RU2118001C1 - Boiling reactor and nuclear power plant using it - Google Patents
Boiling reactor and nuclear power plant using it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118001C1 RU2118001C1 RU94040397A RU94040397A RU2118001C1 RU 2118001 C1 RU2118001 C1 RU 2118001C1 RU 94040397 A RU94040397 A RU 94040397A RU 94040397 A RU94040397 A RU 94040397A RU 2118001 C1 RU2118001 C1 RU 2118001C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- water
- nuclear
- nuclear power
- Prior art date
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
-
- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно - к ядерным энергетическим установкам (ЯЭУ) с водоводяными кипящими ядерными реакторами (ЯР). The invention relates to nuclear technology, and more specifically to nuclear power plants (NPPs) with boiling water boiling nuclear reactors (NR).
Известен водоводяной кипящий ЯР [1], включающий тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ), систему управления и защиты (СУЗ), корпус с патрубками для подвода воды и отвода пара. Known water-boiling NR [1], including fuel elements (TVEL), control and protection system (CPS), a housing with pipes for supplying water and steam.
Недостатком такого ЯР являются низкие параметры получаемого пара, а отсюда и низкая эффективность ЯЭУ, в состав которой входит данный реактор. The disadvantage of this NR is the low parameters of the resulting vapor, and hence the low efficiency of the nuclear power plant, which includes this reactor.
Известна ЯЭУ [2], включающая кипящий ЯР с водяным теплоносителем, турбогенераторы, насосы. В ЯР кроме испарительных каналов имеются пароперегревательные. Known nuclear power plants [2], including boiling nuclear reactor with a water coolant, turbogenerators, pumps. In NR, in addition to the evaporation channels, there are steam superheaters.
Недостатком такой установки является то, что используемые в пароперегревательных каналах термостойкие материалы имеют невысокие нейтронно-физические параметры, что снижает эффективность использования ядерного топлива и, как следствие, приводит к снижению эффективности ЯЭУ. The disadvantage of this installation is that the heat-resistant materials used in superheater channels have low neutron-physical parameters, which reduces the efficiency of nuclear fuel use and, as a result, reduces the efficiency of nuclear power plants.
Целью изобретения является повышение эффективности ЯЭУ. The aim of the invention is to increase the efficiency of nuclear power plants.
Указанная цель достигается тем, что в кипящем водоводяном ЯР, выполненном в виде активной зоны, заключенной в корпус, активная зона состоит из ТВЭЛов, оболочки которых выполнены в виде параллелепипедов, открытых сверху и снизу. Каждая оболочка состоит из двух больших и двух малых граней. Большие грани имеют волнистую поверхность и на них снаружи нанесен слой ядерного топлива. ТВЭЛы установлены с промежутками параллельно друг другу, а между ними размещены элементы СУЗ. Промежутки между соседними ТВЭЛами соединены сверху и снизу перекрытиями. Корпус реактора имеет патрубки: нижний - для подвода воды, верхний - для вывода пара, боковые - для ввода и вывода газового теплоносителя. Внутреннее пространство корпуса герметично разделено на две части: водяную и газовую. Водяная включает пространства внутри ТВЭЛов и пространства над активной зоной и под ней. Газовая включает промежутки между ТВЭЛами и сегменты, заключенные между активной зоной и стенками корпуса, прилегающими к боковым патрубкам. This goal is achieved by the fact that in a boiling water-water nuclear reactor made in the form of an active zone enclosed in a housing, the active zone consists of fuel rods, the shells of which are made in the form of parallelepipeds, open at the top and bottom. Each shell consists of two large and two small faces. Large faces have a wavy surface and a layer of nuclear fuel is deposited on them from the outside. The fuel rods are installed at intervals parallel to each other, and between them are the elements of the CPS. The gaps between adjacent fuel elements are connected from above and below by ceilings. The reactor vessel has nozzles: the lower one is for supplying water, the upper one is for withdrawing steam, the side ones are for introducing and discharging a gas coolant. The internal space of the housing is hermetically divided into two parts: water and gas. Water includes spaces inside fuel rods and spaces above and below the core. The gas includes the gaps between the fuel rods and the segments enclosed between the active zone and the walls of the housing adjacent to the side pipes.
Указанная цель достигается также тем, что в ЯЭУ, имеющей контур водяного теплоносителя, включающий ЯР, турбогенератор, пароперегреватель и циркуляционный насос, реактор выполнен как описано выше, а ЯЭУ имеет газовый контур, в котором пароперегреватель соединен с газовым пространством ЯР, после пароперегревателя имеются газоочистительная установка и циркуляционная газодувка. This goal is also achieved by the fact that in a nuclear power plant having a water coolant circuit, including a nuclear reactor, a turbogenerator, a superheater and a circulation pump, the reactor is made as described above, and the nuclear power plant has a gas circuit in which the superheater is connected to the gas space of the nuclear reactor, after the superheater there is a gas purifier installation and circulation gas blower.
Кроме того, в ЯЭУ имеются выравниватели давления в виде герметичных сосудов, которые соединены с трубопроводами, подводящими к ЯР воду и газовый теплоноситель. In addition, NPPs have pressure equalizers in the form of sealed vessels that are connected to pipelines that supply water and a gas coolant to the nuclear reactor.
Кроме того, линия, питающая турбину циркуляционной газодувки, соединена с трубопроводом газового теплоносителя, выходящего из ЯР. In addition, the line supplying the circulating gas blower turbine is connected to the gas coolant pipeline leaving the nuclear reactor.
На фиг. 1 изображен ТВЭЛ; на фиг. 2 - активная зона ЯР; на фиг. 3 - ядерный реактор; на фиг. 4 - схема ЯЭУ. In FIG. 1 shows a fuel rod; in FIG. 2 - active zone of nuclear weapons; in FIG. 3 - nuclear reactor; in FIG. 4 is a diagram of a nuclear power plant.
Оболочка ТВЭЛа представляет собой конструкцию в форме параллелепипеда без оснований, состоящего из двух больших 1 и двух малых 2 граней. Большие грани 1 имеют волнистую форму и покрыты снаружи слоем ядерного горючего 3. Между большими гранями 1 образован открытый сверху и снизу канал 4. The TVEL shell is a parallelepiped-shaped structure without bases, consisting of two large 1 and two small 2 faces. The
Активная зона ЯР состоит из ТВЭЛов, расположенных параллельно друг другу с промежутками 5, и элементов СУЗ (на чертежах не показаны). Промежутки 5 сверху и снизу соединены перекрытиями 6. The core of the nuclear weapons consists of fuel rods located parallel to each other with
Внутри корпуса 7 реактора закреплена активная зона 8. Корпус 7 имеет патрубки: нижний 9 - для подвода воды, верхний 10 - для вывода пара, боковые 11 - для ввода и 12 - для вывода газового теплоносителя. An active zone is fixed inside the
Пространство внутри корпуса герметично разделено на две части: водную и газовую. Водная состоит из пространств: 4 - внутри ТВЭЛов, 13 - над активной зоной и 14 - под активной зоной 8. Газовая состоит из сегментов 15, заключенных между активной зоной 8 и внутренней поверхностью корпуса 7, прилегающей к боковым патрубкам 11 и 12, и промежутков между ТВЭЛами. The space inside the housing is hermetically divided into two parts: water and gas. The water consists of the spaces: 4 - inside the fuel rods, 13 - above the active zone and 14 - under the
В состав ЯЭУ входят водяной и газовый контуры. Водяной контур включает водную часть пространства внутри ЯР 16, пароперегреватель 17, турбогенератор 18 и циркуляционный насос 19. Газовый контур содержит газовую часть пространства ЯР, пароперегреватель 17, циркуляционную газодувку 20, компрессор 21, газовую турбину 22, газоочистительную установку 23, емкости 24 для хранения газа. Имеются также выравниватели давления 25, выполненные в виде герметичных сосудов, соединенных с трубопроводами, подводящими воду и газовый теплоноситель к ЯР 16. Кроме того, имеются система дополнительного выравнивания давления в ЯР, включающая датчики давления (на чертежах не показаны) в водяной и газовой частях ЯР, система управления компрессором 21 и емкостями 24. The nuclear power plant includes water and gas circuits. The water circuit includes the water part of the space inside the
ЯЭУ работает следующим образом. Через реактор 16 циркуляционным насосом 19 прогоняется вода. Вода, будучи замедлителем нейтронов, создает в активной зоне условия для прохождения самоподдерживающейся ядерной реакции. В ядерном топливе выделяется тепло, которое через оболочки ТВЭЛов передается водному теплоносителю. Вода подогревается и испаряется. Из реактора 16 через патрубок 10 выходит насыщенный пар и, проходя через пароперегреватель 17, повышает свои параметры и направляется на турбину 18. Совершая работу по вращению турбины, пар конденсируется, а конденсат возвращается в ЯР. Газодувкой 20 газовый теплоноситель направляется в газовое пространство ЯР. Проходя через промежутки 5 между ТВЭЛами, газ нагревается от ядерного топлива и следует в пароперегреватель 17, где отдает тепло насыщенному пару, поступающему из реактора. На газоочистительной установке 23 газ освобождается от загрязнений, после чего циркуляционной газодувкой возвращается в ЯР. При запуске ЯЭУ газодувка 20 работает от пускового электродвигателя, а после установления режима работы часть газового теплоносителя после реактора подается на газовую турбину 22, которая вращает циркуляционную газодувку. Трубопровод, подводящий воду к патрубку 9, и трубопровод, подводящий газ к патрубку 11, сообщаются с выравнивателями давления 25. В случае необходимости может быть задействована система дополнительного выравнивания давления в ЯР. Если датчики зафиксируют недопустимое превышение давления в газовой части ЯР, включается компрессор 21, который перекачивает часть газа из газового контура в емкости 24, снижая давление в газовой части ЯР. NPP works as follows. Water is driven through the
При работе предлагаемой ЯЭУ оболочки ТВЭЛов снаружи и изнутри испытывают давления, близкие по величине, что способствует обеспечению их герметичности и предотвращает проникновение радионуклидов в водный теплоноситель, чем обеспечивается улучшение радиационной обстановки. Кроме того, отсутствие значительной разницы между давлениями снаружи и внутри оболочек ТВЭЛов позволяет уменьшить толщину оболочек ТВЭЛов и тем самым снизить паразитное поглощение нейтронов и повысить эффективность использования ядерного топлива. During the operation of the proposed nuclear power plant, the claddings of fuel elements outside and inside experience pressures close in magnitude, which helps to ensure their tightness and prevents the penetration of radionuclides into the water coolant, thereby improving the radiation situation. In addition, the absence of a significant difference between the pressures outside and inside the cladding of the fuel rods makes it possible to reduce the thickness of the cladding of the fuel rods and thereby reduce the parasitic absorption of neutrons and increase the efficiency of use of nuclear fuel.
В предлагаемом ЯР теплосъем с ядерного горючего осуществляется как водным, так и газовым теплоносителями. Таким образом, осуществляется более полный теплосъем в ТВЭЛах, что повышает эффективность ЯЭУ и, снижая температуру ядерного топлива, снижает возможность его перегрева. In the proposed NR, heat removal from nuclear fuel is carried out by both water and gas coolants. Thus, more complete heat removal in the fuel elements is carried out, which increases the efficiency of the nuclear power plant and, reducing the temperature of nuclear fuel, reduces the possibility of overheating.
Газовый перегрев повышает параметры пара, что позволяет использовать в составе ЯЭУ более экономичные турбины, рассчитанные на более высокие параметры пара. Использование тепла газа, выходящего из реактора, позволяет обеспечить работу турбины, вращающей циркуляционную газодувку, и возможно, некоторых других агрегатов ЯЭУ. Это снижает затраты энергии на обеспечение работы самой ЯЭУ. Gas overheating increases the steam parameters, which makes it possible to use more economical turbines in the composition of the nuclear power plant, designed for higher steam parameters. The use of the heat of the gas leaving the reactor makes it possible to ensure the operation of a turbine rotating a circulating gas blower, and possibly some other NPP units. This reduces energy costs for ensuring the operation of the nuclear power plant itself.
Источники информации
1. В. Е. Дорощук. Ядерные реакторы на электростанциях. М.: Атомиздат, 1977, с. 84 - 88.Sources of information
1. V.E. Doroshchuk. Nuclear reactors in power plants. M .: Atomizdat, 1977, p. 84 - 88.
2. А. М. Петросян. Современные проблемы атомной науки и техники в СССР. М.: Атомиздат, 1976, с. 123 - 130. 2. A. M. Petrosyan. Modern problems of atomic science and technology in the USSR. M .: Atomizdat, 1976, p. 123 - 130.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94040397A RU2118001C1 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Boiling reactor and nuclear power plant using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94040397A RU2118001C1 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Boiling reactor and nuclear power plant using it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94040397A RU94040397A (en) | 1997-03-10 |
RU2118001C1 true RU2118001C1 (en) | 1998-08-20 |
Family
ID=20162221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94040397A RU2118001C1 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Boiling reactor and nuclear power plant using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2118001C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493482C2 (en) * | 2011-10-28 | 2013-09-20 | Юрий Михайлович Красильников | Steam generation plant of single-circuit nuclear power plant |
-
1994
- 1994-10-19 RU RU94040397A patent/RU2118001C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Петросян А.М. Современные проблемы атомной науки и техники в СССР. - М: Атомиздат, 1976, с.123 - 130. Дорощук В.Е. Ядерные реакторы на электростанциях. - М: Атомиздат, 1977, с.84 - 88. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493482C2 (en) * | 2011-10-28 | 2013-09-20 | Юрий Михайлович Красильников | Steam generation plant of single-circuit nuclear power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94040397A (en) | 1997-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8731130B2 (en) | Passive emergency feedwater system | |
US3712851A (en) | Nuclear power station | |
KR100189168B1 (en) | Passive containment cooling system of nuclear reactor | |
US3400049A (en) | Steam cooled nuclear reactor power system | |
KR20140054266A (en) | Backup nuclear reactor auxiliary power using decay heat | |
CN104126206A (en) | Compact nuclear power generation system | |
US6519308B1 (en) | Corrosion mitigation system for liquid metal nuclear reactors with passive decay heat removal systems | |
EP0339255A2 (en) | Isolation condensor with shutdown cooling system heat exchanger | |
WO2014159155A1 (en) | Apparatus for passively cooling a nuclear plant coolant reservoir | |
JP2018520369A (en) | Reactor | |
US5006303A (en) | Nuclear power plant | |
US3240678A (en) | Pressure tube neutronic reactor and coolant control means therefor | |
US3091582A (en) | Nuclear reactor systems | |
US5013519A (en) | Autonomous, decentralized fast breeder reactor system | |
RU2118001C1 (en) | Boiling reactor and nuclear power plant using it | |
JPH032276B2 (en) | ||
Habush et al. | 330-MW (e) Fort St. Vrain high-temperature gas-cooled reactor | |
CA1245718A (en) | System of generating electricity using a swimming pool type nuclear reactor | |
US4288989A (en) | Method and apparatus for obtaining mechanical energy from low temperature heat sources | |
US3275523A (en) | Nuclear reactor wet thermal insulation | |
RU2348994C1 (en) | Nuclear power plant | |
US3249506A (en) | Integral vapor generating and superheating neutronic reactor system | |
RU2040051C1 (en) | Nuclear power unit | |
RU2407669C1 (en) | Atom-powered ship (versions) | |
Ingersoll | Passive safety features for small modular reactors |