Водо-водяной ядерный реактор

 

(хж)3 co(3F. ских

СОЦИАЛИСтИНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 21 С 15/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3739110/25 (22) 11.05.84 . (46) 23,06.93. Бюл. Зч 23 (72) В.А.Баев и В.А.Новожилова (56) Емельянов И.Я. и др. Конструирование ядерных реакторов. — M., Знергоиздат, 1982, с.98-101, рис.47, 48, Гирнис В.B. и др. Монтаж оборудования атомных электростанций. М.: Высшая школа, 1980, с. 49-60, рис. 24,25, (54)(57) 1, ВОДО-ВОДЯНОЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР, включающий корпус с крышкой, входными и выходными патрубками, активную зону, размещенную внутри корпуса, и включающую установленные на решетку топливные кассеты и регулирующие органы, соединенные с исполнительными органами приводов, установленных на крышке и размещенных в чехлах, при этом регулирующие органы содержат в верхней части полую надставку из поглощающего нейтроны материала, а в нижней — топливную кассету, Изобретение относится к атомной энергетике, может найти применение в конструкциях реакторов с водой под давлением, Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности корпуса реактора при аварийном заливе активной эоны за счет предотвращения попадания охлаждающей воды на стенку корпуса.

На фиг.1 изображен общий вид реактора; на фиг.2 — узел!на фиг.1 (узел опорной плиты активной зоны); на фиг.3 — узел Пна фиг.1 (узел опоры исполнительного органа на уплотнении).

Реактор содержит корпус 1 с патрубками 2 (входными) и 3 (выходными) и крышкой

4. На патрубке 5 крышки 4 установлен чехол

Ы2 1187612 А1 трубопроводы, соединяющие полость реактора с емкостью аварийного запаса охлаждающей воды, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности корпуса, реактора при аварийном заливе активной зоны за счет предотвращения попадания охлаждающей воды на стенку корпуса, трубопроводы подведены к чехлам, исполнительные органы приводов выполнены полыми, при этом полость исполнительного органа образует единый канал с полостью полой надставки регулирующего органа, в приводе выполнено уплотнение, отделяющее полость чехла от полости корпуса, а в полой надставке вьполнены окна, в нижнем положении регули- 3 рующего органа расположенные под решеткой.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что на исполнительном органе выполнено утолщение, взаимодействующее с уплотнением при- нижнем положении регулирующего органа.

6, внутри которого размещен привод 7 регулирующего органа 8 реактора.

Привод 7 включает электродвигатель 9, например линейный, и исполнительный орган 10, якорь линейного электродвигателя.

В приводе имеется уплотнение 11, отделяющее полость 12 привода 7 от полости 13 реактора. На исполнительном органе 10 может быть выполнено утолщение 14 таким образом. чтобы в нижнем положении исполнительного органа зазор между ним и внутренним диаметром уплотнения 11 при этом был минимальным. В остальных положениях зазор больше, и уплотнение не препятствует перемещению исполнительного органа, 1187612

Исполнительный орган 10 посредством промежуточной штанги 15 соединен с регулирующим органом 8, состоящим из топливной кассеты 16 в нижней части и полой надставки 17, выполненной в виде "нейтральной ловушки", т.е. включающей канал

18, заполненный водой и окруженный поглотителем 19 нейтронов, Внутри реактора установлена шахта 20, в которой установлена активная зона 21, набраиная из установленных на решетку 22 топливных кассет 23. Между кассетами имеются каналы 24 для перемещения регулирующих органов 8, Б решетке 22 имеются также отверстия 25 для прохода регулирующих органов 8. Решетка 22 состоит из верхней плиты 26 и нижней плиты 27, между которыми установлены стойки 28, образующие отверстия 25 в решетке. В стойках 28 выполнены окна 29.

В полой надставке 17 регулирующих органов 8 также выполнены окна 30, совмещенные с окнами 29 в стойках 28, Исполнительный орган 10 и штанга 15 выполнены полыми, при этом их полости образуют единый полый канал с каналом 18.

Приводы 7 размещены в чехлах 31, к которым подведены трубопроводы 32, сое-диненныее с емкостью аварийного запаса охлаждающей воды в нормальных и аварийных режимах, Работает реактор следующим образом, При работе в нормальном режиме теплоноситель (вода} под давлением поступает внутрь корпуса 1 через патрубки 2, опускается вниз по кольцевому зазору между корпусом 1 и шахтой 20, затем поток теплоносителя поворачивает внутрь шахты

20, прокачивается через активную зону 21, омывая топливные кассеты 23, нагревается и выходит из корпуса 1 через патрубки 3.

Регулирование мощности реактора осуществляется перемещением приводом 7 регулирующего органа 8. Когда регулирующий орган 8 в верхнем положении, в активной зоне 21 находится топливная кассета 16, а полая надставка 17 — выше активной зоны, Для введения отрицательной реактивности, регулирующий орган опускает вниз, при этом полая надставка 17 вводится в активную зону, а топливная кассета 16 выводится из нее, В результате число образующихся в зоне нейтронов, а следовательно, и тепловая мощность реактора уменьшаются.

При вводе положительной реактивности регулирующий орган 8 поднимается вверх.

При необходимости аварийного снижения мощности реактора приводы 7 обесто5

50 чивают, регулирующие органы 8 под дейст.вием собственного веса вводятся в активную зону, гася ядерную реакцию.

При аварийном разуплотнении первого контура давление в реакторе снижается, При этом возникает необходимость обеспечивания теплоотвода от зоны с целью недопущения ее расплавления. Для отвода тепловыделений в схеме энергетической установки имеется емкость. аварийного запаса охлаждающей воды, где вода содержится под некоторым давлением.

При снижении давления в первом контуре ниже давления в емкости аварийного запаса воды относительно холодная вода иэ емкости по трубопроводам 32 поступает в полости 12 чехлов 31 приводов 7.

Поскольку разуплотнение первого контура сопровождается аварийным сбросом регулирующего органа 8, последний вместе со штангой 15 и исполнительным органом

10 находится в нижнем положении, при этом утолщение 14 исполнительного органа

10 опущено на уплотнение 11 и полость 12 оказывается отделенной от полости 13 реактора, и поток воды вынужден идти по внутреннему каналу, образованному полостями исполнительного органа 10, штанги 15 и полей надставки 17 регулирующего органа 8.

Из канала 18 поток проходит внутри полой надставки 17 через окна 30 и 29, откуда поднимается вверх, охлаждая топливные кассеты 23, Затем поток выходит из корпуса

1 через патрубок 3.

Направление движения воды в активной зоне может быть обеспечено выбегом циркуляционных насосов (в случае их обесточивания) или организацией естественной циркуляции.

Использование предложенной конструкции исключает взаимодействие "холодной" воды с материалом корпуса реактора, что исключает возможность ее разрушения.

"Холодная" вода иэ аварийной емкости поступает внутрь чехлов из хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали, для которых понятие "критическая температура хрупкости" в рабочем диапазоне температур отсутствуют.

Кроме того, чехлы приводов имеют значительно меньшую толщину стенки, чем корпус реактора, Поэтому в них меньше и температурные напряжения. "Холодная" вода не взаимодействует также с поверхностями патрубка 5 и крышки 4, так как проходит внутри канала, образованного исполни1187612 тельным органом. штангой и регулирующим органом, а между исполнительным органом и патрубком имеется зазор, заполненный

"горячей" водой.

1187612

Составитель

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Пекарь

Редактор Л.Письман

Заказ 2376 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101