределения давлений каландр деформируется в поперечном сечении (см. штрих-пунктирную кривую на фиг. 2). Кривая деформации образуется цепными линиями гидростатических сил, приложенных к боковой стенке со стороны жидкости замедлителя. Если давление внутри каландра увеличивается, а плотность находящейся в каландре жидкости замедлителя и длина участка цепной линии остаются теми же самыми, т. е. листы, из которых собран каландр, не удлиняются ,;-- стенка 2 деформируется, приближаясь к кривой а, являющейся дугой окружности. Когда давление очень велико, кривая действительно превращается в дугу окружности. Поскольку кривая а и -верхняя стенка / ограничивают площадь, большую, чем площадь, ограниченная стенкой 2 и стенкой 1, каландр довольно сильно увеличивается в объеме, а внезапное увеличение давления, например, при разрыве силовой трубки благодаря этому сильно смягчается. Боковая стенка каландра связана с днищами подвижной, эластичной связью, выполненной в виде внешнего упругого тороидального элемента 4, имеющего форму валика (см. фиг. 3). В случае избыточного давления тороидальные элементы перемещаются вместе с краями боковой стенки. Связь днищ с боковой стенкой может осуществляться посредством двух валиков 5 и 6 (см. фиг. 4). Внутренний валик при этом является не только усилением, он позволяет также значительно экономить тяжелую воду в зоне каландра. Пространство между внутренним и внешним валиками рекомендуется за полпять газом под давлением, с тем чтобы избежать выгибания внутреннего валика под действием избыточного гидростатического давления в каландре. Днища каландра несут силовые трубки 7, на верхней жесткой стенке закреплены патрубки 8 для прохода стержней 9 управления реактором. В описанном каландре предотвращается разрыв силовой трубки, что значительно повышает безопасность работы реактора. Предмет изобретения 1.Каландр для жидкого замедлителя ядерного реактора, состоящий из цилиндрической оболочки с горизонтальными образующими, закрытой двумя днищами, через которые проходят трубки для теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью снижения амплитуды пика давления внутри каландра в аварийной ситуации, каландр имеет верхнюю -жесткую стенку и боковую -стенку, свободно деформируемую, директрисса которой очень близка к цепной линии, соответствующей гидростатическому давлению замедлителя, находящегося в каландре. 2.Каландр по п. 1, отличающийся тем, что днища образованы жесткими плитами и соединены с боковой стенкой при помощи герметичных легко деформируемых соединений, каждое из которых состоит, по крайней мере из одного деформируемого тороидального элемента, причем указанный элемент помещен вне каландра и так, что он может нагружаться давлением жидкого замедлителя. 3.Калаидр по п. 2, отличающийся тем, что каждое из герметичных деформируемых соединений имеет еще один тороидальный элемент, помещенный внутри каландра, причем пространство между внешним, и внутренним тороидальными элементами заполняется газом под давлением во избежание выгибания внутреннего тороидального элемента под действием повышенного давления внутри каландра.

Фиг I