Способ перегрузки реактора на быстрых нейтронах Советский патент 1984 года по МПК G21C19/00 

1 Изобретение относится к способам перегрузки ядерных реакторов, в частности реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, например натрием. Известен способ перегрузки реактора на быстрых нейтронах- с теплоно сителем в виде жидкого натрия. Способ предусматривает охлаждение облученной тепловьшеляющей сборки аргоном которым обдувают тепловьще ляющую сборку в момент ее нахождения в удерживающей трубе. Удерживаю щая труба ограничивает количество загрязненного аргона, который попадает в перегрузочную машину во время перегрузки, удерживает соседние тепловыделяющие сборки при извлечении отработавшей сборки из активной зоны реактора и направляет поток охлаждающего газа. В конструкции перегрузочной маши ны предусмотрена направлякщая труба для направления охлаждающего газа к двум гнездам магазина. Одно гнездо предназначено для установки облученной тепловьщеляющей сборки, а другое - для свежей. Облученную тепловыделяющую сборку охлаждают до такой степени, чтобы ее температура не превышала 450 С, а свежую сборку нагревают перед установкой в реактор до 150 С.. Во время перегрузки известным способом тепловыделяющую сборку охлаждают путем обдува снизу. При этом натрий, находящийся на поверхности тепловьщеляющей сборки, разбрызгивается и осаждается на направляющей трубе и в перегрузочной машине. Кроме того, при перегрузке загрязненный аргон и пары натрия проникают в перегрузочную машину, что приводит к загрязнению машины и контура охлаждения, к образованию прочной окисной пленки натрия в мес тах его конденсации. Так как .охлаждение осуществляется только путем обдува, то облученная тепловыделяющая сборка имеет довольно высокую температуру, Цель изобретения - надежное охлаждение тепловьщеляющей сборки. Это достигается тем, что охлаждение тепловьщеляющей сборки осуществляют инертным газом, например аргономр который направляют двумя потоками. Один поток продуванл- чере тепловьщеляющуго сборку, а другим потоком обдувают наружную поверхность тепловьщеляющей сборки. Газ внутрь тепловьщеляющей сборки подают с помощью насадки, которую плотно прижимают к верхней части тепловыделяющей сборки. Создание направленного потока газа обеспечивает более эффективное охлаждение тепловыделяющей сборки и исключает возможность проникновения в перегрузочную машину паров натрия и загрязненного аргона из реактора. Это значительно улучшает условия работы механизмов перегрузочной машины, т.е. повьш1ает надежность ее работы. Кроме того, наличие двух ветвей охлаждения позволяет резко уменьшить температуру охлаждающего газа в перегрузочной машине, что также улучшает условия работы механизмов перегрузочной машины. На фиг. 1 показана схема разгрузочно-загрузочной машины и активной зоны реактора; на фиг 2 - схема охлаждения перегружаемой тепловьшеляющей сборки; на фиг. 3 - схема подачи охлаждающего газа внутръ .тепловьщеляющей сборки с помощью насадСхема перегрузки включает разгрузочно-загрузочную машину 1 со штангой 2 и шибером 3, активную зону 4 реактора с находящимися в ней -тепловьщеляклцими сборками 5, омываемыми жидким натрием, верхний уровень которого обоз-начен цифрой 6, и загрузочный патрубок 7 с шибером 8, установленными во вращающейся биологической защите 9. При стыковке разгрузочно-загрузочной машины с загрузочным патрубком шиберы образуют межшиберную зону 10, служащую для соединения при перегрузке корпуса 11 разгрузочно-зйгрузочной машины с активной зоной реактора. Система охлаждения перегружаемой теплавыделяющей сборки содержит газодувку 12 для создания напора охлаждающего газа, теплообменники 13 и 14 для его охлаждения и трубопровод 15, который разветвляется на две магистрали 16 и 17. Магистраль 16 связана с гибким щлангом 1-8, прикрепленным к цепи подъема щтанги. Второй конец шланга соединен со штангой 2, имеющей на нижнем конце захват 19 и подвижную относительно захвата насадку 20.

На верхнем конце тепловыделяющей сборки выполнены отверстия 21 для входа охлаждающего газа, а на хвостовике - отверстия (на чертеже не показаны) для выхода охлаждающего

газа при продувке его через тепловьщеляющую сборку. Магистраль 17 соединена с корпусом 11 разгрузочнозагрузочной машины и служит для подачи охлаждающего газа в корпус и наружного обдува перегружаемой тепловьщеляющей сборки. На выходе охлаждающего газа из корпуса 11 размещен аэрозольньй фильтр для очистки охлаждающего газа от возможных вклю чений.

Процесс перегруки ведут ледующим образом.. .

Разгрузочно-загрузочную машину стыкуют с загрузочным патрубком.

После откачки воздуха из межшиберно зоны 10 и заполнения ее аргоном шиберы открывают. Штангу опускают в активную зону, сцепляют захват с перегружаемой тепловыделяющей сборкой, а затем опускают насадку и плотно прижимают ее к поверхности тепловьщеляющей сборки. После зтого тепловьщеляющую сборку поднимают в корпус разгрузочно-загрузочной ма.шины.

Как только хвостовик тепловьщеляющей сборки проходит верхний уровень теплоносителя, автоматически включается газопувка системы охлаж.пения. Аргон из газодувки 12 под давлением 1,2-2.3 кгс/см поступает .|в теплообменник 13. В нем аргон Охлаждается до 20-50°С и подается в трубопровод, а оттуда в магистрали Из магистрали 16 аргон через гибкий пшанг, штангу, насадку и отверстие продувается через тепловыделяющую сборку, а затем через отверстия хвостовика выходит в корпус 11. При этом аргон нагревается до 300-400°С. Нагретый до такой температуры аргон в корпусе 11 смешивается с аргоном, поступакяцим из магистрали 17 для обдува тепловьщеляющей сборки снаружи и уменьшения температуры охлаждающего газа на выходе разгрузомнй-загрузочной машины..

Охлазвденный до 90-120 С аргон попадает в аэрозольный фильтр, а оттуда в теплообменник, где его температуру снижают дс 20-60 С. После того как тепловьщеляющая сборка входит в корпус разгрузочно-загрузочной машины, закрывают шиберы, а из межшиберной зоны откачивают аргон. Затем разгрузочно-загрузочную машину расстыковывают с загрузочным патрубком, перемещают ее в зону выдержки, в которой тепловьщеляющую сборку выгружают и помещают в хранилище для снятия остаточного тепловьИеления.

Фие.1

Фие.г

1. СПОСОБ ПЕРЕГРУЗКИ РЕАКТОРА НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ с жидко- металлическим теплоносителем, например натрием, включающий извлечение тепловыделяющей сборки из активной зоны реактора и ее установку в корпусе разгрузочно-загрузочной машины с охлаждением в процессе перегрузки.отличающийся тем.что, с целью надежного охлаждения тепловыделяющей сборки, охлаждение перегружаемой тепловыделяющей сборки ведут одновременно двумя потоками инертного газа, одним из.которых продувают тепловьщеляющую сборку, а другим обдувают наружную поверхность тепловьщеляющей сборки.2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целыо исключения возможности попадания в перегрузочную машину паров натрия и загрязненного- инертного газа, охлаждение тепловыделякщей сборки ведут газовым потоком, направленным навстречу Подъему выгружаемой тепло- выдел^^кяцей сборки.г(Л