RU2050025C1 - Emergency cooling system of reactor installation - Google Patents

Emergency cooling system of reactor installation Download PDF

Info

Publication number
RU2050025C1
RU2050025C1 SU925042902A SU5042902A RU2050025C1 RU 2050025 C1 RU2050025 C1 RU 2050025C1 SU 925042902 A SU925042902 A SU 925042902A SU 5042902 A SU5042902 A SU 5042902A RU 2050025 C1 RU2050025 C1 RU 2050025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
condenser
tank
steam generator
valve
Prior art date
Application number
SU925042902A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.А. Гершевич
В.В. Безлепкин
В.Ф. Ермолаев
А.А. Зубков
А.М. Маринич
А.В. Молчанов
Original Assignee
Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова filed Critical Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова
Priority to SU925042902A priority Critical patent/RU2050025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2050025C1 publication Critical patent/RU2050025C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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

  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: emergency cooling system of reactor installation has reactor coupled by circulation pipe-lines to steam generators (one or several). Between steam volume and feeding pipe-line of each steam generator there is located emergency circuit composed of surface condenser submerged into tank with water, pipe-lines coupling condenser to steam (at inlet) and feeding (at outlet) pipe-lines of steam generator and emergency valve with passive controlling device. Each steam generator of system is fitted with additional emergency circuit incorporating bubbling device submerged into tank with water with fast-action pressure regulator at inlet and pipe-line coupling these devices to steam and feeding pipe-lines of steam generator. Tank with water is manufactured as one unit for both circuits and is divided into two compartments. Condenser is positioned in one compartment separated by partition with clearance by bottom of tank of other compartment. Uncontrolled throttle is mounted above compartment with condenser. Passive controlling device of emergency valve is equipped by servo drive with electromagnetic brake and is connected by means of warning lines to drain line of condenser upstream of valve and to feeding pipe-line of steam generator down stream of feeding pump. Water volume of tank is connected to drain line of condenser with pipe-line with auxiliary feeding pump and return valve in it. EFFECT: enhanced operational safety of reactor installation. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ядерным энергетическим установкам с реактором, охлаждаемым водой под давлением. The invention relates to nuclear power plants with a reactor cooled by water under pressure.

Известны системы активного охлаждения реакторной установки, дающие возможность отвода тепла за счет сбросов пара из парогенератора в имеющееся оборудование тепловой схемы станции: например, сбросом пара в специальный технологический конденсатор поверхностного типа, либо непосредственно в конденсатор турбины (через быстродействующее редукционное устройство, используется также аварийный сброс пара прямо в атмосферу) [1]
Известна система пассивного охлаждения путем отвода тепла за счет сброса из парогенератора пара в специальный для этого аварийный конденсатор с последующим сливом конденсата в парогенератор самотеком за счет естественной циркуляции, когда конденсатор помещен в бак охлаждающей воды, из которого в ходе отвода тепла от конденсатора вода выпаривается, бак автоматически подпитывается водой, а включение конденсатора обеспечивается установленным на сливной линии конденсата аварийным клапаном с пассивным управляющим устройством, открывающим клапан при повышении давления в паропроводе за парогенератором [2]
Основными недостатками указанных систем аварийного охлаждения являются: аварийный сброс пара в технологический конденсатор или конденсатор турбины возможен только при наличии электропитания в установке вне зависимости от ее послеаварийного состояния, а также при сохранении послеаварийной работоспособности всей системы охлаждения этих конденсаторов; в приведенных системах пассивного охлаждения срабатывание аварийных клапанов и соответственно включение в работу конденсатора, происходит от любого повышения давления в парогенераторе вне зависимости от исходных событий, в том числе и при наличии в этом время электропитания в системе. Кроме того, пассивное управляющее устройство аварийного клапана срабатывает только от повышения давления в парогенераторе, в то время как могут быть аварии, при которых давление это не повышается, а включение системы охлаждения требуется незамедлительное.There are known systems for active cooling of a reactor installation, which make it possible to remove heat by discharging steam from a steam generator into the existing equipment of the plant’s thermal circuit: for example, by discharging steam into a special surface-type process condenser, or directly into a turbine condenser (via a high-speed reduction device, an emergency discharge is also used steam directly to the atmosphere) [1]
A known system of passive cooling by removing heat by dumping steam from a steam generator into a special emergency condenser for this purpose, followed by drainage of condensate into the steam generator by gravity due to natural circulation, when the condenser is placed in a cooling water tank, from which water is evaporated during heat removal from the condenser, the tank is automatically energized with water, and the condenser is switched on by an emergency valve installed on the condensate drain line with a passive control device, I open they valve when the pressure in the steam pipe for a steam generator [2]
The main disadvantages of these emergency cooling systems are: emergency steam discharge into the process condenser or turbine condenser is possible only if there is power supply in the installation, regardless of its emergency state, as well as maintaining the emergency operation of the entire cooling system of these condensers; in the above systems of passive cooling, the actuation of emergency valves and, accordingly, the inclusion of a condenser in the operation, occurs from any increase in pressure in the steam generator, regardless of the initial events, including when there is power supply to the system at that time. In addition, the passive control device of the emergency valve is triggered only by increasing the pressure in the steam generator, while there may be accidents in which this pressure does not increase, and the cooling system must be turned on immediately.

На фиг.1 изображена предлагаемая система, общий вид; на фиг.2 узел пассивного управляющего устройства аварийного клапана; на фиг.3 вариант системы с подогревом конденсата; на фиг.4 пассивное охлаждение герметичной оболочки реакторного помещения. Figure 1 shows the proposed system, General view; in Fig.2 node passive control device emergency valve; figure 3 version of the system with condensate heating; figure 4 passive cooling of the sealed shell of the reactor room.

Система состоит из реактора 1, циркуляционных трубопроводов 2, парогенератора 3 с трубным пучком 4, питательного трубопровода 5 от питательного электронасоса 6, паропроводов 7 с быстродействующим запорно-отсечным клапаном 8 и предохранительным клапаном 9, аварийного отвода 10, бака 11 охлаждающей воды с поверхностным конденсатором 12 в отсеке 13 и перегородкой 14, предохранительной мембраной 15, нерегулируемым дросселем 16 с барботером 17, барботажного устройства 18, линией 19 перелива и охлаждающего контура 20, сливных линий 21 и 22, аварийного клапана 23 с пассивным управляющим устройством 24. The system consists of a reactor 1, circulation pipelines 2, a steam generator 3 with a tube bundle 4, a feed pipe 5 from a feed pump 6, steam pipes 7 with a quick shut-off valve 8 and a safety valve 9, an emergency drain 10, a cooling water tank 11 with a surface condenser 12 in the compartment 13 and the partition 14, the safety membrane 15, the unregulated throttle 16 with the bubbler 17, the bubbler device 18, the overflow line and the cooling circuit 20, drain lines 21 and 22, the emergency valve 23 with passive control device 24.

Устройство 24 является приводом аварийного клапана 23, присоединяется сигнальными линиями к сливной линии 21 (присоединение до клапана 23) и к питательному трубопроводу 5 (присоединение после питательного насоса 6) и включает поршневой цилиндр 25, сервопривод 26, перепускные линии 27-30, электромагнитный тормоз 31 с якорем 32 и обратный клапан 33. The device 24 is the actuator of the emergency valve 23, is connected by signal lines to the drain line 21 (connection to the valve 23) and to the supply pipe 5 (connection after the feed pump 6) and includes a piston cylinder 25, servo 26, overflow lines 27-30, electromagnetic brake 31 with armature 32 and check valve 33.

Система также содержит быстродействующую редукционную установку 34, соединительные трубопроводы 35, сливную питательную линию 36 с вспомогательным питательным электронасосом 37 и обратным клапаном 38, запорную арматуру 39 и обратный клапан 40 на питательной линии парогенератора. The system also includes a high-speed reduction installation 34, connecting pipelines 35, a drain feed line 36 with an auxiliary feed pump 37 and a check valve 38, shut-off valves 39 and a check valve 40 on the feed line of the steam generator.

В вариантах исполнения системы добавляются нагревательная емкость 41, перепускная линия 42 с обратным клапаном 43, аварийный питательный патрубок 44 и перед ним обратный клапан 45, опускная 46 и подъемная 47 линии охлаждающих каналов 48 герметичной оболочки 49. In embodiments of the system, a heating tank 41, an overflow line 42 with a check valve 43, an emergency feed pipe 44 and a check valve 45 in front of it, a downflow 46 and a lift 47 line of cooling channels 48 of the hermetic shell 49 are added.

Система (фиг.1) работает следующим образом. The system (figure 1) works as follows.

В парогенератор 3 по трубопроводу 5 питательным электронасосом 6 подается вода, нагрев и испарение которой обеспечивает отвод тепла от ядерного реактора 1 за счет охлаждения воды первого (реакторного) контура в трубном пучке 4 парогенератора, а образующийся в парогенераторе пар отводится по паропроводу 7 к турбине. При аварии с полным обесточиванием станции и последующей остановкой реактора 1 перекрытия гидроприводного быстродействующего клапана 8 и отключения (из-за обесточивания) питательного электронасоса 6 открывается аварийный клапан 23 с пассивным управляющим устройством 24, обеспечивающим открытие этого клапана от импульса падения давления в питательном трубопроводе 5, и пар из парогенератора 3 через аварийный отвод 10 направляется в поверхностный конденсатор 12, размещенный в отсеке 13 бака 11 охлаждающей воды, а конденсат через сливную линию 21 и аварийный клапан 23 самотеком сливается под уровень воды парогенератора 3. Благодаря наличию участка конденсации в контуре 3-10-12-21-23-22-3 образуется естественная циркуляция. Water is supplied to the steam generator 3 through the pipeline 5 by the feed pump 6, heating and evaporation of which provides heat removal from the nuclear reactor 1 by cooling the water of the first (reactor) circuit in the tube bundle 4 of the steam generator, and the steam generated in the steam generator is discharged through the steam pipeline 7 to the turbine. In an accident with a complete blackout of the station and the subsequent shutdown of the reactor 1 of shutting off the hydraulic quick-acting valve 8 and shutting down (due to de-energization) of the power supply pump 6, the emergency valve 23 opens with a passive control device 24, which opens this valve from the pressure drop pulse in the supply pipe 5, and steam from the steam generator 3 through the emergency outlet 10 is sent to a surface condenser 12 located in the compartment 13 of the cooling water tank 11, and the condensate through the drain line 21 and the emergency valve 23 by gravity merges under the water level of the steam generator 3. Due to the presence of the condensation section in the circuit 3-10-12-21-23-22-3, a natural circulation is formed.

При включении конденсатора 12 происходит интенсивное выпаривание воды в отсеке 13 до уровня А, при котором срабатывает нерегулируемый дроссель 16 за счет повышения давления в отсеке 13 на величину перепада уровней А и В в отсеке и баке, после чего пар из дросселя 16 сбрасывается в бак 11 через барботер 17, а вода через зазор Д между перегородкой 14 и днищем бака 11 перетекает из основного объема Е в отсек 13. Проходное сечение дросселя 16 выбирается так, чтобы скорость залива водой теплопередающей поверхности конденсатора обеспечивала заданную скорость расхолаживания реактора через данную парогенераторную петлю. When the condenser 12 is turned on, water is intensively evaporated in compartment 13 to level A, at which an unregulated choke 16 is activated by increasing the pressure in compartment 13 by the difference in levels A and B in the compartment and tank, after which the steam from the choke 16 is discharged into tank 11 through the bubbler 17, and the water through the gap D between the partition 14 and the bottom of the tank 11 flows from the main volume E into the compartment 13. The passage section of the throttle 16 is selected so that the speed of water filling the heat transfer surface of the condenser provides a given speed v dampening reactor steam generator through this loop.

В нормальных условиях эксплуатации циркуляция в конденсаторе 12 отсутствует, а внутренний объем труб конденсатора и вся линия 21 до клапана 23 заполнены сконденсировавшимся паром (конденсатом) при температуре, близкой к температуре охлаждающей воды в баке 11. При этом из-за отсутствия процесса конденсации исключается возможность накопления в конденсаторе неконденсирующихся газов. Under normal operating conditions, there is no circulation in the condenser 12, and the internal volume of the condenser pipes and the entire line 21 to the valve 23 are filled with condensed steam (condensate) at a temperature close to the temperature of the cooling water in the tank 11. In this case, due to the absence of the condensation process, the possibility accumulation of non-condensable gases in the condenser.

При аварийной подаче пара в конденсатор 12 в ограниченном отсеке 13 начинается интенсивное испарение воды, повышение давления и вытеснение оставшейся в отсеке воды до уровня А; вода из отсека переливается в объем Е бака через зазор Д, при этом объем Е (и соответственно открытый уровень воды в нем) значительно превосходит объем (и открытый уровень) в отсеке 13, так что поднятие уровня В в объеме Е после перелива воды из отсека невелико и давление над уровнем в объеме Е практически не изменяется (для бака применительно к установке эл. мощностью 500 МВт поднятие этого уровня получено не более 0,1 от величины снижения уровня в отсеке). Таким образом, пока имеется перепад уровней А и В давление над уровнем в отсеке 13 всегда будет выше давления над уровнем в объеме Е. In case of emergency steam supply to the condenser 12 in the limited compartment 13, intense evaporation of water begins, increasing the pressure and displacing the remaining water in the compartment to level A; water from the compartment is poured into the tank volume E through the gap D, while the volume E (and therefore the open water level in it) significantly exceeds the volume (and the open level) in the compartment 13, so that raising the level B in the volume E after the overflow of water from the compartment small and the pressure above the level in volume E practically does not change (for a tank with respect to the installation of an electric power of 500 MW, an increase in this level was obtained no more than 0.1 of the level decrease in the compartment). Thus, while there is a difference in levels A and B, the pressure above the level in compartment 13 will always be higher than the pressure above the level in volume E.

При давлении в отсеке, равном максимальной разности уровней В и А (необходимая величина устанавливается расчетом, при этом уровень А всегда выше отметки зазора Д), происходит срабатывание (открытие) дросселя 16 и паз из отсека 13 начинает перетекать в объем Е. Конструкция дросселя значения не имеет; он может быть в виде, например, выбиваемого гидрозатвора с фиксированным проходным сечением или разрывной мембраны аналогичного назначения. "Дроссель" он лишь в том смысле, что после срабатывания (открытия) обеспечивает ограниченный (величиной проходного сечения) расход перетекаемого пара из отсека, а, следовательно, препятствует недопустимой скорости заполнения отсека водой, скорости залива водой наружной поверхности конденсатора (т.е. скорости включения поверхности конденсатора в работу) и, в конечном итоге, недопустимой скорости расхолаживания. Проходное сечение дросселя рассчитывается для конкретных условий. When the pressure in the compartment is equal to the maximum difference in levels B and A (the required value is set by calculation, while the level A is always above the clearance mark D), the throttle 16 is triggered (opened) and the groove from the compartment 13 begins to flow into the volume E. The throttle design does not have; it can be in the form of, for example, a knockout hydraulic seal with a fixed flow area or a bursting membrane for a similar purpose. It’s a “throttle” only in the sense that after actuation (opening) it provides a limited (by passage size) flow rate of the flowing steam from the compartment, and therefore, prevents the unacceptable rate of filling the compartment with water, the speed of filling the outer surface of the condenser with water (i.e. the speed at which the capacitor surface is turned on) and, ultimately, the unacceptable damping speed. The throttle bore is calculated for specific conditions.

После срабатывания дросселя 16 происходит вновь заполнение отсека 13 через зазор Д за счет стремления системы к выравниванию уровней в отсеке и баке. Но благодаря тому, что проходное сечение зазора Д, через который выдавливается вода из отсека, значительно больше проходного сечения дросселя 16, обеспечивается быстрое вытеснение воды из отсека в начале процесса и медленное заполнение отсека водой в ходе выравнивания уровней в отсеке и баке. Расчет динамики процесса, выполненный для реакторной установки Nэл500 МВт, показал, что с учетом конкретных объемов воды в отсеке и баке, принятых сечений зазора Д и дросселя 16 при реальных для такой установки тепловыделениях и теплосъемах, вытеснение воды из отсека происходит за 100-200 с, а заполнение отсека (при заданной скорости расхолаживания не более 60оС/ч) за 2,0-2,5 ч.After the operation of the throttle 16, the compartment 13 is again filled through the gap D due to the tendency of the system to equalize the levels in the compartment and the tank. But due to the fact that the passage section of the gap D, through which water is squeezed out of the compartment, is much larger than the passage section of the choke 16, the water is quickly displaced from the compartment at the beginning of the process and the compartment is slowly filled with water during leveling in the compartment and tank. The calculation of the process dynamics, performed for a reactor installation of N e 500 MW, showed that taking into account the specific volumes of water in the compartment and the tank, the accepted cross sections of the gap D and the choke 16 for real heat dissipation and heat removal for this installation, water is displaced from the compartment in 100- 200, a filling compartment (at a predetermined shutdown cooling rate not exceeding 60 ° C / hr) for 2.0-2.5 hours.

Необходимость иметь в начале процесса расхолаживания малую рабочую поверхность конденсатора (т.е. низкий уровень залива ее в отсеке 13) и последовательное в ходе расхолаживания увеличение этой поверхности (повышение уровня в отсеке 13) связано с тем, что в начале расхолаживания, когда в конденсатор поступает пар максимальных параметров, процесс отвода тепла конденсатором идет при максимальных температурных напорах, т.е. максимально интенсивно; в конце расхолаживания, наоборот, параметры пара (давление, температура) снижаются, а температура охлаждающей воды в баке (отсеке) повышается, и процесс отвода тепла идет при минимальных температурных напорах, т.е. достаточно вяло, что соответственно требует включения большей поверхности теплообмена. The need to have a small working surface of the capacitor at the beginning of the cooling process (i.e., a low level of its filling in compartment 13) and a consistent increase in this surface during cooling (increasing the level in compartment 13) due to the fact that at the beginning of cooling, when in the condenser steam of maximum parameters arrives, the process of heat removal by the condenser proceeds at maximum temperature pressures, i.e. as intense as possible; at the end of the cooling, on the contrary, the steam parameters (pressure, temperature) decrease, and the temperature of the cooling water in the tank (compartment) rises, and the heat removal process occurs at minimum temperature pressures, i.e. rather sluggish, which accordingly requires the inclusion of a larger heat transfer surface.

Проведенные применительно к базовой установке Nэл. 500 МВт расчеты показали, что для обеспечения скорости расхолаживания в пределах, не превышающих допустимые значения (принято не более 60оС/ч), необходимая рабочая поверхность конденсатора в начале расхолаживания не должна превышать 20-25% от его общей поверхности это и должно быть обеспечено быстрым снижением уровня воды в отсеке до заданного значения А, а интенсивность последующего заполнения отсека для обеспечения скорости расхолаживания, не превышающей допустимую, определенной величиной проходного сечения дросселя 16. Высокая скорость расхолаживания в ходе первоначального вытеснения воды из отсека (в течение 100-120 с) принимается как кратковременное явление при переходном режиме.Conducted in relation to the basic installation of N e. 500 MW calculations showed that in order to ensure the cooling rate within the limits not exceeding the permissible values (accepted not more than 60 ° C / h), the required working surface of the capacitor at the beginning of cooling should not exceed 20-25% of its total surface, this should be it is ensured by a rapid decrease in the water level in the compartment to a predetermined value A, and the intensity of the subsequent filling of the compartment to provide a cooling rate not exceeding the permissible value by a certain value of the orifice of the throttle 16. High speed damping during the initial displacement of water from the compartment (within 100-120 s) is accepted as a short-term phenomenon in the transition mode.

При аварии без потери электропитания, но также приводящей к остановке реактора 1, закрываются клапан 8 и запорная арматура 39, включается быстродействующая редукционная установка 34 (электроприводной клапан которой открывается при повышении давления в парогенераторе или от другого сигнала системы блокировки, например, разгерметизации первого контура), пар из паропровода 7 сбрасывается в барботажное устройство 18 бака 11, а образующийся конденсат, перемешанный с водой бака 11, вспомогательным питательным электронасосом 37 возвращается в парогенератор 3; вода в баке 11 охлаждается специальным контуром 20. Для защиты от заброса воды из парогенератора на питательных трубопроводах установлены обратные клапаны 38 и 40. In an accident without loss of power, but also leading to a shutdown of reactor 1, valve 8 and shutoff valves 39 are closed, a quick-acting reduction unit 34 is turned on (the electric actuator valve of which opens when the pressure in the steam generator increases or from another signal from the blocking system, for example, depressurization of the primary circuit) , steam from the steam line 7 is discharged into the bubbler device 18 of the tank 11, and the condensate formed, mixed with the water of the tank 11, is returned to the steam by the auxiliary feed pump 37 generator 3; the water in the tank 11 is cooled by a special circuit 20. To protect against water reflux from the steam generator, check valves 38 and 40 are installed on the feed pipelines.

В случае аварийного несрабатывания обоих контуров охлаждения и невозможности их принудительного пуска давление в парогенераторе повышается до срабатывания предохранительного клапана 9, пар из которого сбрасывается в бак 11 через барботажное устройство 18; при этом наличие в баке 11 линии 19 перелива и предохранительной мембраны 15 исключает превышение давления в баке, а сброс среды от мембраны 15 под герметичную оболочку 49 (перекрывающую реакторное помещение), окончательно препятствует попаданию пара или его конденсата в атмосферу. Последнее имеет значение при появлении активности в контуре парогенератора. In the event of an emergency failure of both cooling circuits and the impossibility of their forced start-up, the pressure in the steam generator rises until the safety valve 9 activates, the steam from which is discharged into the tank 11 through a bubbler device 18; in this case, the presence in the tank 11 of the overflow line 19 and the safety membrane 15 eliminates the excess pressure in the tank, and the discharge of the medium from the membrane 15 under the sealed shell 49 (covering the reactor room), finally prevents the entry of steam or its condensate into the atmosphere. The latter is important when activity appears in the steam generator circuit.

На фиг.2 показано пассивное управляющее устройство 24 аварийного клапана 23, состоящее из поршневого цилиндра 25 и сервопривола 26; концевые полости сервопривода соединены: одна (линией 27) с питательным трубопроводом 5, другая (линией 28) со сливной линией 21 от конденсатора 12, и от сервопривода к полостям поршневого цилиндра линиями 29 и 30. В нормальных условиях эксплуатации (фиг.2, а), когда давление в питательном трубопроводе 5 превышает давление в парогенераторе 3 и конденсаторе 12 сервопривод по линиям 27 и 29 передает импульс на закрытие клапана 23; при обесточивании системы и соответственно падении давления в питательном трубопроводе 5 (фиг.2, б) сервопривод по линиям 28 и 30 передает импульс на открытие клапана 23. Обратный клапан 33 обеспечивает перетечку воды из поршневого цилиндра 25 при движении поршня на закрытие клапана 23. Figure 2 shows a passive control device 24 of the emergency valve 23, consisting of a piston cylinder 25 and a servo-driver 26; the end cavities of the servo drive are connected: one (line 27) with the feed pipe 5, the other (line 28) with the drain line 21 from the condenser 12, and from the servo to the piston cylinder cavities with lines 29 and 30. Under normal operating conditions (Fig. 2, a ), when the pressure in the supply pipe 5 exceeds the pressure in the steam generator 3 and the condenser 12, the servo drive transmits an impulse to close the valve 23 through lines 27 and 29; when the system is de-energized and, accordingly, the pressure drops in the supply pipe 5 (Fig. 2, b), the servo along lines 28 and 30 transmits an impulse to open the valve 23. The check valve 33 provides water overflow from the piston cylinder 25 when the piston moves to close the valve 23.

Для предотвращения открытия аварийного клапана 23 при авариях, не связанных с потерей электропитания на станции, т.е. невозможности непредусмотренного включения системы пассивного охлаждения, сервопривод 26 снабжен электромагнитным тормозом 31, который при наличии электропитания удерживает якорь 32, препятствуя срабатыванию пассивного управляющего устройства 24. При эксплуатационной необходимости принудительного включения системы пассивного охлаждения электромагнитный тормоз 31 может быть специально на требуемый период обесточен (с одновременным если это необходимо для создания перепада давления в управляемом устройстве 24 отключением питательного насоса 6). To prevent the opening of the emergency valve 23 in case of accidents not related to the loss of power at the station, i.e. the impossibility of unintentionally turning on the passive cooling system, the servo drive 26 is equipped with an electromagnetic brake 31, which, if there is power supply, holds the armature 32, preventing the operation of the passive control device 24. If the passive cooling system is forced to be activated automatically, the electromagnetic brake 31 can be de-energized for the required period (with simultaneous if necessary to create a pressure drop in the controlled device 24 by turning off the power pump 6).

На фиг. 3 показана система, в которой на сливной линии 22 за аварийным клапаном 23 установлена промежуточная емкость 41, через которую в нормальных условиях эксплуатации по линии 42 (с обратным клапаном 43) проходит часть воды из питательного трубопровода 5, благодаря чему емкость находится при температуре питательной воды. Это позволяет при аварийном открытии клапана 23 сбрасывать из конденсатора 12 находящийся там охлажденный конденсат через нагретую воду в емкости 41, в которой за счет смешивания сред конденсат подогревается перед поступлением в парогенератор 3; это исключает заброс холодной воды в парогенератор при включении аварийного охлаждения и тем самым улучшает условия эксплуатации аварийного питательного патрубка 44 на корпусе парогенератора. На сливной линии 22 между питательным патрубком 44 и емкостью 41 установлен обратный клапан 45. In FIG. Figure 3 shows a system in which an intermediate tank 41 is installed on the drain line 22 behind the emergency valve 23, through which, under normal operating conditions, part of the water from the feed pipe 5 passes through line 42 (with a check valve 43), so that the tank is at the temperature of the feed water . This allows the emergency opening of the valve 23 to discharge from the condenser 12 the cooled condensate located there through heated water in the tank 41, in which by mixing the media the condensate is heated before entering the steam generator 3; this eliminates the casting of cold water into the steam generator when emergency cooling is turned on and thereby improves the operating conditions of the emergency supply pipe 44 on the steam generator housing. On the drain line 22 between the supply pipe 44 and the tank 41 is installed a check valve 45.

На фиг. 4 показано использование бака 11 для пассивного отвода тепла от герметичной оболочки 49 при ее разогреве в авариях с разуплотнением первого контура и повышении температуры в реакторном помещении. В этом случае вода из бака 11 через опускные линии 46 заполняет охлаждающие каналы 48 на герметичной оболочке 49, при аварийном повышении температуры оболочки вода в каналах нагревается и по подъемной линии 47 в виде нагретой воды или пара поступает обратно в бак 11, таким образом, в системе 11-46-48-47-11 контур естественной циркуляции; охлаждение воды в баке 11 через контур 20. In FIG. 4 shows the use of a tank 11 for passive heat removal from an airtight shell 49 during its heating in accidents with decompression of the primary circuit and an increase in temperature in the reactor room. In this case, water from the tank 11 through the drain lines 46 fills the cooling channels 48 on the sealed casing 49, with an emergency increase in the temperature of the casing, the water in the channels heats up and along the lift line 47 in the form of heated water or steam flows back to the tank 11, thus system 11-46-48-47-11 circuit of natural circulation; water cooling in the tank 11 through the circuit 20.

Таким образом система обеспечивает: при сохранении электропитания аварийный отвод тепла от реакторной установки путем активного охлаждения (т.е. с использованием электроприводных устройств и арматуры), при котором в случае повышения давления за парогенератором или падения давления в его питательной линии, а также от предусмотренных сигналов системы блокировки, пар из парогенератора сбрасывается через редукционное и барботажное устройство в бак с водой, а при аварии с полным обесточиванием установки путем пассивного охлаждения, при котором пар сбрасывается через размещенный в баке с водой конденсатор, при этом открытие аварийного клапана, включающего конденсатор, производится пассивным (т. е. неэлектроприводным) управляющим устройством, срабатывающим только при полном обесточивании установки, а для предотвращения открытий аварийного клапана при ситуациях с сохранением электропитания его управляющее устройство снабжено дополнительным элементом, препятствующим такому открытию. Thus, the system provides: while maintaining power supply, emergency heat removal from the reactor installation by active cooling (i.e. using electric drive devices and fittings), in which in case of pressure increase behind the steam generator or pressure drop in its supply line, as well as provided blocking system signals, steam from the steam generator is discharged through a reduction and bubbler device into the water tank, and in case of an accident with complete de-energization of the installation by passive cooling, when The steam is discharged through a condenser located in the water tank, and the emergency valve, including the condenser, is opened by a passive (i.e., non-electric) control device that operates only when the unit is completely de-energized, and to prevent the emergency valve from opening when the power supply remains unchanged its control device is equipped with an additional element that prevents this opening.

Надежность аварийного охлаждения реакторной установки повышается за счет наличия специальной аварийной системы, состоящей из двух независимых друг от друга (и от основного оборудования паросиловой части станции) контуров, обеспечивающих отвод тепла раздельно для случая сохранения электропитания при аварии и случая полного обесточивания установки. Это позволяет обеспечить указанное охлаждение вне зависимости от послеаварийного состояния основного паросилового оборудования и обслуживающих его контуров, снизить периодичность работы каждой из аварийных систем (контуров), уменьшить число циклов наброса и сброса температур в аварийном конденсаторе и сопутствующем оборудовании, и, следовательно, увеличить срок службы. Кроме того, благодаря возможности принудительного включения системы пассивного охлаждения также и в ситуациях с наличием электропитания эта система может рассматриваться и как резервная. Использование барботажного устройства системы активного охлаждения для сброса пара от предохранительного клапана парогенератора (при аварийном невключении обеих систем охлаждения) позволяет максимально ограничить попадание этого пара или его конденсата в атмосферу, что имеет значение при аварии с наличием активности в контуре парогенератора. The reliability of emergency cooling of the reactor installation is enhanced by the presence of a special emergency system consisting of two circuits that are independent from each other (and from the main equipment of the steam-power part of the station), providing heat dissipation separately for the case of power supply during an accident and the case of complete blackout of the installation. This allows you to provide the specified cooling, regardless of the post-emergency state of the main steam-powered equipment and its circuits, reduce the frequency of operation of each of the emergency systems (circuits), reduce the number of cycles of temperature rise and reset in the emergency condenser and related equipment, and therefore increase the service life . In addition, due to the possibility of forced switching on of the passive cooling system also in situations with the presence of power supply, this system can also be considered as a backup. The use of a bubbler device of the active cooling system for venting steam from the safety valve of the steam generator (in case of failure to turn on both cooling systems) allows you to limit as much as possible the ingress of this steam or its condensate into the atmosphere, which is important in an accident with activity in the steam generator circuit.

Выполнение для обеих систем единого бака с водой (т.е. бака большого объема) позволяет обеспечить отвод тепла во всех перечисленных режимах без вскипания воды в баке или с минимальной величиной ее испарения, что повышает надежность систем охлаждения и уменьшает возможный сброс пара из бака (под герметичную оболочку или в атмосферу). The implementation of a single tank with water (i.e., a large-volume tank) for both systems allows heat removal in all of the above modes without boiling water in the tank or with a minimum value of its evaporation, which increases the reliability of cooling systems and reduces the possible discharge of steam from the tank ( under a sealed enclosure or into the atmosphere).

Таким образом изобретение повышает надежность и безопасность как систем охлаждения, так и реакторной установки в целом. Thus, the invention improves the reliability and safety of both cooling systems and the reactor installation as a whole.

Claims (3)

1. СИСТЕМА АВАРИЙНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ, содержащая ядерный реактор, соединенный циркуляционными трубопроводами с парогенератором, который снабжен аварийным контуром, состоящим из поверхностного конденсатора, погруженного в бак с водой, паровой и сливной линейки, соединяющих конденсатор с паровым (на входе) и питательным (на выходе) трубопроводами парогенератора, насос, установленный на питательном трубопроводе парогенератора и аварийный клапан с пассивным управляющим устройством, установленный на сливной линии конденсатора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит паробарботажное устройство, на входном паропроводе которого размещена быстродействующая редукционная установка, причем паробарботажное устройство размещено в общем с конденсатором баке с водой и отдельно от конденсатора перегородкой с зазором у днища бака, разделяющей бак на два отсека, причем в отсеке над конденсатором установлен нерегулируемый дроссель, соединенный на входе с паровой полостью отсека конденсатора, а на выходе с паровой полостью отсека паробарботажного устройства или с его водяным объемом через барботажную трубу, при этом пассивное управляющее устройство аварийного клапана снабжено сервоприводом с электромагнитным тормозом и соединено сигнальными линиями со сливной линией конденсатора до клапана и с питательным трубопроводом парогенератора после питательного насоса, а водяной объем бака соединен со сливной линией конденсатора после клапана трубопроводом с установленными на нем вспомогательным питательным насосом и обратным клапаном. 1. EMERGENCY COOLING SYSTEM OF THE REACTOR PLANT, containing a nuclear reactor connected by circulation pipelines to a steam generator, which is equipped with an emergency circuit consisting of a surface condenser immersed in a tank with water, a steam and drain line connecting the condenser to the steam (input) and supply ( at the outlet) by the steam generator pipelines, a pump installed on the steam generator feed line and an emergency valve with a passive control device installed on the condensate drain line an atomizer, characterized in that it further comprises a steam bubbler device, on the input steam line of which a quick reduction installation is located, wherein the steam bubbler device is placed in common with the condenser in the water tank and separately from the condenser by a partition with a gap at the bottom of the tank that divides the tank into two compartments, In the compartment above the condenser, an unregulated choke is installed, connected at the inlet to the steam cavity of the condenser compartment, and at the exit with the steam cavity of the steam bubble compartment wa or its water volume through a bubbler pipe, while the passive control device of the emergency valve is equipped with a servo-drive with an electromagnetic brake and is connected by signal lines to the condenser drain line to the valve and to the steam generator feed line after the feed pump, and the tank water volume is connected to the condenser drain line after the valve, a pipeline with an auxiliary feed pump and a non-return valve installed on it. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что парогенератор содержит дополнительный патрубок, к которому присоединена сливная линия конденсатора, а на сливной линии конденсатора установлена емкость с обратным клапаном, причем обратный клапан установлен на выходе емкости, а на входе емкость соединена с питательным трубопроводом парогенератора дополнительным трубопроводом с установленным на нем обратным клапаном. 2. The system according to claim 1, characterized in that the steam generator contains an additional nozzle to which a condenser drain line is connected, and a capacitance with a check valve is installed on the condenser drain line, the check valve being installed at the outlet of the tank, and at the input, the tank is connected to the feed steam generator pipeline with an additional pipeline with a non-return valve installed on it. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что бак снабжен дополнительным контуром для охлаждения герметичной оболочки реакторного помещения. 3. The system according to claims 1 and 2, characterized in that the tank is equipped with an additional circuit for cooling the pressurized shell of the reactor room.
SU925042902A 1992-05-14 1992-05-14 Emergency cooling system of reactor installation RU2050025C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925042902A RU2050025C1 (en) 1992-05-14 1992-05-14 Emergency cooling system of reactor installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925042902A RU2050025C1 (en) 1992-05-14 1992-05-14 Emergency cooling system of reactor installation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2050025C1 true RU2050025C1 (en) 1995-12-10

Family

ID=21604583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925042902A RU2050025C1 (en) 1992-05-14 1992-05-14 Emergency cooling system of reactor installation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2050025C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649408C1 (en) * 2017-05-30 2018-04-03 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") Reactor plant emergency cooling device
RU2653053C2 (en) * 2016-07-25 2018-05-07 Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") System of emergency cooling nuclear reactor
CN113140338A (en) * 2021-03-26 2021-07-20 中广核工程有限公司 Emergency waste heat discharging and water supplementing system for nuclear power plant
CN115607698A (en) * 2022-10-20 2023-01-17 张家港市环宇制药设备有限公司 Steam-water separation and discharge device for sterilization cabinet
RU2798485C1 (en) * 2022-11-23 2023-06-23 Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (АО "АКМЭ-инжиниринг") System of passive heat removal via once-through steam generator and method for filling it
WO2024112224A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Акционерное Общество "Акмэ - Инжиниринг" System for passive heat removal through a once-through steam generator

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Ядерные энергетические установки", под ред.Н.А.Доллежаля, М.: Энергоатомиздат, 1983, с.20-25. *
2. Патент США N 4765946, кл. G 21C 15/18, 1988. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653053C2 (en) * 2016-07-25 2018-05-07 Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") System of emergency cooling nuclear reactor
RU2649408C1 (en) * 2017-05-30 2018-04-03 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") Reactor plant emergency cooling device
CN113140338A (en) * 2021-03-26 2021-07-20 中广核工程有限公司 Emergency waste heat discharging and water supplementing system for nuclear power plant
CN115607698A (en) * 2022-10-20 2023-01-17 张家港市环宇制药设备有限公司 Steam-water separation and discharge device for sterilization cabinet
CN115607698B (en) * 2022-10-20 2024-04-19 张家港市环宇制药设备有限公司 Steam-water separation and discharge device for sterilizing cabinet
RU2798485C1 (en) * 2022-11-23 2023-06-23 Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (АО "АКМЭ-инжиниринг") System of passive heat removal via once-through steam generator and method for filling it
RU2798483C1 (en) * 2022-11-23 2023-06-23 Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (АО "АКМЭ-инжиниринг") System of passive heat removal through steam generator and method for filling it
WO2024112224A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Акционерное Общество "Акмэ - Инжиниринг" System for passive heat removal through a once-through steam generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2153201C2 (en) Nuclear reactor with stand-by cooling system and its cooling process
US4587079A (en) System for the emergency cooling of a pressurized water nuclear reactor core
KR890001251B1 (en) Emergency cooling device for a pressurized water nuclear reactor
EP0511016B1 (en) Emergency coolant accumulator for nuclear reactor
RU2050025C1 (en) Emergency cooling system of reactor installation
KR920009648B1 (en) Emergency feedwater system for generators of a nuclear power plant
EP0598787A1 (en) Pressurized-water reactor residual-heat extraction system using the secondary cooling circuit.
CN105806146A (en) Water supplementing constant-pressure system of pipe type heat exchanger and abnormal operation control method
CN108447570B (en) Marine reactor and secondary side passive waste heat discharging system thereof
CN108613372B (en) Pressure-bearing water storage water heater with pressure-bearing water tank protection device
JPH04157396A (en) Natural cooling type container
RU2037216C1 (en) Nuclear reactor
RU2102800C1 (en) Power plant
RU2097846C1 (en) Method for cooling fuel assemblies in case of coolant failure in circulating circuit
JPS5814909A (en) Degassing apparatus
SU982412A1 (en) Hydraulic cooling system
JPH0282003A (en) Vent system of supply water heater of power plant by steam turbine
JPS59105598A (en) Feedwater control device
SU1657833A1 (en) Circulation system for heat-supply networks
SU1694328A1 (en) Mould cooling system
JPH0634085B2 (en) Reactor auxiliary equipment cooling equipment
SU889870A1 (en) Apparatus for controlling turbine valves
SU444924A1 (en) Apparatus for cooling a heat source
EP4382815A1 (en) Fitting unit
HU203816B (en) Equipment having passive, automatic flow-obstruction device for eliminating water bag in hot branch in the primary circuit of the pressurized-water nuclear plants