RU2014148910A - Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки - Google Patents

Abstract

1. Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки водо-водяного энергетического реактора, включающая по меньшей мере один контур циркуляции охлаждающей воды, содержащий:- теплообменник, размещенный внутри объема защитной оболочки и включающий верхний и нижний коллекторы, соединенные теплообменными трубками,- подъемный и опускной трубопроводы, связанные с теплообменником,- емкость запаса охлаждающей воды, размещенную выше теплообменника вне объема защитной оболочки и соединенную с опускным трубопроводом,- паросбросное устройство, соединенное с подъемным трубопроводом, размещенное в емкости запаса воды и гидравлически связанное с последней, отличающаяся тем, что верхний и нижний коллекторы теплообменника разбиты на секции теплообменных трубок, исходя из условия:L/D≤20,где L - длина секции коллектора;D - внутренний диаметр коллектора,при этом конструкция подъемного трубопровода обеспечивает минимальную высоту тягового участка h, удовлетворяющую условию:,,где- суммарное гидравлическое сопротивление контура;h- высота теплообменника;g - ускорение свободного падения;Δρ=ρ-(ρ′(1-x)+ρ′′x);Δρ=ρ-ρ;ρ- плотность воды в опускном трубопроводе;ρ- плотность воды в подъемном трубопроводе в диапазоне высот теплообменника;ρ′, ρ′′ - плотности воды и пара в состоянии насыщения;x - среднее массовое паросодержание двухфазной смеси в тяговом участке.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она включает четыре канала, в каждом из которых установлены по четыре контура циркуляции охлаждающей воды.3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть подъемного трубопровода от верхних коллекторов секций теплообменников до паросбросного у

Claims (10)

1. Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки водо-водяного энергетического реактора, включающая по меньшей мере один контур циркуляции охлаждающей воды, содержащий:

- теплообменник, размещенный внутри объема защитной оболочки и включающий верхний и нижний коллекторы, соединенные теплообменными трубками,

- подъемный и опускной трубопроводы, связанные с теплообменником,

- емкость запаса охлаждающей воды, размещенную выше теплообменника вне объема защитной оболочки и соединенную с опускным трубопроводом,

- паросбросное устройство, соединенное с подъемным трубопроводом, размещенное в емкости запаса воды и гидравлически связанное с последней, отличающаяся тем, что верхний и нижний коллекторы теплообменника разбиты на секции теплообменных трубок, исходя из условия:

L/D≤20,

где L - длина секции коллектора;

D - внутренний диаметр коллектора,

при этом конструкция подъемного трубопровода обеспечивает минимальную высоту тягового участка h_ту, удовлетворяющую условию:

$$\Delta P_{сопр}^{к}=\Delta {\rho }_{my}g{h}_{my}+\Delta {\rho }_{mo}g{h}_{mo}$$

,

$$h_{my}=(\Delta P_{сопр}^{к}-\Delta {\rho }_{mo}g{h}_{mo})/\Delta {\rho }_{my}g$$

,

где $$\Delta P_{сопр}^{к}$$

- суммарное гидравлическое сопротивление контура;

h_mo - высота теплообменника;

g - ускорение свободного падения;

Δρ_my=ρ_хв-(ρ′(1-x)+ρ′′x);

Δρ_mo=ρ_хв-ρ_гв;

ρ_хв - плотность воды в опускном трубопроводе;

ρ_гв - плотность воды в подъемном трубопроводе в диапазоне высот теплообменника;

ρ′, ρ′′ - плотности воды и пара в состоянии насыщения;

x - среднее массовое паросодержание двухфазной смеси в тяговом участке.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она включает четыре канала, в каждом из которых установлены по четыре контура циркуляции охлаждающей воды.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть подъемного трубопровода от верхних коллекторов секций теплообменников до паросбросного устройства выполнена с наклоном вверх относительно горизонтали на угол не менее 10°.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что подъемный трубопровод включает участки, выполненные с углом наклона относительно горизонтали менее 10°, при этом указанные участки имеют длину L_уч1 и внутренний диаметр D_уч1, удовлетворяющие соотношению L_уч1/D_уч1≤10.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть опускного трубопровода выполнена с наклоном вниз относительно горизонтали на угол не менее 10°.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что опускной трубопровод включает участки, выполненные с углом наклона относительно горизонтали менее 10°, при этом указанные участки имеют длину L_уч2 и внутренний диаметр D_уч2, удовлетворяющие соотношению L_уч2/D_уч2≤10.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменные трубки имеют высоту, обеспечивающую выполнение условия наличия турбулентного режима конвекции на внешней поверхности теплообменника, при котором:

R_a>4·10¹²,

где $$R_a=\frac{g{l}^3{S}_c}{{\nu }^2}\cdot \frac{{\rho }_w-{\rho }_{зо}}{{\rho }_{зо}}$$

;

R_a - критерий Рэлея;

g - ускорение свободного падения;

l - характерный размер конструкции - высота трубок теплообменника;

ν - коэффициент кинематической вязкости паровоздушной среды;

ρ_w - плотность паровоздушной среды на наружной стенке трубчатки теплообменника;

ρ_зо - плотность паровоздушной среды в объеме защитной оболочки;

$$S_c=\frac{\nu }{D_{диф}}$$

- число Шмидта;

D_диф - коэффициент диффузии пара.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник размещен в подкупольном пространстве защитной оболочки.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что секция теплообменника имеет однорядный вертикальный пучок.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в секции теплообменника шаг между соседними трубками удовлетворяет условию эквивалентной плоской стенки.