Система аварийного охлаждения активной зоны водо-водяного реактора Советский патент 1984 года по МПК G21C15/18 

СИСТЕМА АВАРИЙНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ АКТИВНОЙ ЗОНЫ ВОДО-ВОДЯНОГО РЕАКТОРА, содержащая парогенератор. емкость аварийного охлаждения, водяной объем которой соединен через арматуру с первым контуром реактора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения схемы, водяной объем парогенератора соединен через арматуру с распределительным коллектором, установленным внутри водяного объема емкости аварийного охлаждения, паровой объем которой соединен через ограничитель потока с паровым объемом парогенератора.

СО Изобретение относится к ядерным энергетическим установкам с реакторами с водой под давлением, имеющим систему аварийного охлаждения активной зоны. Известна система аварийного охла5кдения активной зоны водо-водяного реактора, содержащая парогенератор, водяной объем которого соеди нен с первым контуром реактора труб проводом с двумя обратными клапанами lj . На участке трубопровода между клапанами организован отвод протечки, В нормальных условиях обратные клапаны изолируют первый контур.от второго, а, когда давление в первом контуре станет ниже давления во вто ром, они открываются, и вода из пар генераторов поступает в первый контур и охлаждает его. Недостатком указанного технического решения является то, что удерживает давление теплоносителя первого контура только первый от реактора обратный клапан, прижатый давлением среды первого контура. Если между клапанами будет отвод протечек, то все последующие клапаны будут открыты давлением воды второго контура, таким образом между теплоносителем первого контура и второго контура по данному техническому решению будет только один обратный клапан. Если поддерживать давление между клапанами выше давления во втором контуре, то ввиду низких герметизирующих свойств об атных клапанов, теплоноситель первого контура будет попадать в парогенератор, загрязняя воду и пар пароген ратора. Еще одним недостатком указанного технического решения является то, что при аварийном разуплотнении пер вого контура вода из парогенераторов, не содержащая раствора бора, поступает в активную зону, что може привести к недопустимому увеличению ее реактивности, а это в свою очере усугубляет протекание аварийного пр цесса. Известна система аварийного охла дения активной зоны водо-водяного реактора, принятая за прототип, содержащая парогенератор, емкость аварийного охлаждения, водяной объе которой соединен через арматуру с первым контуром реактора 2j , Верхняя часть емкости заполнена газом/, давление которого ниже давления первого контура (составляет примерно 1/3-1/2 давления первого контура), а нижняя часть заполнена раствором борированной воды, К емкости подсоединены трубопроводы от системы заполнения борированной вод и от системы заполнения азотом высо кого давления. При аварийном разуплотнении первого контура давление теплоносителя в нем начинает падать. Когда давление в первом контуре станет меньше, чем в емкости аварийного охлаждения, то открываются обратные клапаны, и борированная вода выдавливается азотом из емкости аварийного охлаждения в первый контур. Недостатками указанного технического решения являются неполное использование объема емкости, так как значительная их часть занята газом; наличие специальной сложной газовой системы с оборудованием для поддержания давления и емкостей для сброса газа в случае повышения давления в емкости аварийного охлаждения; необходимость установки на трубопроводах, соединяющих емкость аварийного охлаждения с первым контуром быстродействующей арматуры для исключения попадания азота в реактор после опорожнения емкости; возможность хрупкого разрушения корпуса реактора вследствие мгновенного заброса большого количества холодной воды На горячие стенки.корпуса в районе активной зоны, где металл корпуса имеет повышенную температуру хрупкости вследствие облучения нейтронами,. Целью изобретения является повышение надежности системы путем упрощения схемы. Цель достигается тем, что в известной системе аварийного охлаждения активной зоны водо-водяного реактора, содержащей парогенератор, емкость-аварийного охлаждения, водяной объем которой соединен через арматуру с первым контуром реактора, водяной объем парогенератора соединен через арматуру с распределительным коллектором, установленным внутри водяного объема емкости аварийного охлаждения, паровой объем которой соединен через ограничитель потока с паровым объемом парогенератора. На чертеже показана предлагаемая система. Она содержит водо-водяной реактор 1 с активной зоной 2, парогенератор 3, соединенный с реактором подводящими трубопроводами 4 и отводящими .трубопроводами 5, На подводящих трубопроводах ,4 установлены циркуляционные насосы 6. Первый контур соединен с водяным объемом парогенератора 3 трубопроводом 7, на котором установлена отсечная арматура 8, выполненная в виде разрывной мембраны, и отсечная арматура 9, выполненная в виде обратного клапана. На трубопроводе 7 между отсечными арматурами 8 и 9 установлена емкость аварийного охлаждения активной зоны 10,

Один конец трубопровода 7 подсоединен к водяному объему емкости аварийного охлаждения активной зоны 10, а другой его конец - к распределительному коллектору 11, расположенному внутри водяного объема емкости аварийного охлаждения 10. Паровой объем емкости аварийного охлаждения 10 соединен с паровым объемом парогенератора 3 линией 12, на которой установлен ограничитель потока 13. Между отсечной арматурой 8 и реактором 1 на трубопроводе 7 установлена задвижка 14, а у самой отсечной арматуры 8 установлен байпас с вентилем 15.

Система аварийного охлаждения активной зоны водо-водяного реактора работает следующим образом. При нормальных условиях работы в первом контуре циркулирует теплоноситель, перекачиваемый циркуляционными насосами 6 через реактор 1, активную зону 2, подводящие 4 и отводящие 5 трубопроводы. В парогенераторе 3 теплоноситель отдает тепловую энергию воде второго контура.

Емкость аварийного охлаждения активной зоны заполнена водой с концентрированным раствором бора. Задвижка 14 при этом открыта, а вентиль 15 закрыт. Отсечная арматура 8 выполненная в виде разрывной мембраны, герметично изолирует первый контур от емкости аварийного охлаждения активной зоны 10, при этом разрыв мембраны должен происходить к реактору 1. Линия 12, соединяющая паровой объем парогенератора 3 с верхом емкости аварийного охлаждения активной зоны, выравнивает в них давление, превращая их в совокупности с трубопроводом 7 между ними в сообщающиеся сосуды. Отсечная арматура 9, выполненная в виде обратного клапана (пропуск от парогенератора к реактору), перекрывает

конвективные и диффузионные токи между ними.

При закрытой задвижке 14 и открытом вентиле 15 проводят гидроиспыт-ание второго контура парогенератора 3

iCOBMecTHO с емкостью аварийного охлаждения Активной зоны 10 и соеди-, няющим их трубопроводом 7.

При закрытом вентиле 15 и открытой задвижке 14 проводят гидроиспы0 тание первого контура.

При аварийном разуплотнении первого контура давление в нем начинает падать. При давлении меньшем, чем давление во втором контуре, разрывается мембрана в сторону реактора 1 на отсечной арматуре 8, открывается клапан на отсечной арматуре 9 и вода из парогенератора 3 поступает в распределительный коллектор 11,

0 смешивается с борированной водой

емкости аварийного охлаждения активной Зоны 10 и по трубопроводу 7 поступает в реактор i. Ограничитель потока 13 препятствует поступлению па-5 Ра из парового пространства парогенератора в емкость аварийного охлаждения активной зоны.

Предложенное техническое устройство полнее использует объем емкосQ ти аварийного охлаждения, исключает попадание холодной воды на корпус реактора, ликвидирует сложное газовое хозяйство в системе аварийного охлаждения активной зоны, исключает попадание газовых пузырей в первый контур. По сравнению с прототипом устройство повышает надежность и эффективность охлаждения активной зоны, так как залив зоны производят не чис.той водой, а борированной.

0 Предложенное техническое решение исключает попадание теплоносителя первого контура в воду парогенераторов. Все это в Совокупности повышает эффективность аварийного охлаждения активной зоны.