EA030510B1 - Ядерная установка - Google Patents
Ядерная установка Download PDFInfo
- Publication number
- EA030510B1 EA030510B1 EA201691875A EA201691875A EA030510B1 EA 030510 B1 EA030510 B1 EA 030510B1 EA 201691875 A EA201691875 A EA 201691875A EA 201691875 A EA201691875 A EA 201691875A EA 030510 B1 EA030510 B1 EA 030510B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cooling
- fuel elements
- cooling element
- pool
- fuel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
- G21C19/06—Magazines for holding fuel elements or control elements
- G21C19/07—Storage racks; Storage pools
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/40—Arrangements for preventing occurrence of critical conditions, e.g. during storage
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
- G21C19/08—Means for heating fuel elements before introduction into the core; Means for heating or cooling fuel elements after removal from the core
-
- 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)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Охлаждающий элемент (2) для охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне (115) для тепловыделяющих элементов, в котором расположена стойка (92) для тепловыделяющих элементов для размещения тепловыделяющих элементов (98), при этом охлаждающий элемент (2) включает в себя теплообменник (64), который выполнен для присоединения к циркуляционному контуру (120) охлаждения, должен компактно интегрироваться в уже имеющийся бассейн (115) для тепловыделяющих элементов. Для этого в соответствии с изобретением предусмотрено, что размеры и конфигурация охлаждающего элемента (2) рассчитаны таким образом, что он может размещаться и/или крепиться в стойке (92) для тепловыделяющих элементов в свободном месте (106) для тепловыделяющего элемента (98).
Description
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2018.08.31
(21) Номер заявки 201691875
(22) Дата подачи заявки 2015.03.17
(51) Int. Cl. G21C19/07 (2006.01) G21C19/40 (2006.01)
(54) ЯДЕРНАЯ УСТАНОВКА
| (31) | 10 2014 205 085.5 | (56) GB-A-2430999 |
| (32) | 2014.03.19 | US-A-3800857 |
| (33) | DE | |
| (43) | 2017.02.28 | |
| (86) | PCT/EP2015/055532 | |
| (87) | WO 2015/140154 2015.09.24 | |
| (71)(73) Заявитель и патентовладелец: АРЕФА ГМБХ (DE) | ||
| (72) | Изобретатель: Фукс Томас, Орнот Лео, Рек Маркус, Ройтер Маттиас (DE) | |
| (74) | Представитель: Медведев В.Н. (RU) |
030510 B1
030510 B1
(57) Охлаждающий элемент (2) для охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне (115) для тепловыделяющих элементов, в котором расположена стойка (92) для тепловыделяющих элементов для размещения тепловыделяющих элементов (98), при этом охлаждающий элемент (2) включает в себя теплообменник (64), который выполнен для присоединения к циркуляционному контуру (120) охлаждения, должен компактно интегрироваться в уже имеющийся бассейн (115) для тепловыделяющих элементов. Для этого в соответствии с изобретением предусмотрено, что размеры и конфигурация охлаждающего элемента (2) рассчитаны таким образом, что он может размещаться и/или крепиться в стойке (92) для тепловыделяющих элементов в свободном месте (106) для тепловыделяющего элемента (98).
030510
Изобретение касается охлаждающего элемента для охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне для тепловыделяющих элементов, в котором расположена стойка для тепловыделяющих элементов для размещения тепловыделяющих элементов, при этом охлаждающий элемент включает в себя теплообменник (теплообменный аппарат), который выполнен для присоединения к циркуляционному контуру охлаждения. Оно касается также системы для охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне для тепловыделяющих элементов, бассейна для тепловыделяющих элементов, а также ядерной установки.
Для охлаждения бассейнов для тепловыделяющих элементов в настоящее время применяются два технически различных решения. Первое решение предусматривает непосредственное охлаждение воды бассейна. Для этого вода посредством насоса забирается из бассейна, охлаждается во внешнем узле охлаждения и затем запитывается обратно в бассейн. В случае, если при этом происходит протечка в циркуляционном контуре охлаждения, возникает угроза опускания уровня наполнения бассейна.
Второе общепринятое решение основано на применении подвесных охладителей. В этом случае вода бассейна охлаждается посредством промежуточного циркуляционного контура охлаждения. В отличие от вышеназванного метода у этой системы не существует опасности протечки бассейна, так как, с одной стороны, не требуются проходы сквозь бассейн, а с другой стороны, вода бассейна остается в бассейне. Однако такая система вследствие необходимых поверхностей теплообмена занимает в бассейнехранилище значительное монтажное пространство.
Из DE 10217969 A1 известна система временного хранения тепловыделяющих элементов ядерной установки, имеющая пассивный однофазовый циркуляционный контур охлаждения. Внутреннее пространство бассейна для мокрого хранения охлаждается с помощью теплообменников, подвешенных в бассейне для мокрого хранения.
DE 2944962 A1 раскрывает бассейн для хранения тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, при этом в воду бассейна погружаются теплообменники, которые навешены без прочного соединения со стенкой бассейна.
US 2012/0051484 A1 описывает бассейн для хранения тепловыделяющих элементов, у которого теплообменники установлены на краю бассейна, имеющий двухфазовый циркуляционный контур охлаждения, у которого охлаждающая среда в теплообменниках осуществляет фазовый переход.
Требуемые в рамках мероприятий "пост-Фукусима" ("Post Fukushima") работы по дооборудованию редундантными и разнесенными системами охлаждения бассейна, которые преимущественно основываются на втором изложенном варианте, часто сталкиваются с той проблемой, что необходимое конструктивное пространство в существующих бассейнах слишком мало, чтобы могло разместиться соответствующее количество подвесных охладителей. Тогда часто единственный выход заключается в переустройстве места хранения тепловыделяющих элементов, дорогостоящем и технически сложном в отношении получения разрешения. Кроме того, сейсмически безопасная установка подвесных охладителей проблематична, так как модификация существующих конструкций бассейнов посредством сварочных работ или сверлений осуществляется при этом неохотно.
Поэтому в основе изобретения лежит задача, предложить охлаждающий элемент, который может компактно интегрироваться в уже имеющийся бассейн для охлаждения тепловыделяющих элементов. Кроме того, должны предлагаться соответствующая система охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне для тепловыделяющих элементов, бассейн для тепловыделяющих элементов и ядерная установка.
В отношении охлаждающего элемента вышеназванная задача решается таким образом, что размеры и конфигурация охлаждающего элемента рассчитаны таким образом, что он может размещаться и/или крепиться в стойке для тепловыделяющих элементов в свободный участок/ место для тепловыделяющего элемента.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение исходит из того рассуждения, что вследствие сегодняшних требований к безопасности ядерных установок резко возросла потребность в надежных, модульно применяемых и редундантным или дополняющим образом используемых системах охлаждения. Известные решения обычно являются конструктивно трудоемкими, кроме того, при известных обстоятельствах не гарантируется безопасность нового конструктивного решения и вместе с тем также повторного допуска к эксплуатации.
Таким образом, уже по этим причинам было бы желательным техническое решение, воплощение которого не требует или требует только небольших модификаций вариантов осуществления бассейна для охлаждения или, соответственно, систем охлаждения.
Было обнаружено, реализация такого технического решения по охлаждению воды бассейна возможна таким образом, что для размещения охлаждающих элементов используются уже имеющиеся конструктивные пространства или, соответственно, пространства, которые до этого времени используются для расположения других компонентов. Было также обнаружено, что для этого особенно подходят свободные отсеки или, соответственно, шахты в стойке для тепловыделяющих элементов. Для этого размеры охлаждающих элементов должны рассчитываться соответствующим образом, т.е. по своему диаметру или, соответственно, поперечному сечению и при необходимости также по своей длине адаптироваться к заданным размерам. Кроме того, они должны быть сконфигурированы таким образом, чтобы они надеж- 1 030510
но вставлялись и снова извлекались и могли устойчиво устанавливаться. Данный охлаждающий элемент при известных обстоятельствах может быть также длиннее, чем тепловыделяющий элемент, место которого он занимает, он может, например, выдаваться вверх из предусмотренного для него короба или шахты стойки тепловыделяющего элемента. На верхнем конце может быть также установлена своего рода воронка, которая направляет воду бассейна, своего рода впуск.
Предпочтительным образом каждый охлаждающий элемент имеет, таким образом, в принципе, характерные габаритные размеры тепловыделяющего элемента. Чисто в качестве примера в качестве грубого ориентировочного значения для типичного расчета размеров в этой связи упомянем, что типичный тепловыделяющий элемент реактора с водой под давлением содержит 15x15 тепловыделяющих стержней и имеет длину приблизительно 4500 мм и квадратное поперечное сечение с длиной стороны 250 мм. Тепловыделяющий элемент реактора с водой под давлением типа EPR имеет, например, 18x18 тепловыделяющих стержней и соответственно этому большую длину стороны, тепловыделяющие элементы для реакторов с кипящей водой имеют, например, 8x8 тепловыделяющих стержней и соответственно этому меньшую длину стороны. Но есть также, например, тепловыделяющие элементы, имеющие шестиугольное поперечное сечение или еще какой-либо другой формы. Кроме того, охлаждающий элемент может отличаться от характерных размеров, когда стойка для тепловыделяющих элементов, называемый также коробом для тепловыделяющих элементов, имеет особые размеры, изготовленные специально для этого случая применения.
Предпочтительно охлаждающий элемент выполнен в виде подвесного охлаждающего элемента для подвешивания на стойке для тепловыделяющих элементов. Тогда предпочтительно охлаждающий элемент после монтажа расположен в одном из свободных участков/ мест для тепловыделяющего элемента. Альтернативно охлаждающий элемент расположен рядом с коробом для тепловыделяющих элементов или, соответственно, за пределами наружной стенки стойки для тепловыделяющих элементов. Тогда шахта для тепловыделяющего элемента служит для размещения держателя, который фиксирует охлаждающий элемент. При этом варианте пространственные габаритные размеры охлаждающего элемента не лимитированы размером шахты.
В одном из возможных вариантов осуществления теплообменник имеет канал для охлаждающего средства для проведения охлаждающего средства, направляемого в соответствующем циркуляционном контуре охлаждения, при этом охлаждающий элемент включает в себя по меньшей мере один патрубок для подвода охлаждающего средства и по меньшей мере один патрубок для отвода охлаждающего средства для подсоединения к или, соответственно, для интеграции в циркуляционный контур охлаждения. Такой охлаждающий элемент подходит, в частности, для однофазового циркуляционного контура охлаждения, у которого охлаждающее средство в теплообменнике поглощает тепло, но при этом не изменяет свое агрегатное состояние.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления охлаждающий элемент предназначен, однако, для интеграции в двухфазовый циркуляционный контур охлаждения, при этом предусмотрен по меньшей мере один канал для конденсата для подвода охлаждающего средства в конденсатосборник, и при этом теплообменник включает в себя по меньшей мере один испарительный канал для направления испаренного охлаждающего средства в паросборник, и при этом охлаждающий элемент также включает в себя подводящий трубопровод и отводящий трубопровод для подсоединения к циркуляционному контуру охлаждения. Двухфазовые циркуляционные контуры охлаждения или циркуляционные контуры теплопередачи, в которых циркулирующее охлаждающее средство изменяет свое агрегатное состояние в испарителе с жидкого на газообразное, и позднее, в конденсаторе, находящемся вне бассейна для тепловыделяющих элементов, снова обратно, по сравнению с однофазовыми циркуляционными контурами охлаждения позволяют получить в целом более высокие скорости теплопередачи.
Таким образом, в конструктивном отношении каждый охлаждающий элемент/охладитель имеет предпочтительно множество трубчатых каналов для охлаждающего средства, циркулирующего в циркуляционном контуре охлаждения, которые в смонтированном положении предпочтительно ориентированы параллельно продольному направлению шахт в стойке для тепловыделяющих элементов. Из них предпочтительно сравнительно небольшая часть используется для подвода конденсата к нижнему конденсатосборнику (нисходящий поток), а большая часть - для испарения конденсата или, соответственно, для направления созданной таким образом смеси пара и жидкости к верхнему конденсатосборнику (восходящий поток). Охладитель может также вместо труб/дополнительно к ним иметь обтекаемые пластины. Между трубами или пластинами течет вода бассейна, предпочтительно сверху вниз, через соответствующие полости или каналы и охлаждается путем отдачи тепла охлаждающему средству, предпочтительно доведенного при этом до кипения, в циркуляционном контуре охлаждения. Паро- или конденсатосборник соединяет, с одной стороны, гидравлически параллельно включенные трубы друг с другом, с другой стороны, посредством надлежащих выемок или тому подобного должно быть обеспечена возможность протекания сквозь него воды бассейна.
Расчет, какая доля площади поперечного сечения охлаждающего элемента используется для труб/пластин, проводящих охлаждающее средство в циркуляционном контуре охлаждения, и какая ис- 2 030510
пользуется для течения вниз воды бассейна, осуществляется в данном отдельном случае по имеющимся термодинамическим краевым условиям.
При необходимости могут также функционально объединяться несколько таких охлаждающих элементов, например, посредством одного общего паросборника при соответствующей схеме соединений трубопроводов или, соответственно, соединительных трубопроводов.
В разных вариантах осуществления трубопроводы, с помощью которых охлаждающий элемент присоединяется к системе охлаждения, могут быть выполнены жесткими или гибкими. В каждом случае они должны быть выполнены устойчивыми к действию давления.
В отношении системы вышеназванная задача решается с помощью стойки для тепловыделяющих элементов и по меньшей мере одного вставляемого или, соответственно, вставленного в него охлаждающего элемента описанного рода.
В отношении бассейна для тепловыделяющих элементов вышеназванная задача решается таким образом, что бассейн для тепловыделяющих элементов наполнен охлаждающей жидкостью, в частности водой (вода бассейна), и таким образом, что в нем размещена описанная выше система. Бассейн для тепловыделяющих элементов представляет собой предпочтительно бассейн для хранения тепловыделяющих элементов, в частности бассейн для мокрого хранения, бассейн выдержки, бассейн для временного хранения или бассейн для захоронения.
В отношении ядерной установки вышеназванная задача решается с помощью такого бассейна для тепловыделяющих элементов. Ядерная установка включает в себя предпочтительно также выполненную в виде циркуляционного контура охлаждения систему охлаждения, имеющую по меньшей мере один обратный охладитель для подсоединения данного охлаждающего элемента. Система охлаждения может быть выполнена активной или пассивной, по необходимости.
Преимущества изобретения заключаются, в частности, в том, что посредством охлаждающих элементов достигается сравнительно простое и устойчивое к механическим воздействиям охлаждение бассейна для тепловыделяющих элементов. Благодаря этому становится возможной несложная модификация или, соответственно, дополнение систем охлаждения бассейнов. Благодаря модульной конструкции возможны разного рода подходы к решению, которые содержат как редундантные, так и разнесенные опции охлаждения. Кроме того, становится возможным временное охлаждение при полной выгрузке ядерного топлива. Так как в будущем, вероятно, будут реализовываться иные показатели обгорания, чем до этого времени, такая система охлаждения может применяться широко варьируемым образом. Она может также более эффективно реагировать на снижение тепловой нагрузки вследствие процессов выдержки.
Один из примеров осуществления изобретения поясняется подробнее с помощью чертежей. На них в сильно схематизированном изображении показано
на фиг. 1 - охлаждающий элемент по одному из предпочтительных вариантов осуществления на виде в перспективе;
на фиг. 2 - на виде в плане система для охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне для тепловыделяющих элементов, включающая в себя стойку для тепловыделяющих элементов с размещенными в ней тепловыделяющими элементами и двумя установленными в ней охлаждающими элементами в соответствии с фиг. 1;
на фиг. 3 - на виде в плане бассейн для тепловыделяющих элементов, оснащенный системой охлаждения в соответствии с фиг. 2;
на фиг. 4 - поперечное сечение атомной электростанции, имеющей бассейн для тепловыделяющих элементов и соответствующую систему охлаждения в соответствии с фиг. 3.
Одинаковые части на всех фигурах снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями.
Изображенный на фиг. 1 охлаждающий элемент 2 включает в себя корпус 8 охлаждающего элемента, который имеет некоторое количество проходящих в продольном направлении 14 охлаждающего элемента 2 каналов 20 для конденсата и испарительных каналов 56, выполненных в виде параллельно ориентированных труб. Вместо нескольких труб может также применяться одна отдельная труба, предпочтительно имеющая соответственно большее поперечное сечение (или же пластины). Посредством по меньшей мере одного подсоединенного к охлаждающему элементу в верхней области 26 подводящего трубопровода 32 охлаждающий элемент 2 соединен с конденсатором (здесь не изображен) циркуляционного контура охлаждения или, соответственно, включен в этот циркуляционный контур охлаждения.
По подводящему трубопроводу 32 к охлаждающему элементу 2 подводится конденсат, т.е. охлаждающее средство в жидком виде, в поясненном стрелкой 34 направлении подвода, который стекает в каналах 20 для конденсата согласно вектору 38 гравитации, указывающего в направлении действующего ускорения свободного падения или, соответственно, силы гравитации у поверхности земли, к расположенному к нижней области 44 охлаждающего элемента 2 конденсатосборнику 50. Оттуда, хотя и подогретая в конденсатосборнике 50, но все еще находящаяся в жидком виде, текучая среда или, соответственно, охлаждающее средство поднимается по расположенным в охлаждающем элементе 2 трубчатым испарительным каналам 56 в направлении, противоположном вектору 38 гравитации, в расположенный в верхней области 26 паросборник 62. Испарительные каналы 56 образуют при этом действующий в каче- 3 030510
стве испарителя охлаждающего средства теплообменник или, соответственно, теплообменник 64.
В процессе испарения во время подъема и испарения охлаждающего средства забирается тепловая энергия у воды бассейна, которая при этом охлаждается. Таким образом реализуется двухфазовая система охлаждения, у которой циркулирующая в циркуляционном контуре охлаждения охлаждающее средство во время прохождения через охлаждающий элемент 2 изменяет свое фазовое состояние с жидкого на газообразное.
От паросборника 62 пар через по меньшей мере один отводящий трубопровод 68, предпочтительно в виде подъемного трубопровода, подводится к предусмотренному для обратного охлаждения охлаждающего средства конденсатору (на фиг. 1 не изображен) в изображенном стрелкой 70 направлении возврата и там конденсируется. Через подводящий трубопровод 32, предпочтительно в виде самотечного трубопровода, конденсат повторно подводится к охлаждающему элементу 2, так что циркуляционный контур замыкается. Массовый поток внутри циркуляционного контура охлаждения может реализовываться либо с помощью активного механического (насосы и пр.), либо пассивного решения (по принципу естественной конвекции или, соответственно, свободной конвекции).
При описанном охлаждении со стороны бассейна создается градиент плотности, так что инициируется течение воды бассейна в направлении вектора 38 гравитации. Нисходящий поток является частью так называемой роли конвекции; другая часть реализуется в соседних тепловыделяющих элементах 98 за счет соответствующего восходящего потока. Вода бассейна входит в верхней области 26 охлаждающего элемента 2 в расположенные между испарительными каналами 56, проходящие в продольном направлении промежутки 130, что поясняется стрелками 74. Затем вода бассейна течет через охлаждающий элемент 2 в направлении вектора 38 гравитации, при этом она отдает свое тепло охлаждающему средству, поднимающемуся в испарительных каналах 56. Она снова выходит в нижнем конце 44 охлаждающего элемента 2, что поясняется стрелками 80.
Если охлаждающий элемент 2 несколько выдается вверх из стойки 92 для тепловыделяющих элементов, то вода бассейна должна протекать не сквозь соответствующие выемки в паросборнике 62, а может притекать сбоку.
Охлаждающий элемент 2 по своим пространственным габаритам или, соответственно, размерам оптимизирован для того, чтобы вставляться или, соответственно, встраиваться в стойку 92 для тепловыделяющих элементов, изображенный на фиг. 2, в направлении вектора 38 гравитации, то есть, по существу, сверху. Для этого охлаждающий элемент 2 выполнен в виде подвесного охладителя. Для подвешивания на стойку 92 для тепловыделяющих элементов он имеет надлежащую форму и при необходимости надлежащие выступы или удерживающие элементы. Но охлаждающий элемент 2 может также стоять на дне стойки 92 для тепловыделяющих элементов.
На фиг. 2 показана стойка 92 для тепловыделяющих элементов со вставленными тепловыделяющими элементами 98 на виде в плане сверху. Стойка 92 для тепловыделяющих элементов, если смотреть в поперечном сечении, или, соответственно, на виде в плане, выполнена в виде двухмерной решетки. В стойку 92 для тепловыделяющих элементов вставлены множество тепловыделяющих элементов 98. Стойка 92 для тепловыделяющих элементов имеет здесь одно свободное место 106.
Стойка 92 для тепловыделяющих элементов в настоящем примере осуществления имеет 25 мест установки или, соответственно, вставления или, соответственно, шахт 104 (отсеков) для тепловыделяющих элементов 98. В два из этих мест для вставления вместо тепловыделяющих элементов 98 вставлены охлаждающие элементы 2. В экстремальном случае все места для вставления могут быть укомплектованы охлаждающими элементами 2.
При этом охлаждающие элементы 2 имеют в своем продольном направлении 14 длину l, которая, по существу, соответствует длине тепловыделяющих элементов 98. Но длина l может быть также выбрана несколько больше, так что каждый охлаждающий элемент 2 тогда выдается вверх из стойки 92 для тепловыделяющих элементов, и вода бассейна может также втекать сбоку (см. вверху). Каждый охлаждающий элемент 2 имеет здесь в этом примере осуществления по всей своей длине, по существу, постоянное квадратное поперечное сечение. Ширина b каждого охлаждающего элемента 2 соответствует, по существу, ширине в свету шахты 104, предусмотренного для его размещения. Вследствие выбора данных размеров данный охлаждающий элемент 2 вставляется в шахту 104 аналогичным образом, как и тепловыделяющий элемент 98.
В не изображенном детально варианте охлаждающие элементы 2 могут быть расположены вне стойки 92 для тепловыделяющих элементов, но при этом фиксация осуществляется на стойке 92 для тепловыделяющих элементов, причем предпочтительно посредством держателя, который вставлен в пустую шахту 104 и закреплен в ней.
Стойка 92 для тепловыделяющих элементов и размещенные в ней/на ней охлаждающие элементы 2 образуют систему 110 для охлаждения охлаждающей жидкости в бассейне для тепловыделяющих элементов.
На фиг. 3 схематично показан бассейн 115 для тепловыделяющих элементов, здесь, например, во внешнем месте хранения (временный склад), имеющий размещенную в нем стойку 92 для тепловыделяющих элементов, в которой, по меньшей мере, в некоторых местах, первоначально предусмотренных
- 4 030510
для тепловыделяющих элементов 98, размещены охлаждающие элементы 2. Охлаждающие элементы 2 каждый в отдельности или, будучи объединены в группы, включены в циркуляционные контуры 120 охлаждения. Циркуляционные контуры 120 охлаждения могут эксплуатироваться как активно (с помощью соответствующих насосов 134), так и пассивно. Для обратного охлаждения охлаждающего средства, нагретого в охлаждающих элементах 2, соответствующие обратные охладители 136 расположены внутри или вне здания, охватывающего бассейн 115 для тепловыделяющих элементов, и термически присоединены к надлежащему теплоприемнику. При двухфазовом циркуляционном контуре 120 охлаждения, который предпочтительно находит применение, охлаждающие элементы 2 действуют в качестве испарителей, а обратные охладители 136 в качестве конденсаторов для направляемого в циркуляционном контуре охлаждающего средства.
Соответствующее аналогично относится к показанной на фиг. 4 в качестве примера атомной электростанции, имеющей бассейн 115 для тепловыделяющих элементов (бассейн выдержки), находящийся в здании реактора, рядом с шахтой реактора, содержащей корпус 138 реактора под давлением.
Список ссылочных обозначений.
1. Охлаждающий элемент.
2. Корпус охлаждающего элемента.
14. Продольное направление.
20. Канал для конденсата.
26. Верхняя область.
32. Подводящий трубопровод.
34. Стрелка.
38. Вектор гравитации.
44. Нижняя область.
50. Конденсатосборник.
56. Испарительный канал.
62. Паросборник.
64. Теплообменник.
68. Отводящий трубопровод.
70. Стрелка.
74. Стрелка.
80. Стрелка.
92. Стойка для тепловыделяющих элементов.
98. Тепловыделяющий элемент.
104. Шахта.
106. Пустое место.
110. Система.
115. Бассейн для тепловыделяющих элементов.
120. Циркуляционный контур охлаждения.
130. Промежуток.
134. Насос.
136. Обратный охладитель.
138. Корпус реактора под давлением.
l. Длина. b. Ширина.
Claims (7)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Ядерная установка, имеющая бассейн (115) для тепловыделяющих элементов, который наполнен охлаждающей жидкостью и в котором размещена стойка (92) для тепловыделяющих элементов, имеющая шахты (104) для размещения тепловыделяющих элементов (98), при этом размещенные в шахты (104) тепловыделяющие элементы (98) находятся в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью в бассейне (115) для тепловыделяющих элементов, и при этом по меньшей мере один действующий в качестве теплообменника, включенный в циркуляционный контур (120) охлаждения и обтекаемый охлаждаемым средством охлаждающий элемент (2) погружается в охлаждающую жидкость, отличающаяся тем, что охлаждающий элемент (2) размещен в одной из шахт (104) вместо тепловыделяющего элемента (98).
- 2. Ядерная установка по п.1, в которой охлаждающий элемент (2) выполнен для вдвигания в одну из шахт (104) в стойке (92) для тепловыделяющих элементов.
- 3. Ядерная установка по п.2, в которой охлаждающий элемент (2), по меньшей мере, в поперечном сечении имеет габаритные размеры тепловыделяющего элемента (98), предусмотренного для вдвигания в стойку (92) для тепловыделяющих элементов.
- 4. Ядерная установка по одному из пп.1-3, в которой охлаждающий элемент (2) выполнен в виде- 5 030510подвесного охлаждающего элемента для подвешивания на стойку (92) для тепловыделяющих элементов.
- 5. Ядерная установка по одному из пп.1-4, в которой охлаждающий элемент (2) имеет по меньшей мере один канал (20, 56) для охлаждающего средства для проведения охлаждающего средства, циркулирующего в циркуляционном контуре (120) охлаждения.
- 6. Ядерная установка по одному из пп.1-5, в которой охлаждающий элемент имеет по меньшей мере один канал или промежуток (130) для проведения охлаждающей жидкости, находящейся в бассейне (115) для тепловыделяющих элементов.
- 7. Ядерная установка по одному из пп.1-6, в которой охлаждающий элемент (2) имеет по меньшей мере один канал (20) для конденсата для подвода жидкого охлаждающего средства в конденсатосборник (50), при этом охлаждающий элемент дополнительно включает в себя по меньшей мере один испарительный канал (56) для направления испаряющегося в нем охлаждающего средства в паросборник (62), и при этом охлаждающий элемент (2) также включает в себя подводящий трубопровод (32) и отводящий трубопровод (68) для подсоединения к циркуляционному контуру (120) охлаждения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014205085.5A DE102014205085A1 (de) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Kühlelement zum Kühlen der Kühlflüssigkeit in einem Brennelementbecken, zugehöriges System, Brennelementbecken und kerntechnische Anlage |
| PCT/EP2015/055532 WO2015140154A1 (de) | 2014-03-19 | 2015-03-17 | Kühlelement zum kühlen der kühlflüssigkeit in einem brennelementbecken, zugehöriges system, brennelementbecken und kerntechnische anlage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201691875A1 EA201691875A1 (ru) | 2017-02-28 |
| EA030510B1 true EA030510B1 (ru) | 2018-08-31 |
Family
ID=52781021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201691875A EA030510B1 (ru) | 2014-03-19 | 2015-03-17 | Ядерная установка |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10741295B2 (ru) |
| EP (1) | EP3120362B1 (ru) |
| JP (1) | JP6511070B2 (ru) |
| KR (1) | KR102369698B1 (ru) |
| CN (1) | CN106165022B (ru) |
| BR (1) | BR112016020114B1 (ru) |
| CA (1) | CA2940317C (ru) |
| DE (2) | DE202014010418U1 (ru) |
| EA (1) | EA030510B1 (ru) |
| ES (1) | ES2703205T3 (ru) |
| WO (1) | WO2015140154A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202014010122U1 (de) * | 2014-08-18 | 2015-04-01 | Westinghouse Electric Germany Gmbh | Brennelementlagerbeckenkühlmodul und Brennelementlagerbeckenkühlsystem |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3800857A (en) * | 1970-06-22 | 1974-04-02 | Belgonucleaire Sa | Process and apparatus for the storage of nuclear-irradiated fuel elements |
| GB2430999A (en) * | 2005-10-10 | 2007-04-11 | Mark Stephen Harding | Heat exchanger immersed in a fluid within a tank |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4289196A (en) * | 1971-07-14 | 1981-09-15 | The Babock & Wilcox Company | Modular heat exchangers for consolidated nuclear steam generator |
| JPS5356497A (en) | 1976-10-29 | 1978-05-22 | Hitachi Ltd | Fuel storage rack for nuclear reactor |
| DE2718305C2 (de) * | 1977-04-25 | 1984-07-12 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Brennelementlager |
| DE2944962A1 (de) | 1979-11-07 | 1981-05-21 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Lagerbecken fuer brennelemente von kernreaktoren |
| DE3130109A1 (de) * | 1981-07-30 | 1983-02-17 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | "kerntechnische anlage" |
| DE19632678A1 (de) * | 1996-08-14 | 1998-02-19 | Siemens Ag | Verfahren zum Lagern eines bestrahlten Kernreaktorbrennelements |
| DE19748222C1 (de) * | 1997-10-31 | 1999-07-15 | Siemens Ag | Verfahren zum Vorbereiten einer Endlagerung bestrahlter Brennstäbe eines Kernkraftwerks sowie Strahlenschutzbehälter |
| DE10217969A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Framatome Anp Gmbh | Zwischenlagersystem für Brennelemente aus einer kerntechnischen Anlage sowie Verfahren zum Betreiben eines derartigen Zwischenlagersystems |
| US8559586B2 (en) | 2003-12-31 | 2013-10-15 | Global Nuclear Fuel-Americas, Llc | Distributed clumping of part-length rods for a reactor fuel bundle |
| US7715517B2 (en) | 2006-09-13 | 2010-05-11 | Holtec International, Inc. | Apparatus and method for supporting fuel assemblies in an underwater environment having lateral access loading |
| US9803510B2 (en) | 2011-04-18 | 2017-10-31 | Holtec International | Autonomous self-powered system for removing thermal energy from pools of liquid heated by radioactive materials, and method of the same |
| DE102010035955A1 (de) | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Westinghouse Electric Germany Gmbh | Brennelementlagerbecken mit Kühlsystem |
| US9847148B2 (en) * | 2011-03-30 | 2017-12-19 | Westinghouse Electric Company Llc | Self-contained emergency spent nuclear fuel pool cooling system |
| JP2012230079A (ja) | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 原子力プラント、燃料プール水冷却装置及び燃料プール水冷却方法 |
| JP2014137239A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Toshiba Corp | 使用済み燃料プールの冷却装置及びその冷却方法 |
| KR101503266B1 (ko) * | 2013-07-18 | 2015-03-18 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 중성자 흡수체 및 냉각재를 포함한 하이브리드 히트파이프에 의한 원자력 발전소 설비 냉각용 잔열제거 시스템 |
-
2014
- 2014-03-19 DE DE202014010418.2U patent/DE202014010418U1/de not_active Expired - Lifetime
- 2014-03-19 DE DE102014205085.5A patent/DE102014205085A1/de not_active Ceased
-
2015
- 2015-03-17 ES ES15713402T patent/ES2703205T3/es active Active
- 2015-03-17 EA EA201691875A patent/EA030510B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-03-17 CN CN201580014778.0A patent/CN106165022B/zh active Active
- 2015-03-17 JP JP2016557227A patent/JP6511070B2/ja active Active
- 2015-03-17 EP EP15713402.4A patent/EP3120362B1/de active Active
- 2015-03-17 CA CA2940317A patent/CA2940317C/en active Active
- 2015-03-17 KR KR1020167028244A patent/KR102369698B1/ko active IP Right Grant
- 2015-03-17 WO PCT/EP2015/055532 patent/WO2015140154A1/de active Application Filing
- 2015-03-17 BR BR112016020114-0A patent/BR112016020114B1/pt active IP Right Grant
-
2016
- 2016-09-15 US US15/266,059 patent/US10741295B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3800857A (en) * | 1970-06-22 | 1974-04-02 | Belgonucleaire Sa | Process and apparatus for the storage of nuclear-irradiated fuel elements |
| GB2430999A (en) * | 2005-10-10 | 2007-04-11 | Mark Stephen Harding | Heat exchanger immersed in a fluid within a tank |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3120362B1 (de) | 2018-10-03 |
| JP2017508163A (ja) | 2017-03-23 |
| US10741295B2 (en) | 2020-08-11 |
| DE202014010418U1 (de) | 2015-09-23 |
| KR102369698B1 (ko) | 2022-03-02 |
| CA2940317C (en) | 2021-10-26 |
| ES2703205T3 (es) | 2019-03-07 |
| JP6511070B2 (ja) | 2019-05-15 |
| US20170004894A1 (en) | 2017-01-05 |
| BR112016020114A2 (ru) | 2017-08-15 |
| WO2015140154A1 (de) | 2015-09-24 |
| CA2940317A1 (en) | 2015-09-24 |
| BR112016020114B1 (pt) | 2022-03-08 |
| EP3120362A1 (de) | 2017-01-25 |
| EA201691875A1 (ru) | 2017-02-28 |
| KR20160135257A (ko) | 2016-11-25 |
| CN106165022A (zh) | 2016-11-23 |
| CN106165022B (zh) | 2018-05-04 |
| DE102014205085A1 (de) | 2015-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10854344B2 (en) | Air-cooled heat exchanger and system and method of using the same to remove waste thermal energy from radioactive materials | |
| JP6382236B2 (ja) | 使用済核燃料棒キャニスタ、使用済核燃料棒を管理するシステム、及び使用済核燃料棒により発生した崩壊熱を散逸させる方法 | |
| US9058906B2 (en) | Fuel element storage and cooling configuration | |
| US10325688B2 (en) | Passive heat removal system for nuclear power plant | |
| JP6692827B2 (ja) | 格納容器に内蔵の受動式除熱システム | |
| ES2806383T3 (es) | Sistema de refrigeración de reactor pasivo | |
| JP6315618B2 (ja) | 使用済燃料プールの代替受動的冷却システムおよび方法 | |
| KR20140011351A (ko) | 자급식 비상 사용후 핵연료 저장조 냉각 시스템 | |
| ES2682197T3 (es) | Aparato para refrigerar pasivamente un depósito de refrigerante de una central nuclear | |
| RU2670425C1 (ru) | Пассивная система охлаждения с естественной циркуляцией и способ | |
| WO2016093736A2 (ru) | Горизонтальный парогенератор для реакторной установки с водо-водяным энергетическим реактором и реакторная установка с указанным парогенератором | |
| KR20150045491A (ko) | 원자력 발전소의 기기 냉각수 계통 | |
| EA030510B1 (ru) | Ядерная установка | |
| JP6771402B2 (ja) | 原子力プラント | |
| JP2013127459A (ja) | 軽水炉用の代替的な使用済燃料プール遠隔冷却システムのための方法及び装置 | |
| CN108847292A (zh) | 一种用于乏燃料池非能动冷却的插入式热管蒸发段换热器 | |
| JPH08184691A (ja) | 熱交換制御装置の熱バルブ | |
| JP6947347B2 (ja) | 燃料プールと冷却モジュールとを備えた原子力施設 | |
| JP2013127465A (ja) | 沸騰水型原子炉用の代替的なサプレッションプール冷却のための方法及び装置 | |
| HUE032359T2 (hu) | Hûtõmodul pihentetõmedencéhez | |
| JP2017210910A (ja) | 熱電発電装置 | |
| JP2013217738A (ja) | 熱交換器 | |
| CZ25626U1 (cs) | Zařízení pro chlazení a regulaci teploty studené pasti pro čištění tekutých kovů jako chladivá pro energetické reaktory IV. generace a fúzní reaktory | |
| KR100282371B1 (ko) | 열교환기 | |
| JP2013002834A (ja) | 原子炉の非常用冷却装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |