Устройство для управления ядерным реактором

 

т Яоь оо,оэнаЯ

С А и И Е ()60203I

ОП И

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.12.75 (21) 2195524/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл." б 21 С 7/08

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (53) УДК 621.039.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 19.03.79 (72) Авторы изо бр етен ия

И. Я. Емельянов, Е. В. Филипчук и П. Т. Потапенко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫМ РЕАКТОРОМ

Изобретение относится к области управления ядерными реакторами.

Известно устройство для жидкостного управления реактором, содержащее канал, стержень и плавучий вытеснитель в нижней части канала с упорами для ограничения хода вытеснителя вверх.

Область применения этого устройства ограничена, так как оно может быть использовано только при пленочном режиме течения жидкости в канале. Кроме того, положение вытеснителя при управлении не может плавно регулироваться, что снижает эффективность выравнивания.

Известно также устройство для управления ядерным реактором, содержащее канал с поглощающей нейтроны жидкостью, верхний вытеснитель, прикрепленный к стержню аварийной защиты, и нижний плавучий вытеснитель.

Недостаток устройства — сложность, приводящая к ненадежности, из-за трудностей установки, обслуживания и ненадежности электромагнита под активной зоной.

Кроме того, эффективность выравнивания распределения мощности устройством недостаточна, так как для оптимального выравнивания мощности необходимо плавно изменять положение нижнего вытеснителя.

В нем возможно лишь ограниченное число фиксированных положений вытеснителя, определяемое количеством поясов.

Цель изобретения — повышение эффективности выравнивания мощности.

Эта цель достигается тем, что канал выполнен пз двух участков с различными проходными сечениями, причем нижний участок имеет большее сечение и длина его не менее длины плавучего вытеснителя.

Внешний диаметр вытеснителей на 2 — 10о меньше внутреннего диаметра канала в узкой части. Это позволяет упростить устройство, так как исключает электромагниты и пояса, при этом функции последних не

15 только сохраняются, но и расширяются, обеспечивается возможность плавного изменения положения нижнего вытеснителя, за счет чего повышается эффективность выравнивания мощности.

2О На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий внд; на фпг. 2 — качественные зависимости (графики) положения Z верхнего торца вытеснителя и вносимой реактивности р как функции расхода Q жидкости через канал.

Устройство (фиг. 1) содержит вертикальный канал 1 с поглощающей нейтроны жидкостью 2, стержень 8 аварийной защиты, прикрепленный снизу вытеснитель 1

З0 и второй плавучий вытеснитель 5, кото602031 рый может быть, например, выполнен из пустотелых герметичных секций, не скрепленных между собой. Устройство снабжено вентилем для изменения расхода поглощающей жидкости, 5

Секции вытеснителя выполнены в виде наглухо заваренных с концов тонкостенных цилиндров с массивной верхней заглушкой, воспринимающей толчок стерж ня при его падении. Верхние концы их для извлечения и замены вытеснителей могут быть снабжены, например, грибовидными выступами-захватами.

Канал 1 выполнен расширенным в направлении движения жидкости (на фиг. 1 15 направление скорости V означено стрелкой). Отношение площадей проходных сечений канала в широкой и узкой частях составляет 1,02 — 1,2, внешние .диаметры секций вытеснителя на 2 — 10 /О меньше Ю внутреннего диаметра канала в узкой части. Переход от одного сечения канала к другому выполнен в нижней половине реактора.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для режима движения жидкости в канале сверху вниз. Здесь обозначены границы активной зоны нижней 00 и верхней

YY. Координаты: Z — положение верхнего торца плавучего вытеснителя; Zt — положение перехода от малого диаметра к большому; Z, — положение нижнего торца верхнего вытеснителя, координаты отсчитываются от нижней границы активной зоны 00. 35

Для увеличения надежности устройства вытеснитель выполнен секционным. В этом случае одна или несколько секций моГут быть заполнены частично замедляю- 4О щим веществом 6. Это увеличивает зазор между вытеснителем и каналом, что уменьшает вероятность затирания вытеснителя и увеличивает надежность. Кроме того, это обеспечивает дополнительную биологиче- 45 скую защиту подреакторного пространства.

Как видно из фиг. 2, область плавного регулирования положения вытеснителя лежит в пределах от Z .

Устройство работает следующим образом.

В режиме аварийной защиты стержень сбрасывается в активную зону, вытеснитель проталкивается под активную зону.

В номинальном режиме (на мощности) выравнивание .достигается за счет центрального расположения поглощающего гидростолба. При этом управление реактором и распределением мощности осуществляется следующими операциями: — изменением расхода воды и положения плавучего вытеснителя. При малых расходах до 3 мЧч (фиг. 2) нижний вытеснитель соприкасается с верхним — высвобождается максимальная реактивность.

При расходах больше 8 мЧч нижний вытеснитель погружается предельно вниз вводится максимальная реактивность; — верхняя граница гидростолба перемещается при перемещении верхнего вытеснителя совместно со стержнем аварийной защиты сервоприводом последнего.

Таким образом, устройство позволяет перемещать как нижнюю, так и верхнюю границу поглощающего глдростолба, что повышает эффективность выравнивания мощности.

Формула изобретения

Устройство для управления ядерным реактором, содержащее канал с поглощающей нейтроны жидкостью, верхний вытес нитель, прикрепленный к стержню аварийной защиты, и нижний плавучий вытеснитель, отлича ющееся тем, что, с целью повышения эффективности выравнивания мощности, канал выполнен из двух участков с различными проходными сечениями, причем нижний участок имеет большее сечение и длина его не менее длины плавучего вытеснителя, 602О31 9 6 о

vuc

Z7

Фиг2

Фиг. 1

Составитель Н. Яковлева

Корректор С. Файн

Техред А. 1(амышннкова

Редактор Е. Месропова

Тип. Харьк. фил. пред. Патент

Заказ 1135/22 Изд. №354 Тираж 517 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5