CZ2022252A3 - Modulární tlakovodní jaderný reaktor - Google Patents
Modulární tlakovodní jaderný reaktor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022252A3 CZ2022252A3 CZ2022-252A CZ2022252A CZ2022252A3 CZ 2022252 A3 CZ2022252 A3 CZ 2022252A3 CZ 2022252 A CZ2022252 A CZ 2022252A CZ 2022252 A3 CZ2022252 A3 CZ 2022252A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor vessel
- pressurized water
- water nuclear
- heat exchange
- tubes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Modulární tlakovodní jaderný reaktor obsahuje hermeticky uzavřenou vnitřní reaktorovou nádobu (2), uvnitř které je aktivní zóna (5) s palivovými články a která je umístěna ve vysokotlaké vnější reaktorové nádobě (1), opatřené vstupními nátrubky (11), výstupními nátrubky (12) a eliptickým dnem. Mezi vnitřní reaktorovou nádobou (2) a vnější reaktorovou nádobou (1) jsou umístěny trubičky (3) s teplosměnnou kapalinou chráněným ochranným krytem (6) a vnitřní reaktorová nádoba (2) a vnější reaktorová nádoba (1) jsou opatřeny víkem (7) s tlakovou komorou (8), pouzdrem (9) čerpadla a u svého dna laminátorem (10).
Description
Modulární tlakovodní jaderný reaktor
Oblast techniky
Vynález se týká modulárního tlakovodního jaderného reaktoru využívajícího k výrobě tepla nízkoobohacené jaderné palivo s předpokládanou výrobou elektrického rozsahu 2 až 100 MW.
Dosavadní stav techniky
Z technické praxe jsou známa různá řešení jaderných reaktorů, které jsou tlakovodního typu, avšak většinou nemají nucené ochlazování aktivní zóny a palivo je vyměňováno standardním způsobem jako u velkých reaktorů.
Nebylo nalezeno řešení, které by umožňovalo rozsáhlou unifikaci výkonových řad.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny modulárním tlakovodním jaderným reaktorem podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že obsahuje hermeticky uzavřenou vnitřní reaktorovou nádobu, uvnitř které je aktivní zóna s palivovými články a která je umístěna ve vysokotlaké vnější reaktorové nádobě, opatřené vstupními nátrubky, výstupními nátrubky a eliptickým dnem. Mezi vnitřní reaktorovou nádobou a vnější reaktorovou nádobou jsou umístěny trubičky s teplosměnnou kapalinou chráněné ochranným krytem. Vnitřní reaktorová nádoba a vnější reaktorová nádoba jsou opatřeny víkem s tlakovou komorou, pouzdrem čerpadla a u svého dna laminátorem.
Teplosměnná kapalina s výhodou obsahuje kyselinu boritou.
Dno vnější reaktorové nádoby je ve výhodném provedení vyplněné olovem jako zabezpečujícím prvkem pro případnou nepředpokládanou havárii.
Konstrukce aktivní zóny je plně v kompetenci výhradního dodavatele paliva. Bezpečnost činnosti zařízení je dále zajištěna stavebním umístěním v podzemním betonovém prostoru opatřeném oblícovkou z nerezavějící oceli nebo na mořsko-říčním plavidle nebo v kontejnerové úpravě pro silniční nebo železniční přepravu.
Koncepční řešení využívá materiálů a chlazení aktivní zóny osvědčeným dlouholetým způsobem.
Uvedené řešení poskytuje výrobní unifikaci ve výkonových řadách zdroje nebo konečného užití.
Objasnění výkresů
Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétním příkladě provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde je na obr. 1 znázorněn schematicky v nárysu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příkladný modulární tlakovodní jaderný reaktor obsahuje hermeticky uzavřenou vnitřní reaktorovou nádobu 2, uvnitř které je aktivní zóna 5 s palivovými články. Vnitřní reaktorová
- 1 CZ 2022 - 252 A3 nádoba 2 je umístěna ve vysokotlaké vnější reaktorové nádobě 1, opatřené vstupními nátrubky 11, výstupními nátrubky 12 a eliptickým dnem. Mezi vnitřní reaktorovou nádobou 2 a vnější reaktorovou nádobou 1 jsou umístěny trubičky 3 s teplosměnnou kapalinou obsahující kyselinu boritou, chráněné ochranným krytem 6. Vnitřní reaktorová nádoba 2 a vnější reaktorová nádoba 1 jsou opatřeny víkem 7 s tlakovou komorou 8, pouzdrem 9 čerpadla a u svého dna laminátorem 10. Dno vnější reaktorové nádoby 1 je vyplněné olovem jako zabezpečujícím prvkem pro případnou nepředpokládanou havárii.
Příkladný malý modulární reaktor je tlakovodní jaderný reaktor, jehož charakteristickým rysem je přítomnost přídavného uzavřeného okruhu cirkulace chladiva. Hmotnost reaktoru s palivem je cca 323 t. Výška reaktoru bez pohonů řídicích týčí je cca 13 m. Maximální průměr, bez nátrubků, je 4350 mm.
Konstrukčně se reaktor skládá z vnější reaktorové nádoby 1 a hermetické vnitřní reaktorové nádoby 2. Vnější reaktorová nádoba 1 je tvořena vertikální válcovou vysokotlakovou nádobou se vstupními nátrubky 11 a výstupními nátrubky 12 chladiva a eliptickým dnem. Válcová vnější část vnější reaktorové nádoby 1 se skládá ze čtyř plášťů a vnitřní ze tří. Příruba vnější reaktorové nádoby 1 má 54 otvorů pro šrouby M100 x 6. Materiálem pláště je vysoce kvalitní konstrukční legovaná ocel, obvykle 15Cr2NiMoVA nebo její ekvivalent. Vnitřní povrch tělesa a přírub je pokryt korozivzdornou povrchovou úpravou. Hmotnost vnější reaktorové nádoby 1 je přibližně 243 tun. Geometrie vnitřní části vnější reaktorové nádoby 1 zajišťuje organizaci průtoku chladiva sekundárního okruhu.
Vnitřní reaktorová nádoba 2 se skládá z tělesa, soustavy teplosměnných trubiček 3, ochranného krytu 6 a víka 7. Těleso vnitřní reaktorové nádoby 2 se skládá ze čtyř plášťů, eliptického dna a speciální příruby. Spodní plášť a speciální příruba jsou perforované pro montáž soustavy teplosměnných trubiček 3. Speciální příruba má 54 otvorů pro připevnění vnitřní reaktorové nádoby 2 k vnější reaktorové nádobě 1. Víko 7 má složitou strukturu. Horní část má eliptický tvar a odbočné trubky jsou přivařeny k vnějšímu povrchu a určené k instalaci pohonů řídicích tyčí a hlavního cirkulačního čerpadla. Pouzdra 9 hlavního cirkulačního čerpadla jsou připevněna k vnitřní válcové straně víka 7. Příruba víka 7 má 44 otvorů pro připojení víka 7 k vnitřní reaktorové nádobě 2. Materiál víka 7 a vnitřní reaktorové nádoby 2 odpovídá materiálu vnější reaktorové nádoby 1. Aktivní zóna 5 se nachází uvnitř vnitřní reaktorové nádoby 2, skládající se z 19 palivových souborů, bloku 4 ochranných trub a základní desky 13. Konstrukce víka 7 a vnitřní reaktorové nádoby 2 tvoří tlakovou komoru 8, uvnitř které jsou umístěna tělesa čerpadel. Tlaková komora 8 je spojena se spodní částí vnitřní reaktorové nádoby 2 soustavou teplosměnných trubiček 3. Celkový počet trubiček 3 v soustavě je 4158. Teplosměnné trubičky 3 mají šestiúhelníkový tvar průřezu, přičemž v místech připojení je kulatý, pro velikost na klíč 16 mm. Tloušťka stěny je 1,5 mm a délka trubiček 3 je 8200 až 9000 mm. Hmotnost jedné trubičky 3 je přibližně 5 kg. Celková teplosměnná plocha trubiček 3 je 1900 m2. Materiál trubiček 3 je korozivzdorná legovaná ocel. Kolem soustavy teplosměnných trubiček 3 je umístěn ochranný kryt 6, určený k ochraně teplosměnných trubiček 3 během přepravy vnitřní reaktorové nádoby 2 a její instalace ve vnější reaktorové nádobě 1. Celková hmotnost vnitřní reaktorové nádoby 2 s palivem je 80 tun.
Uzavřený objem vnitřní reaktorové nádoby 2 je primárním cirkulačním okruhem reaktoru. Nucený oběh chladiva primárního okruhu zajišťují hlavní cirkulační čerpadla umístěná v tlakové komoře 8. Při průchodu chladiva primárního okruhu přes aktivní zónu 5 se zahřívá, následně vstupuje do horní části vnitřní reaktorové nádoby 2. Dále hlavní cirkulační čerpadla pumpují chladivo primárního okruhu do tlakové komory 8, odkud vstupuje do teplosměnných trubiček 3. Když chladivo primárního okruhu prochází soustavou teplosměnných trubiček 3, probíhá proces přenosu tepla do chladiva sekundárního okruh. Poté ochlazené chladivo primárního okruhu vstupuje do spodní části vnitřní reaktorové nádoby 2, prochází eliptickým usměrňovačem proudění a je nasměrován do aktivní zóny 5.
- 2 CZ 2022 - 252 A3
Průmyslová využitelnost
Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění především jako 5 záložní zdroj elektrické energie v komunální energetice, při výrobě elektrické energie a tepla, jako stabilní ekologický zdroj tepla a energie.
Claims (3)
1. Modulární tlakovodní jaderný reaktor, obsahující hermeticky uzavřenou vnitřní reaktorovou nádobu (2), uvnitř které je aktivní zóna (5) s palivovými články a která je umístěna ve vysokotlaké 5 vnější reaktorové nádobě (1), opatřené vstupními nátrubky (11), výstupními nátrubky (12) a eliptickým dnem, vyznačující se tím, že mezi vnitřní reaktorovou nádobou (2) a vnější reaktorovou nádobou (1) jsou umístěny trubičky (3) s teplosměnnou kapalinou chráněné ochranným krytem (6), a že vnitřní reaktorová nádoba (2) a vnější reaktorová nádoba (1) jsou opatřeny víkem (7) s tlakovou komorou (8), pouzdrem (9) čerpadla a u svého dna laminátorem (10).
10
2. Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplosměnná kapalina v trubičkách (3) obsahuje kyselinu boritou.
3. Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je dno vnější reaktorové nádoby (1) je vyplněné olovem jako zabezpečujícím prvkem pro případnou nepředpokládanou havárii.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-252A CZ309721B6 (cs) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Modulární tlakovodní jaderný reaktor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-252A CZ309721B6 (cs) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Modulární tlakovodní jaderný reaktor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2022252A3 true CZ2022252A3 (cs) | 2023-08-16 |
| CZ309721B6 CZ309721B6 (cs) | 2023-08-16 |
Family
ID=87556528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-252A CZ309721B6 (cs) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Modulární tlakovodní jaderný reaktor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309721B6 (cs) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6885720B2 (en) * | 2001-12-17 | 2005-04-26 | General Electric Company | Modular reactor containment system |
| US10559389B2 (en) * | 2017-02-06 | 2020-02-11 | Battell Energy Alliance, LLC | Modular nuclear reactors including fuel elements and heat pipes extending through grid plates, and methods of forming the modular nuclear reactors |
| WO2022035871A2 (en) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Radiant Industries, Incorporated | Nuclear reactor system with lift-out core assembly |
-
2022
- 2022-06-09 CZ CZ2022-252A patent/CZ309721B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ309721B6 (cs) | 2023-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103489488B (zh) | 模块式压水堆 | |
| CN108417277B (zh) | 一种一体化堆本体系统及氯盐堆系统 | |
| CN101154472B (zh) | 一体化低温核供热堆 | |
| US20170316839A1 (en) | Pressure-tube reactor with pressurised moderator | |
| CN104167226A (zh) | 一种可实现临界及次临界运行实验的液态金属冷却反应堆实验系统 | |
| JPH0452910B2 (cs) | ||
| CN109801719B (zh) | 一种双压力容器式一体化核反应堆结构 | |
| US20230197300A1 (en) | Passive waste heat removal system on secondary side of marine environmental reactor | |
| US5229067A (en) | Liquid metal cooled nuclear reactor | |
| CN114121313A (zh) | 一种紧凑式反应堆的非能动安全系统 | |
| CN106338575B (zh) | 一种液态金属净化实验装置 | |
| CZ2022252A3 (cs) | Modulární tlakovodní jaderný reaktor | |
| EP3723101A2 (en) | Method for the long-term storage of spent nuclear fuel and cooling and storage tank for the implementation thereof | |
| CN109643587A (zh) | 设有升高的热交换器的核反应堆 | |
| CN102332314B (zh) | 水冷壁 | |
| US3668069A (en) | Pressure suppression containment for a liquid-cooled nuclear reactor | |
| FR3091952B1 (fr) | Systeme et procede de reduction du degagement atmospherique de matieres radioactives provoque par un accident grave | |
| CN201130542Y (zh) | 钠-钠热交换器 | |
| CN216623785U (zh) | 一种紧凑式反应堆的非能动安全系统 | |
| CN101174481B (zh) | 钠-钠热交换器 | |
| GB2157880A (en) | An improved nuclear reactor plant construction | |
| Guidez et al. | Proposal of new safety measures for European Sodium Fast Reactor to be evaluated in framework of Horizon-2020 ESFR-SMART project | |
| CN206558222U (zh) | 一种ads安全壳系统 | |
| WO2024095241A1 (en) | Modular pressurized water nuclear reactor | |
| RU2458417C1 (ru) | Чехол для отработавших тепловыделяющих сборок |