CZ309721B6 - Modulární tlakovodní jaderný reaktor - Google Patents
Modulární tlakovodní jaderný reaktor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309721B6 CZ309721B6 CZ2022-252A CZ2022252A CZ309721B6 CZ 309721 B6 CZ309721 B6 CZ 309721B6 CZ 2022252 A CZ2022252 A CZ 2022252A CZ 309721 B6 CZ309721 B6 CZ 309721B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor vessel
- pressurized water
- water nuclear
- heat exchange
- tubes
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
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 chráněné 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 309721 B6 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 309721 B6
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 CZ2022252A3 (cs) | 2023-08-16 |
| CZ309721B6 true 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) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030112918A1 (en) * | 2001-12-17 | 2003-06-19 | Fennern Larry Edgar | Modular reactor containment system |
| US20180226159A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Battelle Energy Alliance, Llc | Modular nuclear reactors, fuel structures, and related methods |
| 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
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030112918A1 (en) * | 2001-12-17 | 2003-06-19 | Fennern Larry Edgar | Modular reactor containment system |
| US20180226159A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Battelle Energy Alliance, Llc | Modular nuclear reactors, fuel structures, and related methods |
| WO2022035871A2 (en) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Radiant Industries, Incorporated | Nuclear reactor system with lift-out core assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2022252A3 (cs) | 2023-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103489488B (zh) | 模块式压水堆 | |
| US10847270B2 (en) | Pressure-tube reactor with pressurized moderator | |
| US20150243376A1 (en) | Molten salt fission reactor | |
| CN108417277A (zh) | 一种堆本体系统及氯盐堆系统 | |
| JPH0452910B2 (cs) | ||
| US3819476A (en) | Industrial technique | |
| CN109801719B (zh) | 一种双压力容器式一体化核反应堆结构 | |
| CN101154472A (zh) | 一体化低温核供热堆 | |
| US11469005B2 (en) | Reactor core having both nuclear fuel and a heat pipe in a module located in a solid neutron moderator | |
| US5229067A (en) | Liquid metal cooled nuclear reactor | |
| CZ309721B6 (cs) | Modulární tlakovodní jaderný reaktor | |
| EP3723101B1 (en) | Method for the long-term storage of spent nuclear fuel and cooling and storage tank for the implementation thereof | |
| FR3091952B1 (fr) | Systeme et procede de reduction du degagement atmospherique de matieres radioactives provoque par un accident grave | |
| US3668069A (en) | Pressure suppression containment for a liquid-cooled nuclear reactor | |
| CN216928048U (zh) | 一种安全壳 | |
| CN105575449A (zh) | 一种深井式常压核供热系统 | |
| CN113113162A (zh) | 一种小型反应堆的安全壳冷却系统 | |
| GB2157880A (en) | An improved nuclear reactor plant construction | |
| CN115064288A (zh) | 一种用于液态金属冷却剂储存混料罐体系统 | |
| RU2458417C1 (ru) | Чехол для отработавших тепловыделяющих сборок | |
| CN206558222U (zh) | 一种ads安全壳系统 | |
| US20250285776A1 (en) | Energy source | |
| CN214897641U (zh) | 一种小型反应堆的安全壳冷却系统 | |
| CN108048872B (zh) | 一种制备高纯金属钠的电解提纯系统 | |
| CN206532604U (zh) | 一种铅铋快堆压力容器 |