RU111708U1

RU111708U1 - FIRST CIRCUIT DEVICE FOR TWO-CIRCUIT NUCLEAR POWER INSTALLATION

Info

Publication number: RU111708U1
Application number: RU2011123844/07U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Вячеславович Кожемякин; Александр Игоревич Коршунов; Николай Павлович Шаманов
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2011-12-20

Abstract

Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки, включающее водо-водяную кипящую активную зону, состоящую из тепловыделяющих сборок и межканального пространства, сепаратор пароводяной смеси, парогенератор, струйный насос и водо-водяной инжектор с соплами для подвода активной и пассивной сред, камерой смешения и выходным патрубком, отличающееся тем, что водо-водяной инжектор установлен в активной зоне на входе каждой тепловыделяющей сборки в соответствии с их количеством, выход парогенератора подключен к соплу для подвода воды струйного насоса и к входу в межканальное пространство активной зоны, выходной патрубок струйного насоса подключен к входам для активной среды каждого водо-водяного инжектора, входы для пассивной среды у которых соединены с выходом межканального пространства активной зоны, выходные патрубки водо-водяных инжекторов подключены к входам соответствующих тепловыделяющих сборок активной зоны, при этом для профилирования потока теплоносителя объемы камер смешения водо-водяных инжекторов выполнены уменьшающимися по мере отстояния последних от центра активной зоны к ее периферии. The device of the primary circuit of a double-circuit nuclear power plant, including a water-water boiling core, consisting of fuel assemblies and an interchannel space, a steam-water mixture separator, a steam generator, a jet pump and a water-water injector with nozzles for supplying active and passive media, a mixing chamber and an outlet a nozzle, characterized in that a water-water injector is installed in the core at the inlet of each fuel assembly in accordance with their number, the outlet of the steam generator is connected to the nozzle for supplying water to the jet pump and to the inlet to the interchannel space of the core, the outlet of the jet pump is connected to inputs for the active medium of each water-water injector, the inlets for the passive medium in which are connected to the outlet of the interchannel space of the core, the outlet pipes of the water-water injectors are connected to the inputs of the corresponding fuel assemblies of the core, while profiling the coolant flow The chambers of the mixing chambers of the water-water injectors are made decreasing as the distance of the latter from the center of the core to its periphery.

Description

Полезная модель относится к устройству первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной, в частности к обеспечению циркуляции теплоносителя через активную зону этого контура.The utility model relates to a primary circuit of a dual-circuit nuclear power plant with a boiling water-water active zone, in particular, to ensuring the circulation of the coolant through the active zone of this circuit.

Известно устройство первого контура двухконтурной энергетической установки, включающее водо-водяную кипящую активную зону и парогенератор см. патент №234271. В этом устройстве циркуляция теплоносителя в первом контуре осуществляется за счет естественной циркуляции самого теплоносителя, что не требует затрат электроэнергии и обеспечивает достаточно высокую надежность процесса. Недостатком такого устройства является невозможность создания компактной паропроизводящей установки из-за больших вертикальных габаритов, вызванных необходимостью размещения парогенератора намного выше активной зоны.A device is known for the first circuit of a dual-circuit power plant, including a boiling water-core and a steam generator, see patent No. 234271. In this device, the circulation of the coolant in the primary circuit is carried out due to the natural circulation of the coolant itself, which does not require energy and provides a sufficiently high process reliability. The disadvantage of this device is the inability to create a compact steam generating unit due to the large vertical dimensions caused by the need to place the steam generator much higher than the active zone.

Известна полезная модель «Устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки» патент №2342717, МПК G21C 15/25, являющаяся наиболее близкой к предлагаемому устройству по техническому решению. Данное устройство содержит водо-водяную кипящую активную зону, имеющую межканальное технологическое пространство и тепловыделяющие сборки, сепаратор пароводяной смеси, парогенератор, струйный насос, водяной инжектор. Струйный насос и водо-водяной инжектор в этом устройстве обеспечивают достаточно надежную циркуляцию теплоносителя в первом контуре и позволяют создать компактную паропроизводящую установку. Однако расход теплоносителя необходимо профилировать по тепловыделяющим сборкам что осуществляется с помощью дроссельных шайб, установленных на входе в тепловыделяющие сборки. Это увеличивает гидравлическое сопротивление активной зоны и затрудняет запуск струйного насоса на режимах малой мощности, что является недостатком прототипа.Known utility model "Devices of the first circuit of a dual-circuit nuclear power plant" patent No. 2342717, IPC G21C 15/25, which is the closest to the proposed device for a technical solution. This device contains a boiling water-water core having an inter-channel technological space and fuel assemblies, a steam-water mixture separator, a steam generator, a jet pump, and a water injector. The jet pump and the water-water injector in this device provide a fairly reliable circulation of the coolant in the primary circuit and allow you to create a compact steam generating unit. However, the coolant flow rate must be profiled for fuel assemblies, which is carried out using throttle washers installed at the entrance to the fuel assemblies. This increases the hydraulic resistance of the active zone and makes it difficult to start the jet pump at low power modes, which is a disadvantage of the prototype.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание первого контура двухконтурной моноблочной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной, в котором водо-водяные инжекторы обеспечивают устойчивую циркуляцию теплоносителя через межканальное пространство на всех режимах работы, а также выполняют функцию профилирования расходов.The technical result of the claimed utility model is the creation of the first circuit of a dual-circuit monoblock nuclear power plant with a boiling water-water core, in which the water-water injectors provide stable circulation of the coolant through the interchannel space at all operating modes, and also perform the function of profiling costs.

В заявляемой полезной модели для достижения данного технического результата предлагаемое устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной выполнено с активной зоной, содержащей межканальное пространство, тепловыделяющие сборки и водо-водяные инжекторы с выходными патрубками и камерами смешения, имеющие сопла для подвода активной и пассивной сред, воды от струйного насоса и межканального пространства соответственно, циркулирующих в первом контуре устройства, которое также содержит сепаратор пароводяной смеси, парогенератор и струйный насос, выполненный с соплами для подвода пара и воды. В данном устройстве первого контура выходы тепловыделяющих сборок активной зоны для теплоносителя подключены к входу сепаратора пароводяной смеси, выход для воды сепаратора подключен к входу парогенератора, а выход для пара сепаратора подключен к соплу для подвода пара струйного насоса, выход парогенератора подключен к соплу для подвода воды струйного насоса и к входу в межканальное пространство активной зоны, выходной патрубок струйного насоса подключен к входам для активной среды водо-водяных инжекторов, выход межканального пространства активной зоны подключен к входам для пассивной среды водо-водяных инжекторов, выходные патрубки которых подключены к входам в тепловыделяющие сборки активной зоны. Инжекторы выполнены с разными по объему камерами смешения.In the claimed utility model, in order to achieve this technical result, the proposed first-circuit device of a dual-circuit nuclear power plant with a boiling water-water core is made with a core containing inter-channel space, fuel assemblies and water-water injectors with outlet pipes and mixing chambers having nozzles for the supply of active and passive environments, water from the jet pump and interchannel space, respectively, circulating in the first circuit of the device, which also contains a steam-water mixture separator, a steam generator and a jet pump made with nozzles for supplying steam and water. In this primary circuit device, the outputs of the heat-generating assemblies of the core for the coolant are connected to the input of the steam-water separator, the output for water of the separator is connected to the input of the steam generator, and the output for steam of the separator is connected to the nozzle for supplying steam to the jet pump, the output of the steam generator is connected to the nozzle for supplying water jet pump and to the entrance to the interchannel space of the active zone, the outlet pipe of the jet pump is connected to the inputs for the active medium of water-water injectors, the output of the interchannel space core nstva connected to the inputs for the passive medium pressurized water injectors, output pipes are connected to the inputs of the fuel assemblies in the core. Injectors are made with mixing chambers of various sizes.

Теплоносителем является вода, однако, на выходе активной зоны теплоносителем становится пароводяная смесь.The coolant is water, however, at the outlet of the active zone, the steam-water mixture becomes the coolant.

Предлагаемое техническое решение устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки обеспечивает подачу в межканальное пространство активной зоны теплоносителя - воды более низкой температуры, обеспечивает регулирование объема подачи теплоносителя на входе тепловыделяющих сборок в зависимости от их удаленности от центра активной зоны и улучшает теплообмен в тепловыделяющих сборках за счет дополнительной турбулезации потока водо-водяными инжекторами, установленными на их входе.The proposed technical solution for the device of the primary circuit of a dual-circuit nuclear power plant ensures the supply to the interchannel space of the active zone of the coolant - water of lower temperature, provides control of the flow rate of the coolant at the inlet of the fuel assemblies depending on their distance from the center of the active zone and improves heat transfer in the fuel assemblies due to additional turbulence of the flow with water-water injectors installed at their inlet.

В двухконтурной ядерной энергетической установке с водо-водяной кипящей активной зоной часть теплоносителя отбирается за парогенератором и направляется в межканальное пространство активной зоны, а затем поступает на водо-водяные инжекторы, установленные на входах в тепловыделяющие сборки. Эта часть теплоносителя для водо-водяных инжекторов является пассивной средой, активной же средой является теплоноситель, поступающий от струйного насоса.In a dual-circuit nuclear power plant with a boiling water-water core, part of the coolant is taken after the steam generator and sent to the interchannel space of the core, and then it goes to the water-water injectors installed at the entrances to the fuel assemblies. This part of the coolant for water-water injectors is a passive medium, while the active medium is the coolant coming from the jet pump.

На фигуре 1 представлена схема устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки.The figure 1 presents a diagram of the device of the first circuit of a dual-circuit nuclear power plant.

Устройство первого контура содержит активную зону 1, включающую тепловыделяющие сборки 2 и межканальное пространство 3, со входами 4 и 5 для теплоносителя и водо-водяные инжекторы 6, с соплами для подвода активной среды 7, соплами для подвода пассивной среды 8, камерами смешения 9 и выходными патрубками 10, а также сепаратор пароводяной смеси 11, парогенератор 12 и струйный насос 13.The primary circuit device contains an active zone 1, including fuel assemblies 2 and interchannel space 3, with inputs 4 and 5 for the coolant and water-water injectors 6, with nozzles for supplying an active medium 7, nozzles for supplying a passive medium 8, mixing chambers 9 and output pipes 10, as well as a steam-water mixture separator 11, a steam generator 12 and a jet pump 13.

Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки работает следующим образом. Теплоноситель проходит тепловыделяющие сборки 2 нагревается до насыщения и частично испаряется. Выходящая из активной зоны 1 двухфазная пароводяная смесь направляется на сепаратор 11, в котором разделяется на насыщенный пар и насыщенную воду. Пар из сепаратора 11 направляется на струйный насос 13, а вода из сепаратора 11 проходит парогенератор 12 охлаждается и с некоторым недогревом до насыщении поступает на струйный насос 13 и через вход 4 в межканальное пространство 3 активной зоны 1. В струйном насосе 13 пар и вода смешиваются, разгоняются, пар конденсируется и получившийся однофазный поток тормозится в диффузоре струйного насоса, далее вода поступает через вход 5 активной зоны 1 на сопла для подвода активной среды 7 водо-водяных инжекторов 6. Вода из межканального пространства 3 подводится через сопла для подвода пассивной среды 8. В водо-водяных инжекторах 6 вода из межканального пространства 3 и вода из струйного насоса 13 смешиваются и затем по выходным патрубкам 10 теплоноситель поступает на тепловыделяющие сборки 2, где тормозится в диффузорной части тепловыделяющих сборок. Соотношение расходов теплоносителя определяется объемом камер смешения 9, то есть их размерами - диаметром и высотой.The device of the first circuit of a dual-circuit nuclear power plant operates as follows. The coolant passes through the fuel assembly 2 is heated to saturation and partially evaporates. The two-phase steam-water mixture leaving the core 1 is sent to a separator 11, in which it is separated into saturated steam and saturated water. The steam from the separator 11 is sent to the jet pump 13, and the water from the separator 11 passes through the steam generator 12 and, with some underheating, is fed to the jet pump 13 and through the inlet 4 into the interchannel space 3 of the active zone 1. In the jet pump 13, steam and water are mixed , accelerate, steam condenses and the resulting single-phase flow is inhibited in the diffuser of the jet pump, then water flows through the inlet 5 of the active zone 1 to the nozzles for supplying an active medium 7 water-water injectors 6. Water from the interchannel space 3 ditsya through the nozzle for supplying a passive medium 8. The pressurized water from the water injectors 6 interchannel spaces 3 and water from the jet pump 13, mixed and then the coolant outlet nipple 10 enters the fuel assemblies 2, wherein the diffuser part is inhibited in the fuel assemblies. The ratio of the flow rate of the coolant is determined by the volume of the mixing chambers 9, that is, their sizes - diameter and height.

Claims

The device of the first circuit of a dual-circuit nuclear power plant, including a boiling water-water core consisting of fuel assemblies and an interchannel space, a steam-water mixture separator, a steam generator, a jet pump and a water-water injector with nozzles for supplying active and passive media, a mixing chamber and an outlet a nozzle, characterized in that the water-water injector is installed in the active zone at the inlet of each fuel assembly in accordance with their number, the output of the steam generator is connected to for supplying water to the jet pump and to the entrance to the interchannel space of the active zone, the outlet nozzle of the jet pump is connected to the inputs for the active medium of each water-water injector, the passive medium inputs of which are connected to the output of the interchannel space of the active zone, the water and water outlet pipes the injectors are connected to the inputs of the corresponding fuel assemblies of the core, while for profiling the flow of coolant, the volumes of the mixing chambers of the water-water injectors are made smaller last equidistance from the core center to the periphery.