Судовая ядерная паропроизводящая установка

 

Назначение: относится к области атомной энергетики, касается устройств судовых ядерных паропроизводящих установок (СЯППУ) с водо-водяными реакторами (ВВРД) и решает задачу повышения безопасности таких установок. Сущность изобретения: в СЯППУ, содержащей ВВРД и подключенный к нему компенсатор давления (КД), сообщенный с системой газа высокого давления, в трубопровод между реактором и КД введено газозапорное устройство, выполненное в виде вертикального цилиндра с размещенным внутри него запорным органом поплавкового типа, причем полость указанного цилиндра сообщена с трубопроводом к КД через два отверстия, одно из которых выполнено в верхней точке цилиндра, а второе - на уровне половины его высоты, а с реактором эта полость сообщена через отверстие, образованное в нижней точке цилиндра и оборудованное седлом под поплавковый запорный орган. 2 ил.

Изобретение относится к области атомной энергетики, а более конкретно к устройству судовых ядерных паропроизводящих установок (СЯППУ), с водо-водяными реакторами (ВВРД).

Известна СЯППУ, содержащая ВВРД и подключенный к нему трубопроводом компенсатор давления (КД), сообщенный с системой газа высокого давления (ГВД) (см. Пояснительную записку ЦПКУ. 501213.006 ПЗ.ОКБМ. Инв. N 49713Т.1992 - прототип).

Недостатком данной СЯППУ является ограниченная безопасность ее эксплуатации из-за возможности заброса газа из КД в реактор при отсутствии контроля за уровнем теплоносителя в КД, а также в случае аварии разгерметизации 1 контура установки.

Поступающий в реактор газ будет либо увлекаться циркулирующим потоком теплоносителя в активную зону, либо (при забросе в большом количестве) скапливаться под крышкой реактора.

В случае естественной циркуляции теплоносителя 1 контура из-за перекрытия газовым пузырем перепускных окон к парогенератору (ПГ) нарушится циркуляция в контуре. В результате ухудшится теплосъем из активной зоны, что в свою очередь приведет к разуплотнению ее тепловыделяющих элементов.

Особенно ускоренно отмеченная последовательность развития событий будет иметь место при аварии разгерметизации 1 контура реактора с одновременным обесточиванием установки. В данном случае, из-за потери теплоносителя и падения давления в контуре, начнется непрерывное поступление газа в реактор. По мере снижения уровня теплоносителя в нем будет "оголяться", а затем и плавиться активная зона. Сопутствующее этому процессу прекращение циркуляции теплоносителя 1 контура, а следовательно, отсутствие теплосъема в ПГ ускорят разрушение зоны.

Так, в известной установке (см. отчет "Анализ возможности использования РПН и (или) подпиточных насосов для проливки активной зоны в авариях с разгерметизацией 1 контура" ОКБМ. Инв. N 775193, 1992) в подобной ситуации зона начинает "оголяться" через три часа вместо десяти, обеспечиваемых при предотвращении поступления газа в реактор.

Задачей заявляемого изобретения является повышение безопасности СЯППУ путем исключения заброса газа из КД в реактор.

Технический результат достигается тем, что в известной СЯППУ, содержащей водоводяной реактор и подключенный к нему трубопровод КД, сообщенный с системой ГВД, в трубопровод между реактором и КД, введено газозапорное устройство (ГЗУ), выполненное в виде вертикального полого цилиндра с размещенным внутри него запорным органом поплавкового типа, причем полость указанного цилиндра сообщена с трубопроводом к КД через два отверстия, одно из которых выполнено в верхней точке цилиндра, а второе на уровне половины его высоты, а с реактором эта полость сообщена через отверстие, образованное в нижней точке цилиндра и оборудованное седлом под поплавковый запорный орган.

Выполнение ГЗУ в виде вертикального полого цилиндра, в котором образованы отверстия в его верхней и нижней точках, а также на уровне половины высоты цилиндра позволяет с помощью поплавкового запорного органа исключить заброс газа из КД в реактор.

Благодаря отверстию в верхней точке цилиндра, соединенному с трубопроводом к КД, обеспечивается вентиляция ГЗУ при его заполнении водой и всплытии поплавкового запорного органа в его верхнее положение.

Расположение также сообщенного с КД отверстия на уровне половины высоты цилиндра ГЗУ гарантированно исключает запирание поступления среды в ГЗУ из КД при любом крайнем положении поплавкового запорного органа.

Расположение же оборудованного седлом под поплавковый запорный орган и сообщенного трубопроводом с реактором отверстия в нижней части внутренней полости цилиндра ГЗУ позволит надежно предотвратить поступление газа в реактор при посадке поплавкового запорного органа на седло в случае аварийного осушения КД и поступления газа из него в ГЗУ.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 дана общая схема подключения ГЗУ, а на фиг. 2 продольный разрез ГЗУ.

Предлагаемая СЯППУ (фиг. 1) содержит ВВРД 1, компенсатор давления 2, сообщенный с системой ГВД трубопроводом 3. На трубопроводе 4 между реактором 1 и КД 2 установлено ГЗУ 5, выполненное в виде полого цилиндра 6 (фиг. 2), в верхней точке которого образовано отверстие 7, соединенное трубопроводом 8 с участком трубопровода 4 от ГЗУ к КД. В средней же части цилиндра 6 ГЗУ 5 на уровне половины высоты цилиндра выполнено отверстие 9, также соединенное трубопроводом 4 с КД 2. С реактором внутренняя полость цилиндра 6 сообщена через отверстие 10, расположенное в нижней точке цилиндра и оборудованное седлом 11 под поплавковый запорный орган 12, размещенный внутри этого цилиндра. На фиг. 2 цифрой 1 показано верхнее положение поплавкового запорного органа, а цифрой 11 его нижнее положение.

Массообмен между реактором 1 и КД 2 происходит следующим образом.

При наличии уровня воды в КД 2 трубопроводы 4, 8 и ГЗУ 5 заполнены водой. Под действием подъемной силы поплавковый запорный орган 12, имеющий удельную массу, меньшую плотности воды, в которую он погружен, находится в верхнем крайнем положении 1 (фиг. 2). КД 2 сообщен через ГЗУ 5 с реактором 1. Такое состояние соответствует условиям нормальной эксплуатации СЯППУ.

В случае же аварийного осушения КД и поступления газа в трубопровод 4 и далее в ГЗУ 5 поплавковый запорный орган 12 под действием собственного веса опускается в нижнее положение 11 и за счет его посадки на седло 11 отверстия 10 перекрывает дальнейшее распространение газа в участке трубопровода 4 между ГЗУ и реактором и далее в реактор. При этом должна быть обеспечена плотная посадка запорного поплавкового органа 12 на его седло 11 в отверстии 10. Последующее заполнение ГЗУ 5 водой происходит из реактора 1 через участок трубопровода 4 между реактором и ГЗУ и далее в ГЗУ 5. При этом под давлением поступающей воды поплавковый запорный орган 12 всплывает, а газ вытесняется в участок трубопровода 4 между ГЗУ 5 и КД 2.

Благодаря исключению поступления газа из КД в реактор существенно повышается безопасность работы ЯППУ.

Формула изобретения

Судовая ядерная паропроизводящая установка, содержащая водоводяной реактор и подключенный к нему трубопроводом компенсатор давления, сообщенный с системой газа высокого давления, отличающаяся тем, что в трубопровод между реактором и компенсатором давления введено газозапорное устройство, выполненное в виде вертикального полого цилиндра с размещенным внутри него запорным органом поплавкового типа, причем полость цилиндра сообщена с трубопроводом к компенсатору давления через два отверстия, одно из которых выполнено в верхней точке цилиндра, а другое на уровне половины его высоты, а с реактором эта полость сообщена через отверстие, образованное в нижней точке цилиндра и оборудованное седлом под поплавковый запорный орган.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2