Барабан-сепаратор ядерного реактора
Владельцы патента RU 2302045:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГОТЕХНИКИ ИМЕНИ Н.А. ДОЛЛЕЖАЛЯ" (RU)
Изобретение относится к области ядерной энергетики и предназначено для использования в барабанах-сепараторах ядерных реакторов канального типа большой мощности (РБМК). Барабан-сепаратор ядерного реактора содержит корпус с патрубками подвода пароводяной смеси, погруженный дырчатый щит и распределительное устройство. Дырчатый щит установлен внутри корпуса. Распределительное устройство размещено под упомянутым щитом. Корпус снабжен внутренними ребрами. Каждое из ребер расположено по горизонтальной образующей корпуса. Горизонтальная образующая корпуса проходит через нижние точки срезов патрубков подвода пароводяной смеси. Распределительное устройство выполнено в виде желобов. Желоба образованы стенкой корпуса и внутренними ребрами. Изобретение направлено на устранение свободного растекания воды по стенке корпуса за счет организации ее направленного движения с помощью механического препятствия. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано в барабанах-сепараторах ядерных реакторов канального типа большой мощности (РБМК).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является барабан-сепаратор ядерного реактора, содержащий корпус с патрубками подвода пароводяной смеси, погруженный дырчатый щит, установленный внутри корпуса, и распределительное устройство, размещенное под упомянутым щитом (а.с. СССР №1263018, МПК F22В 37/22, опубл. 20.04.1995 г.).
Распределительное устройство выполнено в виде труб, подключенных входными участками к патрубкам подвода пароводяной смеси, которые расположены в нижней части корпуса, под дырчатым щитом. На входном участке каждой трубы выполнены отверстия, сообщенные с полостью корпуса.
Недостатком известного барабана-сепаратора является невозможность поступления воды аварийного охлаждения из полости барабана в каналы, у которых нарушена подача воды снизу через раздаточно-групповой коллектор, например, из-за отказа обратного клапана. Это объясняется тем, что вся поступающая через каналы в барабан-сепаратор вода беспрепятственно стекает по стенкам корпуса в опускные трубы и далее в разрыв контура.
Задачей настоящего изобретения является создание барабана-сепаратора ядерного реактора, обеспечивающего подачу воды аварийного охлаждения во все каналы, в том числе в каналы, у которых нарушено поступление воды снизу через раздаточные групповые коллекторы.
Техническим результатом настоящего изобретения является устранение свободного растекания воды по стенке корпуса за счет организации ее направленного движения с помощью механического препятствия, что позволяет использовать воду, поступающую из каналов, соединенных с нормально работающими раздаточными групповыми коллекторами, для охлаждения каналов с нарушенной подачей воды снизу через раздаточные групповые коллекторы.
Указанный технический результат достигается тем, что известный барабан-сепаратор ядерного реактора, содержащий корпус с патрубками подвода пароводяной смеси, погруженный дырчатый щит, установленный внутри корпуса, и распределительное устройство, размещенное под упомянутым щитом, снабжен внутренними ребрами, каждое из которых расположено по горизонтальной образующей корпуса, проходящей через нижние точки срезов патрубков подвода пароводяной смеси, при этом распределительное устройство выполнено в виде желобов, образованных стенкой корпуса и внутренними ребрами.
Кроме этого ребра выполнены плоскими или с дугообразным профилем, а высота ребра составляет величину в диапазоне от 1 до 2 диаметров отверстия патрубка подачи пароводяной смеси.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен барабан-сепаратор ядерного реактора (поперечный разрез), а на фиг.2 показан вид I по стрелке В (продольный разрез).
Барабан-сепаратор ядерного реактора содержит корпус 1 с патрубками 2 для подвода пароводяной смеси, расположенными в нижней части корпуса 1, погруженный дырчатый щит 3, установленный внутри корпуса 1, и распределительное устройство, размещенное под дырчатым щитом 3 и выполненное в виде желобов, образованных стенкой корпуса 1 и внутренними ребрами 4. Каждое ребро 4 расположено по горизонтальной образующей корпуса 1, проходящей через нижние точки срезов патрубков 2. Ребра 4 могут быть выполнены плоскими или с дугообразным профилем. Высота ребра 4 (длина ребра 4 вдоль оси патрубка 2) составляет величину от 1 до 2 диаметров отверстия патрубка 2. Внутри корпуса 1 под погруженным дырчатым щитом 3 размещены отбойные щиты 5. В нижней части корпуса 1 установлен коллектор 6 для подачи питательной воды. Корпус 1 снабжен патрубками 7 для отвода воды, расположенными в его нижней части, и патрубками 8 для отвода пара, размещенными в его верхней части. Полость 9 корпуса 1 патрубками 2 и 7 соединена с испарительными каналами ядерного реактора (на чертеже не показаны).
Барабан-сепаратор ядерного реактора работает следующим образом.
В нормальных условиях эксплуатации полость 9 заполнена смесью пара и воды, которая по патрубкам 2 из испарительных каналов ядерного реактора поступает в виде затопленных струй со средними скоростями от 4 до 13 м/с перпендикулярно горизонтальной оси желоба. Поскольку стенка (ребро 4) желоба только касается нижней образующей затопленной струи и имеет малые размеры вдоль направления движения струи, то она как препятствие способна вызвать лишь несущественное отклонение струи от направления ее движения, т.е. в нормальных условиях эксплуатации наличие желоба не ухудшает характеристики барабана-сепаратора и контура циркуляции ядерного реактора. Пароводяная смесь попадает под дырчатый щит 3, где большая часть воды поступает в водяной объем полости 9 корпуса 1, а остальная ее часть через дырчатый щит 3 попадает с паром в паровой объем полости 9 корпуса 1, где происходит гравитационное отделение воды от пара. Пар выходит из полости 9 корпуса 1 через патрубки 8, а отсепарированная вода поступает в патрубки 7, в которые подается питательная вода через коллектор 6. Смесь отсепарированной и питательной воды направляется в испарительные каналы ядерного реактора.
При авариях с потерей теплоносителя после включения подсистемы длительного расхолаживания САОР (система аварийного расхолаживания реактора) полость 9 корпуса 1, куда подводится пароводяная смесь из каналов реактора, заполнена паром. Струи пароводяной смеси, поступающей в полость 9, имеют скорость от 0,07 до 1 м/с. В этих условиях вертикальная составляющая скорости снижается гравитационными силами до нуля в пределах желоба, что приводит к растеканию поступающей воды вдоль желоба. Глубина желоба (высота ребра) обеспечивает движение воды вдоль желоба с расходом около 1 л/с с одновременным сливом избытка через верхнюю кромку ребра 4. Движение воды вдоль желоба обеспечивает ее подачу сверху в те каналы, где нарушена ее подача снизу из раздаточных групповых коллекторов. Таким образом, распределительное устройство, выполненное в виде желобов, обеспечивает восстановление подачи воды и отвода остаточного тепла при нарушениях в подаче воды через нижнюю часть каналов.
1. Барабан-сепаратор ядерного реактора, содержащий корпус с патрубками подвода пароводяной смеси, погруженный дырчатый щит, установленный внутри корпуса, и распределительное устройство, размещенное под упомянутым щитом, отличающийся тем, что корпус снабжен внутренними ребрами, каждое из которых расположено по горизонтальной образующей корпуса, проходящей через нижние точки срезов патрубков подвода пароводяной смеси, при этом распределительное устройство выполнено в виде желобов, образованных стенкой корпуса и внутренними ребрами.
2. Барабан-сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ребра выполнены плоскими.
3. Барабан-сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ребра выполнены с дугообразным профилем.
4. Барабан-сепаратор по п.1, отличающийся тем, что высота ребра составляет величину в диапазоне от 1 до 2 диаметров отверстия патрубка подачи пароводяной смеси.
