Устройство ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора

 

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано для ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора в атомной энергетике. Внутри трубопровода контура размещен запирающий элемент аэродинамического торможения, выполненный в виде расположенной по периферии внутренней поверхности трубопровода кольцевой камеры с отверстиями на внутренней стенке и соединенной через обратный клапан с внешним источником запирающего агента в виде экологически чистого пара или газа под давлением не менее рабочего давления в контуре. При этом достигается снижение гидравлического сопротивления контура. 2 ил.

Изобретение относится к области атомной энергетики и может найти применение в устройствах ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора.

Известно устройство ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора, выполненное в виде трубы Вентури с прямолинейным цилиндрическим участком постоянного сечения в зоне сужения [1] . Труба Вентури при достижении в ней критической скорости выполняет роль аэродинамического элемента торможения. При этом эффект торможения усиливается, благодаря частичному вскипанию потока на прямолинейном участке.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора, содержащее установленное внутри трубопровода контура в непосредственной близости от корпуса реактора по меньшей мере один запирающий элемент аэродинамического торможения, выполненный в виде расположенной по периферии внутренней поверхности трубопровода кольцевой камеры с отверстиями на внутренней стенке для подачи в трубопровод тормозящего агента [2]. В этом известном решении кольцевая камера образована внешней поверхностью трубы Вентури, установленной в трубопроводе контура, и противолежащим участком внутренней поверхности трубопровода. Камера открыта со стороны набегающего потока теплоносителя и зарыта с противоположной стороны. Отверстия выполнены в горловине трубы Вентури, и при движении теплоносителя через нее часть теплоносителя попадает в камеру и в качестве тормозящего агента выходит через отверстия под действием скоростного напора и эжектирующего действия потока. Выходящие через отверстия струи создают сопротивление потоку и оказывают тормозящее воздействие. Такое решение, однако, как и решение [1], связано со значительными потерями из-за дросселирования теплоносителя в трубе Вентури. Кроме того, эффективность торможения недостаточно высока, поскольку в качестве тормозящего агента используется теплоноситель, незначительно отличающийся по своим динамическим характеристикам от теплоносителя в основном потоке.

Достигаемый результат изобретения - снижение гидравлического сопротивления контура и повышение эффективности ограничения аварийного расхода загрязненного радиоактивностью теплоносителя.

Для достижения данного результата в устройстве ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора, содержащем установленное внутри трубопровода контура в непосредственной близости от корпуса реактора по меньшей мере один запирающий элемент аэродинамического торможения, выполненный в виде расположенной по периферии внутренней поверхности трубопровода кольцевой камеры с отверстиями на внутренней стенке для подачи в трубопровод тормозящего агента, согласно изобретению запирающий элемент соединен через обратный клапан с внешним источником запирающего агента в виде экологически чистого пара или газа под давлением не менее рабочего давления в контуре.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вариант конструктивного выполнения элемента аэродинамического торможения (вид по А фиг. 1).

Устройство ограничения расхода теплоносителя согласно изобретению содержит установленный внутри трубопровода 1 контура (не показан) в непосредственной близости от корпуса 2 реактора запирающий элемент аэродинамического торможения в виде установленной по периферии трубопровода кольцевой камеры 3 с отверстиями 4 на внутренней стенке 5 (фиг. 2) для подачи в трубопровод 1 запирающего агента. Камера 3 соединена линией 6 через обратный клапан 7 с внешним источником 8 запирающего агента в виде экологически чистого пара или газа под давлением не менее рабочего давления в контуре. В качестве внешнего источника 8 может быть использован резервуар или технологический агрегат с требуемыми параметрами рабочей среды, например компенсатор давления.

Устройство работает следующим образом. В аварийной ситуации при повреждении трубопровода 1 давление в нем падает, вызывая срабатывание обратного клапана 7, и запирающий агент (экологически чистый пар или газ) из внешнего источника 8 поступает по линии 6 в кольцевую камеру 3. Мощные струи запирающего агента из отверстий 4 создают эффективный и экологически чистый аэродинамический заслон на пути выхода теплоносителя из примыкающего к корпусу 2 реактора участка поврежденного трубопровода. Эффективность запирания места повреждения трубопровода повышается за счет возможности повышения термодинамических параметров запирающего агента и резкого увеличения удельного объема смеси последнего с теплоносителем в зоне его аварийного истечения.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 306378, G 01 M 3/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР N 723948, G 21 C 9/00, 1978.

Формула изобретения

Устройство ограничения расхода теплоносителя при аварийной разгерметизации контура ядерного реактора, содержащее по меньшей мере один запирающий элемент аэродинамического торможения, выполненный в виде кольцевой камеры с отверстиями на внутренней стенке для подачи в трубопровод тормозящего агента, отличающееся тем, что кольцевая камера установлена в непосредственной близости от корпуса реактора, расположена по периферии внутренней поверхности трубопровода и соединена через обратный клапан с внешним источником запирающего агента в виде экологически чистого пара или газа под давлением не менее рабочего давления в контуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2