Пасивна система розхолоджування ядерного реактора

Пасивна система розхолоджування ядерного реактора, що містить ядерний реактор з активною зоною, парогенератор, головний циркуляційний насос, теплообмінник аварійного розхолоджування, яка відрізняється тим, що теплообмінник аварійного розхолоджування виконано двокамерним з спільною стінкою між камерою підводу пари з парогенератора та камерою скидання теплоти в атмосферне повітря у вигляді радіаторної башти, причому в першій камері встановлено випаровувальні ділянки теплових труб, а в другу камеру через виконане в СПІЛЬНІЙ СТІНЦІ ізолююче ущільнення введено конденсаційні ділянки теплових труб Винахід відноситься до галузі енергетики і може бути використаний при розробці пасивних систем розхолоджування ядерних реакторів через парогенератори, зокрема в умовах повного знеструмлення АЕС Відома система розхолоджування ядерного реактора (див книгу Методы оценки и обеспечения безопасности ЯЭУ / A M Бахметьев, О Б Самойлов, Г Б Усынин - М Энергоатомиздат, 1988, с 128, рис П 4) має у своему складі ядерний реактор з активною зоною, парогенератор, головний циркуляційний насос, запобіжні клапани, швидкодіючу редукційну установку, аварійний живильний насос, бак запасу води Недоліками цієї системи є 1) вона працює тільки на першому етапі розхолоджування з метою зниження температури і тиску в першому контурі шляхом одноразового випускання пари з парогенератора в атмосферу через швидкодіючу редукційну установку або запобіжні клапани у випадку відсутності енергоживлення, 2) відновлення втрат теплоносія другого контуру може відбуватися тільки за рахунок обмеженого запасу води в бакові запасу води на протязі невеликого проміжку часу Головним же недоліком цієї системи є те, що при її роботі відбуваються невідновлювані втрати теплоносія, і для збільшення часу и роботи шляхом використання води в бакові запасу води потрібне застосування активного засобу, а саме - роботи живильного насосу, що неможливо у випадку повного знеструмлення станції В якості найбільш близької по технічній суті вибрана пасивна система розхолоджування ядерного реактора (див статтю Волков С Н , Ефимов В К , Илюхин Ю Н , Мигров Ю А , Хабенский В Б Исследование процессов отвода остаточного тепла ВВЭР-640 в авариях с потерей теплоносителя первого контура - Теплоэнергетика, 1996, № 11, с 6-11), що містить ядерний реактор з активною зоною, парогенератор, головний циркуляційний насос, теплообмінник аварійного розхолоджування Головним недоліком цієї системи, що є більш досконалою від системи-аналога, є те, що тепловідведення від теплообмінника аварійного розхолоджування відбувається за рахунок випаровування обмеженого запасу води в бакові аварійного відводу теплоти, в який він занурений, наслідком чого є невеликий час роботи цієї системи Для поповнення ж води в бакові аварійного запасу води необхідним є застосування активних засобів, а саме аварійного живильного насосу Застосування цього насосу в умовах повного знеструмлення станції є неможливим Тобто час роботи цієї системи може бути продовжений тільки при наявності енергоживлення В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пасивної системи розхолоджування ядерного реактора, в якій нова конструкція теплообмінника аварійного розхолоджування дозволила б забезпечити пасивність протягом всього часу розхолоджування, ефективність та надійність 1 СО сч (О 62737 Поставлена задача вирішується тим, що в паденсатопроводом 12 сивній системі розхолоджування ядерного реактоПасивна система розхолоджування ядерного ра, що містить ядерний реактор з активною зоною, реактора працює наступним чином У випадку парогенератор, головний циркуляційний насос, аварійної зупинки реактора 1 залишкова теплота, теплообмінник аварійного розхолоджування, згідщо виділяється в активній зоні 2 нагріває теплононо з винаходом теплообмінник аварійного розхосій першого контуру При наявності електроживлоджування виконано двокамерним з спільною лення теплоносій першого контуру прокачується стінкою між камерою підводу пари з парогенераточерез активну зону головним циркуляційним насора та камерою скидання теплоти в атмосферне сом 4 Якщо ж аварійна зупинка ядерного реактора повітря у вигляді радіаторної башти, причому в 1 відбулася в умовах повного знеструмлення АЕС, першій камері встановлено випаровувальні ділянто рух теплоносія першого контуру відбувається за ки теплових труб, а в другу камеру через виконане рахунок вільної конвекції Пара, що утворюється в в СПІЛЬНІЙ СТІНЦІ ізолююче ущільнення введено парогенераторі 3, потрапляє по паропроводу 11 в конденсаційні ділянки теплових труб камеру 5, де нагріває випаровувальні ділянки 8 теплових труб, сама при цьому конденсуючись Виконання теплообмінника аварійного розхоТеплоносій в теплових трубах випаровується або лоджування двокамерним з спільною стінкою між кипить і переносить підведений від парогенератокамерою підводу пари з парогенератора та камера 3 тепловий потік через ізолююче ущільнення 10 рою скидання теплоти в атмосферне повітря у спільної стінки 7 в камеру 6 Тут теплоносій тепловигляді радіаторної башти, причому в першій кавих труб за рахунок охолодження зовнішньої помері встановлено випаровувальні ділянки тепловерхні теплових труб атмосферним повітрям, що вих труб, а в другу камеру через виконане в СПІЛЬрухається в радіаторній башті 6, конденсується і НІЙ СТІНЦІ ізолююче ущільнення введено повертається через ущільнення 10 в СПІЛЬНІЙ СТІНЦІ конденсаційні ділянки теплових труб, дозволяє 7 на випаровувальні ділянки теплових труб 8 Цей забезпечити пасивність протягом усього часу розцикл повторюється на всьому протязі підведення холоджування за рахунок створення замкнутого теплового потоку від парогенератора 3 в камеру 5 герметичного випаровувально-конденсаційного Конденсат теплоносія другого контуру, що утворюконтуру, в якому відсутні втрати теплоносія і, ВІДється в камері 5, повертається в парогенератор З ПОВІДНО, відсутня необхідність поповнення його по конденсатопроводу 12 Цей замкнутий цикл втрат Ефективність та надійність роботи тепловипаровування-конденсацм в парогенераторі 3 та обмінника визначається комплексом властивостей камері 5 буде повторюватися на протязі всього та характеристик застосовуваних у якості теплоперіоду продукування пари в парогенераторі 3 за передаючих елементів між камерою підводу пари з рахунок підведення залишкового тепловиділення парогенератора та камерою скидання теплоти в від активної зони 2 ядерного реактора 1 аж до заатмосферне повітря теплових труб, що дозволяє в кінчення розхолоджування ядерного реактора невеликих габаритах обох камер здійснювати відведення значних теплових потоків залишкового Виготовлена та випробувана модель фрагметепловиділення ядерного реактора після його аванта пасивної системи розхолоджування ядерного рійної зупинки При цьому виключається викиданреактора, що мала у своєму складі нагрівальну ня радіоактивних речовин в довкілля у випадку камеру з водою для продукування пари, яка була негерметичності другого контуру, так як кожна з паропроводом з'єднана з камерою підводу пари, теплових труб є пристроєм з герметичним внутріде були встановлені випаровувальні ділянки трьох шнім об'ємом і навіть його розгерметизація зі стотеплових труб Конденсаційні ділянки цих теплорони однієї з камер не приведе до сполучення вих труб через ущільнення були введені в камеру об'ємів камер Теплові труби можуть бути споряімітатор радіаційної башти джені ребрами по всій довжині або по одній із діВ результаті проведених випробувань було лянок встановлено Технічна суть та принцип дії запропонованої на кожному рівні потужності нагрівача нагрівапасивної системи розхолоджування ядерного реальної камери встановлювався ВІДПОВІДНИЙ ПОТІК ктора пояснюється кресленням пари до камери підводу пари з випаровувальними ділянками теплових труб та зворотний потік сконНа кресленні зображена пасивна система розденсованого теплоносія до нагрівальної камери, холоджування ядерного реактора у розрізі Пасивна система розхолоджування ядерного реактора - при якісному виготовленні теплових труб та включає в себе ядерний реактор 1 з активною зоізолюючого ущільнення між камерами підводу паною 2, парогенератор 3, головний циркуляційний ри та камерою-імітатором радіаційної башти понасос 4 Камера підводу пари 5 з парогенератора вністю виключається можливість виходу пари в З та камера скидання теплоти в атмосферне повідовкілля, а також ця система не потребує компентря 6 разом з розміщеною між нимит спільною сації втрат теплоносія, так як ці втрати відсутні, стінкою 7 складають теплообмінник аварійного - пасивність даної системи, що визначається її розхолоджування В камері 5 знаходяться випаророботоздатністю без підведення електроживлення вувальні ділянки 8 теплових труб, конденсаційні і керуючих сигналів, дозволяє використовувати и в ділянки яких 9 введено в камеру 6 через ізолююче найбільш складних умовах роботи АЕС, а саме ущільнення 10 в СПІЛЬНІЙ СТІНЦІ 7 Парогенератор З при повному знеструмленні станції з'єднаний з камерою 5 паропроводом 11 та кон 62737 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119