Атомная станция

 

Сущность изобретения:-предложена атомная станция, состоящая из водо-водяного ядерного реактора с естественной циркуляцией теплоносителя, теплообменников первого-второго контура, выполненных в виде термоэлектрических генераторов, реактор и термоэлектрические генераторы заключены в защитный корпус, заполненный теплоносителем второго промежуточного контура, и третьего контура теплоснабжения , причем параллельно контуру теплоснабжения на холодной нитке промежуточного контура подключен контур отвода избыточного тепла, включающий теплообменник отвода избыточного тепла и воздушный теплообменник, соединенный по второй стороне с атмосферой. При этом теплоносителем контура отвода избыточного тепла является теплоноситель с температурой насыщения равной температуре возвратной воды второго контура на номинальном режиме. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (5()5 G 21 О 7/04, G 21 С l5/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ollисАние и3oápETEния I- !:.":-;,,-:::::."::::::,:ä

К ПАТЕНТУ

Кроме этого, предложено использовать а качестве теплоносителя контура отвода избыточного тепла кипящий теплоноситель с температурой насыщения равной темпе(21) 4893380/25 (22) 20.12.90 (46) 23.03.93. Бюл. N 11 (75) С,П.Ананьев, О,Г..Беляев, Е;П.Каплар и

В.А, Елизаров (73) Научно-техническое товарищество

"ЭГО" (5б) Атомная техника за рубежом, N5,,1989, с.24 — 25.

Что такое АСТ вЂ” атомные станции теплоснабжения. Под ред. О,Б,Самойлова — М.:

Энергоатомиздат, 1989, с.7 — 9, 43, 50, (54) АТОМНАЯ СТАНЦИЯ (57) Сущность изобретения: -предложена атомная станция, состоящая из водо-водяного ядерного реактора с естественной цир, куляцией теплоносителя, теплообменников

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано для снабжения теплом и электроэнергией небольших населенных пунктов, Цель изобретения — повышение безопасности и обеспечение длительной работы без обслуживания при постоянстве. электрической мощности независимо от колебаний нагрузки в системе теплоснабжения.

Для достижения указанной цели предложена атомная станция, содержащая первый контур, заключенный в защитный корпус и состоящий из водо-водяного ядерного реактора с естественной циркуляцией теплоносителя и теплообменников первого — второго контура, второй промежуточный первого-второго контура, выполненных в виде термоэлектрических генераторов, реактор и термоэлектрические генераторы заключены в защитный корпус, заполненный теплоносителем второго промежуточного контура, и третьего контура теплоснабжения, причем параллельно контуру теплоснабжения на холодной нитке промежуточного контура подключен контур отвода избыточного тепла, включающий теплообменник отвода избыточного тепла и воздушный теплообменник, соединенный по второй стороне с атмосферой. При этом теплоносителем контура отвода избыточного тепла является теплоноситель с температурой насыщения равной температуре возвратной воды второго контура на номийальном режиме, 1 з.п. ф-лы. 1 ил. эЪ контур и третий контур теплоснабжения, ОО причем защитный корпус заполнен теплоносителем второго контура, теплообменни- @ь ки первого — второго контура выполнены в О виде термоэлектрических генераторов, а па- (Л раллельно контуру теплоснабжения под- (,д) ключен контур отвода избыточного тепла, включающий теплообменник отвода избыточного тепла, расположенный на холодной нитке промежуточного контура и воздушный теплообменник, соединенный по второй стороне с атмосферой.

1804653 ратуре возвратной воды второго контура на обменник 10 расположен вне герметичного номинальном режиме. бокса 7 и охлаждается, например, атмосКонтур отвода избыточного тепла по- ферным воздухом. Стержни регулирования зволит снимать избыточную тепловую на- 8 расположены в верхней части корпуса регрузку при колебаниях (суточных, сезонных) 5 актора и предназначены для пуска и останонагрузки у потребителя, что обеспечивает ва реактора. однорежимную работу ядерного реактора, Устройство работает следующим обракроме того обеспечивает отвода тепла от зом.Теплоотактивнойзоны1естественной реактора в аварийных ситуациях, Т.o„ вве- циркуляцией водяного теплоносителя пердение этого контура позволит обеспечить "0 ваго контура с температурой 320 С передапостоянство тепловой мощности реактора ется к горячим спаям ТЭГ 4. Охлажденный и, следовательно, электрической мощности на 15-20 Степлоноситель возвращается на станции. В качестве теплоносителя этого, вход в активную зону 1. Генерация электриконтура можно использовать различные ческой энергии происходитвследствиеразспиртыиливодуприпониженномдавлении. "5 ности температур, поддерживаемой между

В этом случае при уменьшении мощности теплоносителями первого и второго контупотребляемой в системе теплоснабжения ра. Схема циркуляции теплоносителя в ТЭГах (третьем контуре) повысится температура организована по типу трубки Фильда, горявозвратной воды второго контура, что при- чийтеплоносительтечетвнутри, а холодный ведет к возникновению кипения теплоноси- 20 возвращается по внешней полости, Для уптеля контура отвода избыточного тепла и рощения чертежа внутрикорпусные устройпереносутепласпаромввоздушныйтепло- ства на фигуре не показаны. Схема обменник. При этом, чем меньше мощность циркуляции теплоносителя первого контура отводится в третьем контуре, тем интенсив- аналогична общепринятой схеме "труба в нее кипение, выше паросодержаниеи пере- 25 трубе". Непреобразованная в электриченос тепла теплоносителем контура отвода скую энергию часть тепла отводится от хоизбыточного тепла. Это позволит реализо- лодных спаев ТЭГ 4 водяным вать режим саморегулирования в этом кон- теплоносителем второго контура стемпературе, также как и во всей станции, турой 90-95 С и эа счет естественной цирНа чертеже показана принципиальная З0 куляции поступает в теплообменник схема станции, где 1 — активная зона, 2 — системы теплоснабжения 6. Охлажденный прочный корпус,З вЂ” страховочный корпус,4 на 5-10 С теплоноситель возвращается к — термоэмиссионный генератор (ТЭГ), 5 — холодным спаям ТЭГ 4, Подача тепла потреэащитный корпус, 6 — теплообменник систе- бителям от теплообменника системы тепломы теплоснабжения, 7 — герметичный бокс, 35 .снабжения 6 осуществляется теплоноси8 — стержни регулирования,9-теплообйен- телем третьего контура с давлением 3-4 ник отвода избыточного тепла, 10 — воздуш- кг/см с температурой на линии теплоснабный теплообменник. жения 85 С и на возвратной 55 С, Контур

Первый контур, т.е, активная зона 1, отвода избыточного тепла, также, с естесттеплоноситель вода, заключены в прочный 40 венной циркуляцией, включаеттеплообменкорпус 2, рассчитанный на рабочее давле- ник отвода избыточного тепла 9, ние 200 кг/см, прочный корпус в свою оче- установленный на холодной нитке второго редь за исключением теплопередающих контура за теплообменником 6, и воздушповерхностей ТЭГ, окружен страховочным . ный теплообменник 10, Изменение доли корпусом 3, рассчитанным для случая раз- 45 тепла, передаваемой этим контуром, осущегерметизации прочного корпуса на давле- ствляется регулированием расхода теплоние 50 кг/см . Полость между корпусами 2 носителя через теплообменники 9 и 10, или и 3 заполнена газом(азотом) сдавлением1 (и) расхода воздуха через теплообменник кг/см и служит в качестве тепловой изоля- 10, например, изменением положения зации реактора..Весь первый контур с ТЭГ 4 50 слонки в воздушном тракте теплообменнираэмещен в защитном корпусе 5, заполнен- ка 10. Более целесообразным является ном водой промежуточного второго контура использование в этом контуре кипящего с давлением 2 кг/см, и выдерживающего теплоносителя с температурой насыщения давление 15 кг/см на случай разгерметиза- равной температуре возвратной воды втоции корпусов 2 и 3, За теплообменником 55 рого контура на номинальном режиме. В системы теплоснабжения 6 установлен теп- качестве конкретного теплоносителя для лообменник отвода избыточного тепла, ко- контура отвода избыточного тепла рассматторый вместе с воздушным теплообмен- ривался спирт, например, этиловый с темпеником 10 составляет автономный контур от- ратурой кипения 78 С. Теплоносителем вода избыточноготепла. Воздушныйтепло- может быть и вода, при этом давление в

1804653 контуре должно быть ниже атмосферного. В этом случае при уменьшении мощности потребляемой системой теплоснабжения (третьим контуром) повысится температура возвратной воды второго контура, что при- 5 ведет к возникновению кипения теплоносителя в контуре отвода избыточного тепла и переносу тепла с паром в теплообменник

10. При этом, чем меньше мощность отводится в третьем контуре, тем интенсивнее 10 кипение, выше паросодержание и перенос тепла теплоносителем в этом контуре. Это решение позволит реализовать режим саморегулирования в этом контуре.

Все параметры станции рассчитывают- 15 ся, исходя иэ следующих требований; температура воды у потребителя 85- С, 6 электрическая мощность — 100 кВт, тепловая мощность — 3 мВт, Таким образом, контур работает посто- 20 янно и позволяет обеспечить потребителя

100ь электрической мощности, в том числе и в летнее время, когда потребление тепла практически отсутствует, а электроэнергия необходима. Что касается аварийных ситу- 25 аций в третьем контуре,, то такая схема позволит отводить тепло и в этой ситуации.

Введение контура отвода избыточного тепла совместно со схемой организации первого и второго контуров позволит создать 30 саморегулируемую станцию с высокой степенью безопасности, т,е. поддерживается однорежимный режим работы ядерного реактора при неизбежных изменениях {суточных, сезонных) нагрузки в системе 35 теплоснабжения, а также для отвода тепла от реактора в аварийных ситуациях и обеспечения независимой выработки электроэнергии при отключении или выходе из строя разветвленного третьего контура. В сочетании с отсутствием-подвижных частей этим решением практически достигается необслуживаемость атомной станции.

Формула изобретения

1. Атомная станция, включающая первый контур, состоящий из водоводяного ядерного реактора с естественной циркуляцией теплоносителя и теплообменников, второго промежуточного контура и контура теплоснабжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности и обеспечения длительной работы без обслуживания при постоянстве электрической мощности независимо от колебаний нагрузки в системе теплоснабжения, первый контур заключен в защитный корпус, заполненный теплоносителем второго контура, теплообменники первого-.второго контуров выполнены в виде термоэлектрических генераторов и расположены внутри защитного корпуса, а параллельно контуру теплоснабжения подключен контур отвода избыточйого тепла, включающий теплообменник отвода избыточного тепла, расположенный на холодной нитке промежуточного контура, и воздушный теплообменник, соединенный по второй стороне с атмосферой., 2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что теплоносителем контура отвода избыточного тепла является кипящий теплоноситель с температурой насыщения, равной температуре возвратной воды второго контура на номинальном режиме.

1804653

Составитель С,Ананьев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор О.Стенина

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

Заказ 1079 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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