Тепловая изоляция реактора

Изобретение относится к ядерным паропроизводящим установкам с преимущественным использованием в качестве теплоносителя первого контура жидкометаллического теплоносителя. Внутрикорпусная тепловая изоляция содержит пластины из нержавеющей стали. Между обеими тонколистовыми пластинами помещена нержавеющая сетка. Пластины из нержавеющей стали обварены по всему периметру сварным швом, образуя герметичную конструкцию, заполненную воздухом. Изобретение позволяет существенно снизить температурные перепады и напряжения в элементах и узлах реактора. 3 ил.

 

Изобретение относится к ядерным паропроизводящим установкам (ЯППУ) с преимущественным использованием в качестве теплоносителя первого контура жидкометаллического теплоносителя (ЖМТ).

Уровень техники.

Известна конструкция внутрикорпусной тепловой защиты (изоляции), состоящей из цилиндрических стальных обечаек, расположенных вокруг активной зоны перед корпусом реактора. Тепловая изоляция применяется для уменьшения температуры стенки и перепада на ней для элементов внутрикорпусных конструкций. Особенно это важно для высокотемпературных реакторов, в которых перепад температур теплоносителя первого контура может достигать нескольких сотен градусов Цельсия. Это приводит к значительным температурным напряжениям, превышающим предел текучести, которые могут привести к малоцикловой усталости конструкционных элементов. Крайне актуально применение изоляции для выходных (горячих) патрубков, стенка которых подвержена воздействию тепловых ударов в связи с изменением режимов работы. Расчетные квазиупругие напряжения могут превышать при этом значения предела прочности материала. Поэтому стараются защитить стенку выходного патрубка от воздействия горячего теплоносителя, устанавливая внутри патрубка стальные кожухи, которые уменьшают перепад температур на несущей стенке патрубка.

Таким образом, за счет установки стального кожуха и наличия застойного теплоносителя в зазоре между стенками удается смягчить тепловой удар в переходных и аварийных режимах и уменьшить перепад температур в установившемся режиме, а также и напряжений, примерно в два раза. (МАЭ России, ОКБ «Гидропресс», 2001 г., стр.26, рис.21.)

Недостатком тепловой изоляции, выполненной из стальных кожухов, вставленных в выходные (горячие) патрубки, является малая эффективность из-за достаточно высокой теплопроводности. Кроме того, создание многослойной стенки весьма затруднительно и неконструктивно, и приводит к увеличению габаритов узла.

Данная конструкция тепловой изоляции в моноблочной ЯППУ является наиболее близким техническим решением из известных и принята за прототип.

Раскрытие изобретения.

Целью изобретения является повышение надежности работы реактора.

Задачей изобретения является создание малогабаритной эффективной внутрикорпусной изоляции, имеющей значительное термическое сопротивление.

Техническим результатом изобретения является существенное снижение температурных перепадов и напряжений в элементах и узлах реактора.

Это достигается тем, что предлагаемая конструкция изоляции, способна работать внутри корпуса реактора в условиях омывания жидкометаллическим теплоносителем. Конструкция состоит из проволочной нержавеющей сетки, облицованной тонколистовой сталью типа 08Х18Н10Т с обеих сторон и обваренной по всему периметру плотным сварным швом. Учитывая низкую теплопроводность воздуха, заключенного внутри изоляционного блока, даже при сравнительно тонкой его прослойке, например 2 мм при толщине проволоки в сетке 1 мм, обеспечивается термическое сопротивление изоляционного блока в десятки раз больше, чем для стальной стенки такой же толщины. Эффективная работа предложенной конструкции внутрикорпусной изоляции обеспечивается при ее установке в местах реактора, где есть перепад температур, например внутри выходных патрубков, на корпусе или крышке реактора.

Краткое описание чертежей.

Сущность изобретения «Тепловая изоляция реактора» поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

Фиг.1 - вид спереди;

Фиг.2 - вид сверху;

Фиг.3 - узел А.

Изоляционный блок состоит из нержавеющей сетки 1, с обеих сторон облицованной пластинами 2 из тонколистовой стали типа 08Х18Н10Т, обваренными по всему периметру плотным сварным швом 3.

Осуществление изобретения.

Предложенная конструкция внутрикорпусной изоляции имеет плоскую или кольцевую форму и технологически весьма просто может быть реализована. Упомянутую конструкцию устанавливают в реакторе для уменьшения перепада температур на плоских стенках, например, на верхней плоской крышке или защиты от теплового удара в выходных патрубках. В первом случае она крепится в виде отдельных блоков по всей внутренней поверхности крышки реактора, во втором случае установлена в выходном патрубке между несущей стенкой и кожухом. Необходимо обеспечить герметичность изоляционного блока и плотность сварного шва. С этой целью предварительно блок спрессовывают наружным давлением, равным давлению гидроиспытаний корпуса реактора, в котором предполагается использование данной конструкции. Затем после проверки на прочность производят проверку герметичности изоляционного блока (плотности сварного шва). Особенностью данной конструкции является ее способность выдерживать значительные нагружения наружным давлением. Это обусловлено тем, что сетка, размещенная внутри секции, играет роль «постели» для облицовочных пластин. Поэтому предложенная конструкция изоляции сохраняет свою работоспособность при опрессовке первого контура давлением второго контура при течи трубчатки парогенератора.

Внутрикорпусная тепловая изоляция, содержащая пластины из нержавеющей стали, отличающаяся тем, что между обеими тонколистовыми пластинами помещена нержавеющая сетка, а упомянутые пластины обварены по всему периметру сварным швом, образуя герметичную конструкцию, заполненную воздухом.