RU2089949C1

RU2089949C1 - Reinforced-concrete tank

Info

Publication number: RU2089949C1
Application number: RU9595106204A
Authority: RU
Inventors: В.И. Курочкин; С.Л. Белохин; И.И. Романенко; И.М. Хаустов
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95106204A

Abstract

FIELD: liquid long-storage tanks for nuclear power plants. SUBSTANCE: reinforced-concrete tank has inner lining, outer facing, hermetically sealed compartment with evaporator; compartment space communicates with that formed between lining and facing and with tank interior section located above liquid level. Compartment is placed below level of tank bottom. Tank accommodates cooler connected to evaporator. Inlet section of evaporator and outlet section of cooler are respectively connected to output and input of power unit. EFFECT: improved reliability of tank suited for long-time storage of liquid. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительствУ крупных резервуаров повышенной надежности для длительного хранения запаса жидкости на атомных электростанциях, предназначенных для аварийного отвода тепла от энергетической установки с многоконтурной системой отвода тепла при нарушении теплопередачи от первого контура циркуляции теплоносителя, и может быть использовано для хранения токсичных жидкостей. The invention relates to the construction of large tanks of increased reliability for long-term storage of liquid stock at nuclear power plants, designed for emergency heat removal from a power plant with a multi-circuit heat removal system in case of heat transfer from the primary coolant circulation, and can be used to store toxic liquids.

Известно устройство аварийного отвода тепла от ядерного реактора, содержащее резервуар для запаса воды, в котором установлена испарительная камера с конденсатором, соединенным с ядерным реактором (1). A device for emergency heat removal from a nuclear reactor is known, comprising a reservoir for storing water in which an evaporation chamber with a condenser connected to a nuclear reactor is installed (1).

В данном устройстве показана только схема аварийного охлаждения ядерного реактора и не раскрыта конструкция резервуара длительного хранения большого запаса воды. This device shows only the emergency cooling scheme of a nuclear reactor and does not disclose the design of a long-term storage tank for a large supply of water.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является железобетонный резервуар больших габаритов, содержащий несущее днище, стены, установленные в резервуаре внутреннюю и наружную облицовки, которые укреплены между собой с зазором, и дренажную систему, позволяющую отводить случайные протечки от внутренней облицовки, имеющую выполненный ниже уровня дна резервуара приямок, выстланный наружной облицовкой и образующий емкость для сбора протечек (2). The closest technical solution to the proposed one is a reinforced concrete tank of large dimensions, containing a bearing bottom, walls installed in the tank of the inner and outer linings, which are reinforced with a gap, and a drainage system that allows you to divert accidental leaks from the inner liner, which is made below the bottom level a pit lined with an outer lining and forming a reservoir for collecting leaks (2).

Данный резервуар надежно обеспечивает хранение жидкостей, однако протечки, которые могут появиться от длительного хранения, удаляются из приямка в специальную систему спецканализации. Для возврата протекшей жидкости обратно в резервуар требуется дополнительные очистные фильтры, баки для хранения протечек и механизмы для транспортировки обратно в резервуар. This tank reliably provides storage of liquids, however, leaks that may occur from long-term storage are removed from the pit into a special special sewage system. To return leaking fluid back to the tank, additional purification filters, leak storage tanks and mechanisms for transporting back to the tank are required.

Цель предлагаемого технического решения состоит в том, чтобы максимально оградить от попадания в окружающую среду загрязненных протечек, а задачей является обеспечение самовозврата протекшей жидкости обратно в резервуар, используя для этого излишки остаточного тепла энергетической установки. The purpose of the proposed technical solution is to protect as much as possible from contaminated leaks into the environment, and the task is to ensure the self-return of the leaked liquid back to the tank, using the excess residual heat of the power plant for this.

Поставленная цель достигается наличием существенных признаков заключающихся в том, что в железобетонном резервуаре, содержащем закрепленные в резервуаре внутреннюю и наружную облицовки и дренажную систему, имеющую выполненный ниже уровня дна резервуара приямок, образующий емкость для сбора возможных проточек, новым является то, что емкость выполнена герметичной и в ней установлен испаритель, соединенный с источником тепла, при этом полость емкости сообщена с полостью, образованной между внутренней и наружной облицовками посредством патрубка и с участком полости резервуара, расположенным выше уровня заполнения жидкости посредством вертикально расположенной трубки, верхний конец которой изогнут и пропущен внутрь резервуара через стенку. This goal is achieved by the presence of significant signs consisting in the fact that in a reinforced concrete tank containing internal and external linings and a drainage system having a pit made below the bottom of the tank, which forms a container for collecting possible grooves, it is new that the tank is sealed and an evaporator is installed in it, connected to a heat source, while the cavity of the tank is in communication with the cavity formed between the inner and outer linings by pipe and with a portion of the reservoir cavity located above the liquid filling level by means of a vertically located tube, the upper end of which is bent and passed into the reservoir through the wall.

Установка в полости емкости испарителя и отводящей вертикальной трубки обеспечивает в случае появления в емкости протечек возврат их обратно в резервуар в виде конденсата, используя для этого тепло теплоносителя энергетической установки, направляемого на охлаждение в резервуар с водой при авариях, связанных с нарушением отвода тепла от первого контура циркуляции теплоносителя. Installation in the cavity of the tank of the evaporator and the outlet vertical tube ensures that, in the event of leakage in the tank, they are returned to the tank in the form of condensate, using heat from the power plant to cool the tank with water in case of accidents associated with the violation of heat removal from the first coolant circuit.

Ниже приводится один из возможных многочисленных вариантов конструкций резервуаров, каждые из которых подчинены описанным существенным признакам. Below is one of the many possible options for the design of tanks, each of which is subject to the described essential features.

На чертеже показан общий внутренний вид резервуар с теплообменниками. The drawing shows a General internal view of the tank with heat exchangers.

Железобетонный резервуар состоит из стен 1, несущего днища 2, перекрытия 3, закрепленных внутри резервуара внутренней 4 и наружной 5 металлических облицовок, укрепленных между собой герметично с зазором, образующим полость 6, и дренажной системы. The reinforced concrete reservoir consists of walls 1, a bearing bottom 2, a ceiling 3, fixed inside the reservoir of the inner 4 and outer 5 metal linings, tightly fastened to each other with a gap forming a cavity 6, and a drainage system.

Дренажная система содержит выполненную рядом с днищем 2 в отдельном помещении 7 герметичную емкость 8. Емкость 8 располагается ниже уровня днища 2 резервуара и в ней устанавливается испаритель 9, который в данном случае представляет собой трубчатый теплообменник, подсоединенный к энергетической установке. В полость емкости 8 вертикально через верхнюю стенку врезана трубка 10, нижний конец которой расположен над предлагаемым максимальным уровнем возможных протечек, а верхний изогнут и пропущен внутрь резервуара через стенку 1 и заведен в резервуар, но не ниже максимального уровня его заполнения жидкостью. Участок трубки 10, находящийся вне резервуара, может быть покрыт теплоизоляцией, а участок трубки, введенный внутрь резервуара, может быть снабжен радиатором. В полость герметичной емкости 8 введен так же патрубок 11, сообщающий ее полость с полостью 6, образованной между облицовками 4 и 5 для слива протечек. В перекрытии 3 выполнен вентиляционный канал 12, подсоединенный к системе фильтров. В резервуаре установлены радиаторы 13, последовательно соединенные с испарителем 9, при этом выходная труба 14 от энергетической установки подсоединена к входу испарителя 9. The drainage system contains a sealed container 8, made near the bottom 2 in a separate room 7. The tank 8 is located below the level of the tank bottom 2 and an evaporator 9 is installed in it, which in this case is a tubular heat exchanger connected to the power plant. A tube 10 is vertically cut into the cavity of the tank 8 vertically through the upper wall, the lower end of which is located above the proposed maximum level of possible leaks, and the upper end is bent and passed into the tank through the wall 1 and brought into the tank, but not lower than the maximum level of its filling with liquid. The portion of the tube 10 located outside the reservoir may be insulated, and the portion of the tube introduced into the reservoir may be provided with a radiator. A nozzle 11 is also introduced into the cavity of the sealed container 8, communicating its cavity with a cavity 6 formed between the liners 4 and 5 to drain the leaks. In the ceiling 3 there is a ventilation channel 12 connected to the filter system. Radiators 13 are installed in the tank, connected in series with the evaporator 9, while the outlet pipe 14 from the power plant is connected to the input of the evaporator 9.

Железобетонный резервуар работает следующим образом: в нормальном функционировании энергетической установки железобетонный резервуар наполнен водой и теплоноситель не поступает в испаритель 9 и радиаторы 13. Таким образом вода остается радиационно чистой и вся система находится в состоянии готовности. The reinforced concrete tank works as follows: in the normal operation of the power plant, the reinforced concrete tank is filled with water and the coolant does not enter the evaporator 9 and radiators 13. Thus, the water remains radiation-free and the entire system is in a ready state.

При авариях, связанных с нарушением отвода тепла от первого контура циркуляции теплоносителя энергетической установки, когда надо быстро начать отводить большое количество тепла во избежании перегрева энергетической установки ее теплоноситель с температурой около 270^oC по трубе 14 направляют через испаритель 9 в радиаторы 13 резервуара, создавая тем самым работу нового второго контура. Радиаторы 13 отдают тепло окружающей воде которая через некоторое время начинает кипеть. В результате изменения температурного равновесия в облицовке 4 возникают деформации которые могут привести к нарушению герметичности сварных соединений листов облицовки с образованием достаточно малых неплотностей 15 и 16. Считаем, что неплотности 15 и 16 под действием температурных напряжений могут раскрываться выше пределов действия молекулярных сил сцепления воды. Если появились протечки, то просачившаяся вода по наклонной поверхности облицовки 5 и патрубку 11 поступает в герметичную емкость 8 и начинает вскипать быстрее, чем в резервуаре ввиду значительно большой мощности испарителя 9 на единицу объема воды и в связи с подачей теплоносителя сначала в испаритель 9. Пар заполняет емкость 8 и через патрубок 11 полость 6 между двумя герметичными облицовками 4 и 5 поступает в трубку 10, охлаждается в ее верхней части и конденсат возвращается обратно в резервуар. Охлажденный теплоноситель второго контура по трубе 17 направляют обратно на охлаждение первого контура энергетической установки.In case of accidents associated with violation of heat removal from the primary circuit of the coolant of the power plant, when it is necessary to quickly begin to remove a large amount of heat in order to avoid overheating of the power plant, its coolant with a temperature of about 270 ^o C is sent through pipe 14 through the evaporator 9 to the radiators 13 of the tank, creating thereby the work of a new second circuit. Radiators 13 give off heat to the surrounding water, which after some time begins to boil. As a result of changes in the temperature equilibrium in cladding 4, deformations arise that can lead to a violation of the tightness of the welded joints of the cladding sheets with the formation of sufficiently small leaks 15 and 16. We believe that leaks 15 and 16 under the influence of temperature stresses can open above the limits of the molecular adhesion forces of water. If leaks appear, then the seeping water along the inclined surface of the lining 5 and the pipe 11 enters the sealed container 8 and begins to boil faster than in the tank due to the significantly high capacity of the evaporator 9 per unit volume of water and, in connection with the supply of coolant, first to the evaporator 9. Steam fills the tank 8 and through the pipe 11 the cavity 6 between the two sealed liners 4 and 5 enters the tube 10, is cooled in its upper part and the condensate is returned back to the tank. The cooled coolant of the second circuit through the pipe 17 is sent back to the cooling of the first circuit of the power plant.

Наличие выносной герметичной емкости 8 необходимо для того чтобы предотвратить попадание загрязненных протечек 18 в окружающую среду, поскольку при аварийной ситуации теплоноситель первого контура может оказаться загрязненным радиоактивными элементами, которые через случайные повреждения в теплообменниках первого и второго контура могут попасть в охлаждаемую воду второго контура, а при повреждении последнего в резервуар. The presence of a remote sealed container 8 is necessary in order to prevent the entry of contaminated leaks 18 into the environment, since in an emergency the coolant of the first circuit can be contaminated with radioactive elements, which, through accidental damage in the heat exchangers of the first and second circuit, can get into the cooled water of the second circuit, and if the latter is damaged in the tank.

Учитывая, что одному объему воды соответствует 800 объемов пара можно уменьшить проход по трубке 10 например посредством вентиля (на чертеже не показано), создав тем самым противодействие в емкости 8 и в полости 6 двойного дна стенок облицовок, и свести тем самым до минимума просачивание протечек с возвратом их в резервуар в виде парогазовой смеси в те же неплотности 15 и 16, из которых они поступили в емкость 8. Given that one volume of water corresponds to 800 volumes of steam, it is possible to reduce the passage through the pipe 10, for example, by means of a valve (not shown in the drawing), thereby creating a counteraction in the container 8 and in the cavity 6 of the double bottom of the cladding walls, and thereby minimize leakage of leaks with their return to the tank in the form of a gas-vapor mixture in the same leaks 15 and 16, from which they entered the tank 8.

Таким образом не требуется дополнительная система по химической очистке протечек, их транспортировке и хранению. Thus, an additional system for the chemical cleaning of leaks, their transportation and storage is not required.

Claims

1. Reinforced concrete tank mainly for emergency removal of residual heat of a power plant, containing internal and external linings fixed in the tank, forming a sealed cavity, an overlap and a drainage system having a tank for collecting possible leaks, in communication with a sealed cavity and located below the upper level of the bottom tank, characterized in that it is equipped with a radiator and an evaporator connected in series, the radiator is installed in the tank, and the evaporator a container for collecting possible leakage which is made hermetic and in communication with the reservoir cavity object disposed above the liquid fill level, wherein the inlet of the evaporator outlet portion and the radiator portion are connected respectively to the output and input of the power plant.

2. The tank according to claim 1, characterized in that the cavity of the tank is in communication with the cavity of the tank by means of a vertically located tube, the upper end of which is bent and passed through the wall into the tank.