RU210490U1 - Смесительное устройство ядерного реактора - Google Patents
Смесительное устройство ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU210490U1 RU210490U1 RU2021134345U RU2021134345U RU210490U1 RU 210490 U1 RU210490 U1 RU 210490U1 RU 2021134345 U RU2021134345 U RU 2021134345U RU 2021134345 U RU2021134345 U RU 2021134345U RU 210490 U1 RU210490 U1 RU 210490U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing device
- coolant
- nuclear
- core
- nuclear reactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
-
- 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
Abstract
Полезная модель относится к области атомной энергетики, в частности к конструктивным элементам ядерного реактора общего назначения. Смесительное устройство располагается в опускном кольцевом пространстве между выгородкой активной зоны и корпусом ядерной паропроизводящей установки. Конструкция представляет собой две соосно ориентированные перфорированные цилиндрические обечайки, в отверстиях перфорции которых в пяти уровнях по оси перемешивающего устройства закрепляются вихреобразующие элементы. На входе в устройство установлена верхняя плита с восьмью отверстиями для входа теплоносителя, при его движении из парогенерирующих модулей в активную зону. Для обеспечения свободного слива теплоносителя из конструкции, нижняя грань смесительного устройства - открытая. Полезная модель обеспечивает более равномерное температурное поле и теплогидравлические свойства потока теплоносителя на входе в активную зону ядерного реактора. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к области атомной промышленности, конкретно к конструктивным элементам общего назначения. Смесительное устройство служит для выравнивания теплогидравлических характеристик теплоносителя, поступающим в активную зону по нескольким петлям циркуляции, а также обеспечения равномерности температурного поля на входе в активную зону реактора.
Известна моноблочная конструкция ядерной паропроизводящей установки «IP-200» (Sun, L. Numerical study on coolant flow distribution at the core inlet for an integral pressurized water reactor / L. Sun [e.a.] // Nuclear Engineering and Technology. - 2017. - Vol. 49. - P. 71-81.), в нижней части опускного кольцевого канала которой расположено перемешивающее устройство, в радиальном направлении которой устройство разделено на три канала, в осевом направлении конструкция разделена на четыре отдельных уровня. В данной конструкции теплоноситель на выходе из парогенераторов группируется в четыре независимых потока, каждый из которых занимает свой уровень в перемешивающем устройстве.
Недостатком данной конструкции является то, что основное выравнивание параметров теплоносителя идёт в пределах одного уровня перемешивающей камеры, в результате чего наблюдается неоднородность теплогидравлических характеристик теплоносителя на входе в активную зону. Также недостатком данной конструкции перемешивающего устройства является существенное увеличение гидравлического сопротивления главного циркуляционного контура ядерной паропроизводящей установки.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к настоящей полезной модели является конструкция перемешивающего устройства для моноблочной ядерной паропроизводящей установки «SMART» (Республика Корея) (Kim, Y. I. CFD simulation for thermal mixing of a SMART flow mixing header assembly / Y.I Kim [e.a.] // Annals of Nuclear Energy. - 2015. - Vol. 85. - P. 357-370.), в нижней части опускного кольцевого канала которой расположено перемешивающее устройство, выполненное из трёх соосно расположенных цилиндрических обечаек. В данной конструкции внутренняя обечайка является сплошной, в промежуточной обечайке выполнены переливные окна, а внешняя обечайка изготавливается из перфорированного листа. Поступление теплоносителя в перемешивающее устройство осуществляется через специальные входные отверстия, расположенные на верхней плите, сразу же после вертикальных парогенераторов. Внутри устройства теплоноситель дополнительно разделяется на более мелкие потоки и проходит через 4 смесительных уровня. Для улучшения перемешивающих свойств конструкции, выход теплоносителя организован через перфорированную боковую поверхность в виде отдельных струй.
Недостатком данной конструкции является то, что большое количество малых выходных отверстий на боковой поверхности приводит к существенному увеличению гидравлического сопротивления первого контура, что требует увеличения напора главных циркуляционных насосов. Также существенное увеличение гидравлического сопротивления первого контура ухудшает условия для естественной циркуляции теплоносителя.
Задачей данной полезной модели является создание более совершенного смесительного устройства ядерного реактора, располагающегося в опускном кольцевом пространстве между выгородкой активной зоны и корпусом ядерной паропроизводящей установки, дающей возможность существенно выровнять теплогидравлические характеристики теплоносителя при невысокой величине гидравлического сопротивления.
Технический результат - более равномерное распределение поля температур и теплогидравлических характеристик потока теплоносителя на входе в активную зону, повышение теплотехнической надежности активной зоны ядерной паропроизводящей установки.
Технический результат достигается тем, что в перемешивающем устройстве, располагающемся в опускном кольцевом пространстве между выгородкой активной зоны и корпусом ядерной паропроизводящей установки, взятым за прототип, и состоящим из трёх соосно ориентированных цилиндрических обечаек, разделенных на 4 уровня по высоте, было сокращено количество цилиндрических обечаек до двух перфорированных, а также, с целью снижения гидравлического сопротивления, исключено разделение на уровни по высоте, взамен этого, для образования крупномасштабного долгоживущего вихря и уменьшения гидравлического сопротивления первого контура, поперёк зазора, в отверстиях перфорции обечаек закрепляются перемешивающие элементы, выполненные в виде плохо обтекаемых тел с квадратным поперечным сечением, способствующие созданию крупных вихрей в канале и расположенные в пяти уровнях по оси перемешивающего устройства, кроме того для увеличения интенсивности вихреобразования в камере данной конструкции каждый уровень перемешивающих элементов повернут относительно предыдущего.
Сущность технического решения полным образом поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - общий вид перемешивающего устройства опускного канала ядерного реактора;
на фиг. 2 - продольный разрез перемешивающего устройства опускного канала ядерного реактора;
на фиг. 3 - сечение конструкции по верхнему уровню перемешивающих элементов;
на фиг. 4 - обтекание потоком перемешивающего элемента.
Смесительное устройство опускного канала ядерного реактора, общий вид которого изображен на (фиг. 1) представляет собой две соосные перфорированные цилиндрические обечайки (1), (2), которые соединяются в единую конструкцию при помощи специальных элементов (3), выполняющих функции крепления двух обечаек и перемешивания потока теплоносителя, закреплённых в специально выполненных отверстиях обечаек (4) и (5), образуя смесительный канал (6). Для увеличения жёсткости смесительного устройства сверху на торец конструкции устанавливается верхняя плита (7). Благодаря отверстиям верхней плиты (8) внутрь смесительного устройства поступает теплоноситель, двигаясь от парогенерирующих секций к активной зоне.
На (фиг. 2) представлено продольное сечение смесительного устройства по главной оси симметрии. Специальные перемешивающие элементы (3) расположены в 5 плоскостях по высоте конструкции, каждый уровень состоит из восьми, равномерно расположенных по окружности, вихреобразователей квадратного сечения.
На (фиг. 3) представлено сечение А-А, которое даёт представление о повороте плоскостей вихреобразователей (9), (10), (11) относительно друг друга. Такое решение даёт возможность уменьшить число вихреобразователей в одном уровне до восьми с выбранным углом установки в сорок пять градусов, уменьшив гидравлическое сопротивление смесителя, при этом поворот каждой последующей плоскости на пятнадцать градусов относительно предыдущей позволяет сохранить интенсивность вихреобразования на высоком уровне и увеличить количество вихреобразующих препятствий на пути теплоносителя.
Отказ от большого количества отверстий малого размера для разбития потока теплоносителя на струи, позволяет сократить гидравлическое сопротивление конструкции смесителя, а в качестве таких генераторов вихрей выступают перемешивающие элементы в количестве сорока штук. В поперечном сечении специальный перемешивающий элемент имеет форму квадрата (3) (фиг. 4). Выбор данной формы обусловлен плохой обтекаемостью набегающим теплоносителем, в результате чего происходит срыв потока, и образуются крупные турбулентные вихри (12).
Claims (1)
- Смесительное устройство ядерного реактора, располагающееся в опускном кольцевом пространстве между выгородкой активной зоны и корпусом ядерной паропроизводящей установки, отличающееся тем, что состоит из двух соосно ориентированных перфорированных цилиндрических обечаек, в отверстиях перфорции которых закрепляются перемешивающие элементы, выполненные в виде плохо обтекаемых тел с квадратным поперечным сечением, способствующие созданию крупных вихрей в канале, образованном двумя обечайками, и расположенные в пяти уровнях по оси перемешивающего устройства, повернутых относительно друг друга, на торце устройства, расположенном со стороны входа, устанавливается верхняя плита с отверстиями для теплоносителя, торец конструкции со стороны выхода - открытый, что выполнено в целях уменьшения гидравлического сопротивления смесителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021134345U RU210490U1 (ru) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | Смесительное устройство ядерного реактора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021134345U RU210490U1 (ru) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | Смесительное устройство ядерного реактора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU210490U1 true RU210490U1 (ru) | 2022-04-18 |
Family
ID=81255765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021134345U RU210490U1 (ru) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | Смесительное устройство ядерного реактора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU210490U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH413501A (fr) * | 1961-03-07 | 1966-05-15 | Ici Ltd | Procédé de fabrication d'une charge combustible solide génératrice de gaz, notamment pour moteur à fusée, ou démarreur de moteur |
SU1098436A1 (ru) * | 1982-12-27 | 1991-03-30 | Всесоюзный Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Ядерна энергетическа установка |
RU2140589C1 (ru) * | 1994-05-25 | 1999-10-27 | Бэтэл Мимориал Инститьют Пасифик Норсвест Лабораториес | Способ и установка для улучшения эксплуатационных характеристик и перемешивания пара в ядерной энергетической системе |
RU2192054C2 (ru) * | 2000-05-04 | 2002-10-27 | Волков Вячеслав Алексеевич | Ядерная энергетическая установка |
-
2021
- 2021-11-24 RU RU2021134345U patent/RU210490U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH413501A (fr) * | 1961-03-07 | 1966-05-15 | Ici Ltd | Procédé de fabrication d'une charge combustible solide génératrice de gaz, notamment pour moteur à fusée, ou démarreur de moteur |
SU1098436A1 (ru) * | 1982-12-27 | 1991-03-30 | Всесоюзный Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Ядерна энергетическа установка |
RU2140589C1 (ru) * | 1994-05-25 | 1999-10-27 | Бэтэл Мимориал Инститьют Пасифик Норсвест Лабораториес | Способ и установка для улучшения эксплуатационных характеристик и перемешивания пара в ядерной энергетической системе |
RU2192054C2 (ru) * | 2000-05-04 | 2002-10-27 | Волков Вячеслав Алексеевич | Ядерная энергетическая установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101129735B1 (ko) | 원자로 | |
CZ257193A3 (en) | Process and apparatus for producing useful energy from parallel flow | |
RU2383816C1 (ru) | Пароводяной сепаратор | |
CN1971766B (zh) | 压水核反应堆容器 | |
KR100887054B1 (ko) | 원자로의 연료집합체용 감소된 압력강하를 갖는 파편 필터링 하부노즐 | |
RU210490U1 (ru) | Смесительное устройство ядерного реактора | |
CA2618719C (en) | Steam-water separator | |
JP6113833B2 (ja) | 海水淡水化システムおよびエネルギー回収装置 | |
CN100516751C (zh) | 双螺旋水流筒式高效冷却器 | |
US3425907A (en) | Nuclear energy reactor plant having one or more heat exchangers | |
WO2016035704A1 (ja) | 海水淡水化システムおよびエネルギー回収装置 | |
RU2008112560A (ru) | Душ с нагревом воды солнечной энергией | |
CN212338557U (zh) | 多级消能装置 | |
CN207056134U (zh) | 汽水分离器 | |
CN204111475U (zh) | 一种污水过滤器 | |
CN102491447B (zh) | 一种循环往复式旋流微波水处理反应腔 | |
CN206262255U (zh) | 一种蒸汽发生器用汽水分离器 | |
RU2016103275A (ru) | Ветрогенераторная башня | |
CN201126319Y (zh) | 双螺旋水流筒式高效冷却器 | |
CN204115555U (zh) | 一种用于热交换器板束气体入口的均流结构 | |
RU2748364C2 (ru) | Система двустороннего действия и устройство для выработки энергии | |
US3386885A (en) | Liquid-cooled nuclear reactor with counterflow brake device | |
CN207214872U (zh) | 乙二醇产品塔废锅 | |
RU84256U1 (ru) | Гидродинамический кавитационный реактор | |
CN101020679A (zh) | 苯酐反应器 |