Устройство защиты реакторного пространства ядерного реактора от превышения давления при аварийном выбросе парогазовой среды

 

Сущность изобретения: устройство защиты реакторного пространства ядерного реактора от превышения давления при аварийном выбросе парогазовой среды содержит конденсатор и газгольдер, соединенные посредством коллектора. Газгольдер при помощи трубопровода соединен с установкой очистки гелия, соединенной с вентиляционной трубой. Перед конденсатором установлено первое предохранительное средство, управляемое датчиком давления, установленным в реакторном пространстве. Устройство дополнительно снабжено камерой выдержки, соединенной с установкой подавления радиационной активности, сообщающейся с вентиляционной трубой. На входе в камеру выдержки установлено второе предохранительное средство, также управляемое датчиком давления, второе предохранительное средство срабатывает при достижении давления в реакторном пространстве выше, чем давление срабатывания первого предохранительного средства, но ниже, чем предельно допустимое давление в реакторном пространстве. Использование данного технического решения снижает вероятность выброса радиоактивных газов в атмосферу, увеличивает эффективность очистки радиоактивных газов и повышает экологическую безопасность АЭС. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано при проектировании и эксплуатации энергетических канальных ядерных реакторов.

Современным средством защиты реакторного пространства (РП) канального ядерного реактора от превышения давления при авариях, вызванных разрывом топливного или специального канала, является устройство, описанное в книге [1] .

Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является устройство защиты РП ядерного реактора от превышения давления, описанное на стр. 85 и 94 вышеуказанного источника [1]. Устройство защиты РП ядерного реактора от превышения давления предусматривает отвод парогазовой смеси (ПГС) из РП в газгольдер (принципиальная схема устройства обозначена на чертеже одинарными линиями). Устройство состоит из конденсатора, гидрозатвора и газгольдера, связанных коллектором. Конденсатор посредством трубопровода, содержащего предохранительное средство, связан с РП, где установлен датчик давления. Газгольдер посредством трубопроводов соединен с установкой очистки гелия (УОГ).

Работает устройство следующим образом. При возникновении аварийной ситуации, вызванной, например, разрывом одного топливного канала, в РП ядерного реактора поднимается давление ПГС, которое регистрируется датчиком давления, установленным в РС.

При достижении в РП давления P1 останавливается ядерный реактор и открывается предохранительное средство. ПГС из РП по трубопроводам поступает в конденсатор, где происходит конденсация пара. Неконденсируемые газы по коллектору поступают в газгольдер.

При возникновении запроектной аварии, связанной с разрывом двух или более топливных каналов, давление газов в коллекторе возрастает до величины P2. При этом срабатывает гидрозатвор и часть неочищенных радиоактивных газов через вентиляционную трубу выбрасывается в атмосферу.

Недостатком устройства защиты РП от превышения давления по ближайшему аналогу является недостаточный уровень радиационной и экологической безопасности, не исключающий выброс радиоактивных газов в атмосферу.

Задачей, решаемой данным изобретением, является создание устройства защиты РП ядерного реактора от превышения давления при аварийном выбросе ПГС, исключающего выброс радиоактивных газов в атмосферу.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что устройство защиты РП ядерного реактора от превышения давления при аварийном выбросе ПГС, содержащее конденсатор, газгольдер и гидрозатвор, соединенные посредством коллектора, вентиляционную трубу, предохранительное средство, дополнительно снабжено камерой выдержки, соединенной с установкой подавления радиационной активности (УПАК), сообщающейся с вентиляционной трубой, вторым предохранительным средством, связанным с датчиком давления, установленным на входе в камеру выдержки. Использование камеры выдержки и УПАК в устройстве защиты РП позволит обеспечить прием значительно больших объемов выбрасываемых из РП радиоактивных газов без увеличения давления в коллекторе, что предотвращает их выброс в атмосферу через гидрозатвор в случае разрыва двух или более топливных каналов. Кроме того, обеспечит увеличение эффективности очистки радиоактивных газов, что повысит экологическую безопасность АЭС.

Сущность заявленного технического решения поясняется принципиальной технологической схемой устройства защиты РП ядерного реактора от превышения давления при аварийном выбросе ПГС, изображенной на чертеже. Одинарными линиями показаны оборудование и трубопроводы, общие с наиболее близким аналогом. Двойными - оборудование и трубопроводы, дополнительно введенные в состав устройства.

Устройство состоит из датчика 1 давления, установленного непосредственно в РП 2, трубопроводов 3, первого предохранительного средства 4, конденсатора 5, соединенного посредством коллектора 6 с гидрозатвором 7, газгольдером 8, и камерой 9 выдержки. Между газгольдером 8 и камерой 9 выдержки на коллекторе 6 предусмотрено второе предохранительное средство 10, давление срабатывание которого определяется предельно допустимой величиной давления (P3) в РП 2. Газгольдер 8 соединен трубопроводами с УОГ 11, камера выдержки 9 - с УПАК 12. Гидрозатвор 7, УОГ 11 и УПАК 12 соединены индивидуальными трубопроводами с вентиляционной трубой 13.

При работающем ядерном реакторе в камере выдержки производится очистка газа газового контура ядерного реактора.

Работает устройство следующим образом.

При возникновении аварийной ситуации, вызванной, например, разрывом одного или нескольких топливных каналов, поднимается давление ПГС в РП 2, которое регистрируется датчиком 1 давления.

По сигналу с датчика 1 давления о повышении давления в РП2 до величены P1 срабатывает аварийная защита ядерного реактора и первое предохранительное средство 4, реактор останавливается, предохранительное средство открывается. Парогазовая смесь по трубопроводам 3 поступает в конденсатор 5, где происходит конденсация пара. Неконденсируемые радиоактивные газы поступают в коллектор, газгольдер 8 и создают давление в гидрозатворе 7. В газгольдере 8 газы выдерживаются и постепенно подаются на УОГ 11, где очищаются от радиоактивных элементов. Далее, очищенные газы через вентиляционную трубу 13 поступают в атмосферу. Если давление парогазовой смеси в РП продолжает возрастать и достигает значения P3, по сигналу от датчика 1 давления открывается второе предохранительное средство 10 и газы поступают в камеру 9 выдержки, объем которой значительно больше объема газгольдера 8. В камере 9 выдержки газы выдерживаются и подаются на УПАК 12 для очистки. Очищенные газы через вентиляционную трубу 13 поступают в атмосферу. Гидрозатвор 7 находится в резерве и вступает в действие лишь в случае повышения давления ПГС в РП выше предельнодопустимой величины P3.

Использование данного технического решения снижает вероятность выброса радиоактивных газов в атмосферу, увеличивает эффективность очистки радиоактивных газов, повышает экологическую безопасность АЭС.

Формула изобретения

Устройство защиты реакторного пространства ядерного реактора от превышения давления при аварийном выбросе парогазовой среды, содержащее конденсатор и газгольдер, соединенные посредством коллектора, при этом газгольдер соединен трубопроводом с установкой очистки гелия, соединенной трубопроводом с вентиляционной трубой, первое предохранительное средство, установленное перед конденсатором и управляемое датчиком давления, установленным в реакторном пространстве, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено камерой выдержки, соединенной с установкой подавления радиационной активности, сообщающейся в вентиляционной трубой, и вторым предохранительным средством, управляемым датчиком давления, причем второе предохранительное средство установлено на входе в камеру выдержки и срабатывает при достижении давления в реакторном пространстве выше, чем давление срабатывания первого предохранительного средства, но ниже, чем предельно допустимое давление в реакторном пространстве.

РИСУНКИ

Рисунок 1