Система пасивного відведення залишкових тепловиділень

Реферат: Система пасивного відведення залишкових тепловиділень містить ядерний реактор, теплообмінник пасивного відведення теплоти, басейн витримки відпрацьованого палива, парогенератор, захисну оболонку. Додатково в басейн витримки відпрацьованого палива встановлено ділянки теплопідведення пакета теплопередавальних елементів випаровувальноконденсаційного типу, оребрені ділянки конденсації яких розміщено в повітряному каналі зовні захисної оболонки. UA 120683 U (54) СИСТЕМА ПАСИВНОГО ВІДВЕДЕННЯ ЗАЛИШКОВИХ ТЕПЛОВИДІЛЕНЬ UA 120683 U UA 120683 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до ядерної енергетики і може бути використана при розробці систем для тривалого тепловідведення від активної зони ядерного реактора при аваріях. Відома пасивна система розхолоджування ядерного реактора, яка містить ядерний реактор, теплообмінник аварійного розхолоджування, бак аварійного відведення теплоти, парогенератор. Головним недоліком цієї системи є те, що тепловідведення від теплообмінника аварійного розхолоджування відбувається за рахунок випаровування обмеженого запасу води в бакові аварійного відведення теплоти, в який він занурений, наслідком чого є невеликий час роботи цієї системи. Для поповнення води в бакові аварійного запасу води необхідним є застосування активних засобів, а саме аварійного живильного насоса, тобто в цьому випадку дана система перестане бути пасивною [1]. Найближчою за технічною суттю до системи, що заявляється, є система пасивного відведення залишкових тепловиділень, яка містить ядерний реактор, теплообмінник пасивного відведення теплоти, басейн витримки відпрацьованого палива, парогенератор, захисну оболонку. Ця система призначена для відведення залишкових тепловиділень від активної зони ядерного реактора при втраті можливості відведення тепла через парогенератори. Головним недоліком цієї відомої система пасивного відведення залишкових тепловиділень є невеликий час її ефективного функціонування, який, наприклад, для реактора АР-1000 (США) складає приблизно 72 години. Цей час визначається тривалістю википання води в басейні витримки відпрацьованого палива [2]. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити систему пасивного відведення залишкових тепловиділень шляхом охолодження води басейна витримки відпрацьованого палива, що забезпечить збільшення часу ефективного функціонування системи при виникненні аварії з втратою можливості відведення тепла через парогенератори. Поставлена задача вирішується тим, що в системі пасивного відведення залишкових тепловиділень, яка містить ядерний реактор, теплообмінник пасивного відведення теплоти, басейн витримки відпрацьованого палива, парогенератор, захисну оболонку, згідно з корисною моделлю, в басейн витримки відпрацьованого палива встановлено ділянки теплопідведення пакета теплопередавальних елементів випаровувально-конденсаційного типу. Новим також є те, що оребрені ділянки конденсації теплопередавальних елементів розміщено в повітряному каналі зовні захисної оболонки, що забезпечить збільшення часу ефективного функціонування системи при виникненні аварії з втратою можливості відведення тепла через парогенератори. Встановлення ділянок теплопідведення пакета теплопередавальних елементів випаровувально-конденсаційного типу в басейн витримки відпрацьованого палива та розміщення їх оребрених ділянок конденсації в повітряному каналі зовні захисної оболонки дозволить збільшити тривалість ефективного функціонування системи пасивного відведення залишкових тепловиділень при виникненні аварії з втратою можливості відведення тепла через парогенератори. Якщо час функціонування системи пасивного відведення залишкових тепловиділень в технічному рішенні - прототипі визначається обмеженим часом випаровування води з басейна витримки відпрацьованого палива, то дане технічне рішення дозволяє отримати практично необмежене за часом тепловідведення від ядерного реактора до повітря при створенні відповідної площі теплообміну в повітряному каналі, що реалізується застосуванням теплопередавальних елементів випаровувально-конденсаційного типу. Технічна суть системи пасивного відведення залишкових тепловиділень пояснюється кресленням, на якому зображено: 1 - реактор; 2 - теплообмінник пасивного відведення теплоти, 3 - басейн витримки відпрацьованого палива, 4 - парогенератор; 5 - захисна оболонка; 6 повітряний канал; 7 - теплопередавальні елементи випаровувально-конденсаційного типу; 8, 9, 10 - ділянки теплопідведення, транспортування та конденсації теплопередавальних елементів відповідно; 11 - ребра; 12, 13 - вхідна та вихідна заслінки теплообмінника пасивного відведення теплоти відповідно; 14 - камера холодної гілки парогенератора. Система пасивного відведення залишкових тепловиділень працює наступним чином. В басейні 3 витримки відпрацьованого палива встановлюють теплообмінник 2 пасивного відведення теплоти, який під'єднують через вхідну заслінку 12 з гарячою гілкою реактора 1, а через вихідну заслінку 13 - з камерою 14 холодної гілки парогенератора 4. В басейні 3 також розміщують ділянки 8 теплопідведення теплопередавальних елементів 7 випаровувальноконденсаційного типу, ділянки 10 конденсації яких встановлюють у повітряному каналі 6 поза межами захисної оболонки 5. При нормальній експлуатації заслінка 12 відкрита, а заслінка 13 закрита, тобто теплообмінник 2 знаходиться під тиском першого контуру. При виникненні 1 UA 120683 U 5 10 15 20 аварійної ситуації, пов'язаної з відключенням турбіни і з втратою можливості відведення тепла через парогенератори, залишкові тепловиділення після зупинки реактора 1 починають відводитися через теплообмінник 2 після відкриття заслінки 13. Теплота залишкових тепловиділень в теплообміннику 2 передається до води басейна 3, яка, в свою чергу, нагріває ділянки 8 теплопідведення теплопередавальних елементів 7 випаровувально-конденсаційного типу. Теплоносій всередині теплопередавальних елементів 7 випаровується або кипить та передає за межі захисної оболонки 5 за рахунок прихованої теплоти пароутворення підведений до цих теплопередавальних елементів 7 тепловий потік крізь їх ділянки 9 транспортування на ділянки 10 конденсації, що знаходяться в повітряному каналі 6. В повітряному канапі 6 переданий на ділянки 10 конденсації тепловий потік розподіляється по ребрах 11 та відводиться повітрям в довкілля. Застосування системи пасивного відведення залишкових тепловиділень дозволить підтримувати температуру води в басейні витримки відпрацьованого палива нижче температури кипіння, що забезпечить збільшення часу ефективного функціонування системи при виникненні аварії з втратою можливості відведення тепла через парогенератори. Джерела інформації: 1. 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. 2. Морозов А.В., Ремизов О.В., Маслов Ю.А, Харитонов B.C. Схемные решения и принципы работы пассивных систем аварийного охлаждения различных типов ЯЭУ: Учебное пособие / М.: НИЯУ МИФИ. - 2015 - С. 58, рис. 2.6. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Система пасивного відведення залишкових тепловиділень, що містить ядерний реактор, теплообмінник пасивного відведення теплоти, басейн витримки відпрацьованого палива, парогенератор, захисну оболонку, яка відрізняється тим, що в басейн витримки відпрацьованого палива встановлено ділянки теплопідведення пакета теплопередавальних елементів випаровувально-конденсаційного типу, оребрені ділянки конденсації яких розміщено в повітряному каналі зовні захисної оболонки. 2 UA 120683 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3