RU2136061C1 - Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура - Google Patents

Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура Download PDF

Info

Publication number
RU2136061C1
RU2136061C1 RU98100681A RU98100681A RU2136061C1 RU 2136061 C1 RU2136061 C1 RU 2136061C1 RU 98100681 A RU98100681 A RU 98100681A RU 98100681 A RU98100681 A RU 98100681A RU 2136061 C1 RU2136061 C1 RU 2136061C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shut
valve
piston
depressurization
circuit
Prior art date
Application number
RU98100681A
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Узиков
Original Assignee
Государственный научный центр Российской Федерации "Научно-исследовательский институт атомных реакторов"
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 Государственный научный центр Российской Федерации "Научно-исследовательский институт атомных реакторов" filed Critical Государственный научный центр Российской Федерации "Научно-исследовательский институт атомных реакторов"
Priority to RU98100681A priority Critical patent/RU2136061C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2136061C1 publication Critical patent/RU2136061C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

Устройство предназначено для предотвращения больших потерь рабочей среды при разрушении трубопроводов (внезапной разгерметизации) и может быть использовано в гидро- и пневмосистемах в качестве пассивной системы, перекрывающей разгерметизированный участок контура циркуляции при аварийной ситуации. Защитное устройство содержит отсечной клапан и обратный клапан, установленные соответственно на входном и выходном трубопроводах отсекаемого контура. Повышение надежности достигается за счет наличия импульсной линии, соединяющей выходной трубопровод отсекаемого контура (на участке до обратного клапана по ходу теплоносителя) с демпферной камерой отсечного клапана. 2 ил.

Description

Изобретение относится к защитным устройствам, предотвращающим большие потери рабочей среды при разрушении трубопроводов (внезапной разгерметизации), и может быть использовано в гидро- и пневмосистемах в качестве пассивной защиты, перекрывающей расход рабочей среды в замкнутом контуре при аварийной ситуации, в частности для отсечения разгерметизированной части контура охлаждения ядерного реактора корпусного типа и предотвращения опорожнения (обезвоживания) активной зоны.
Известны различные устройства, защищающие гидросистемы от больших потерь при их внезапной разгерметизации. Например, аварийное устройство (а.с. СССР N 1596146 F 15 B 20/00, публ. 1988 г.), содержащее корпус с входным и выходным штуцерами, расположенный внутри корпуса и сообщающийся с входным штуцером соосный цилиндр с подпружиненным поршнем, на штоке которого закреплен запорный клапан, и расположенный снаружи цилиндра постоянный дроссель. Кроме того, имеется блокировочный цилиндр, в котором перемещается шток, являющийся упором для запорного клапана и непозволяющий ему закрыться при кратковременном падении давления в выходном штуцере.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и необходимость настройки устройства на определенный расход. Кроме того, существует возможность ложного срабатывания (например, при неправильном подборе дросселя), приводящего к отсечению контура без наличия аварийной ситуации.
Наиболее близким аналогом, совпадающим с заявленным изобретением по наибольшему количеству существенных признаков, является гидропривод (а.с. СССР 1188390 F 15 B 20/00, публ. 1983 г.), содержащий гидравлическое нагружающее устройство и гидроуплотняемое устройство блокировки подачи насоса, установленное в линии связи насоса с нагружающим устройством и включающее корпус с размещенным в нем подпружиненным золотником, образующим с корпусом напорную проточную камеру, и камеру управления золотником, которая сообщена с напорной магистралью насоса, сообщенной через блокирующее устройство с входом нагружающего устройства, выход которого связан со сливной магистралью, причем блокирующее устройство выполнено в виде четырехлинейного распределителя с дополнительной камерой управления, сообщенной с выходом нагружающего устройства, при этом золотник при срабатывании устройства выполняет функцию отсечного и обратного клапана на соответствующих магистралях трубопровода.
Недостатком данного устройства защиты от разгерметизации является то, что при включении насоса требуется взводить устройство блокировки в рабочее состояние при помощи дополнительного устройства (распределителя), которое после взвода переключается в исходную позицию. Указанный недостаток обусловлен тем, что при нормальном состоянии (когда нет давления в системе) пружина отжимает золотник, перекрывающий магистрали, и для отвода золотника в рабочее положение требуется подать при помощи распределителя в камеру управления рабочую жидкость под давлением (от насоса). Наличие пружины приводит к повышению вероятности отказа из-за ее поломки. Кроме того, устройство не может быть применено для больших расходов, т.к. будет слишком громоздким.
Целью изобретения является повышение надежности защиты от потери рабочей среды при разгерметизации в контуре циркуляции, например, в контуре охлаждения реактора корпусного типа. Особенностью рассматриваемых контуров циркуляции является то, что отсекаемый участок контура содержит насос.
Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты при разгерметизации включает отсечной клапан и обратный клапан, установленные соответственно на входном и выходном трубопроводах отсекаемого контура, а также импульсную линию, соединяющую выходной трубопровод отсекаемого контура (на участке до обратного клапана по ходу теплоносителя) с отсечным клапаном. Исполнительным органом отсечного клапана, перекрывающим линию циркуляции при срабатывании устройства, является золотник в виде поршня с выполненными на боковой стенке окнами для прохода теплоносителя. В нижней части поршень заглушен и имеет расширение с посадочной поверхностью. При движении его вверх под действием подъемных сил перекрывается проходное сечение для рабочей среды, образованное выступом на внутренней поверхности корпуса и посадочной поверхностью поршня, при этом поверхность заглушенной часть поршня, садящаяся на внутреннюю поверхность корпуса, выполняет роль уплотнительной поверхности. Для регулирования процесса закрытия отсечного клапана и предотвращения ложного срабатывания предназначена демпферная камера в виде кольцевой полости, образованной сопряженными поверхностями поршня и корпуса. Гидравлическое сопротивление вытесняемому из демпферной камеры потоку теплоносителя при подъеме поршня обусловлено величиной зазоров (проходного сечения) между сопряженными поверхностями поршня и корпуса, а также размерами импульсной линии. Возникающее вследствие этого повышение давления в демпферной камере определяет скорость подъема поршня. Соединение демпферной камеры с участком выходного трубопровода отсекаемого контура импульсной линией и наличие насоса в отсекаемом контуре позволяет поддерживать в демпферной камере повышенное давление, препятствующее подъему поршня при нормальном режиме работы реакторной установки.
Срабатывание системы происходит лишь в случав, когда не только увеличивается перепад давления на поршне вследствие повышения расхода, но также происходит резкое снижение давление в отсекаемом контуре, вследствие чего происходит смена направления движения потока рабочей среды в выходном трубопроводе отсекаемого контура и закрывается обратный клапан.
Наличие исполнительного механизма в виде поршня, опирающегося на элементы конструкции и прижимаемого давлением в демпферной камере и собственным весом, позволяет избежать операции по взводу устройства, т.к. оно находится в состоянии готовности к работе как при включенных, так и при выключенных насосах.
Новые существенные признаки заявляемого решения в научной и технической литературе не обнаружены, предложенное решение не следует явным образом из уровня техники, совокупность признаков обеспечивает новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретательский уровень.
На фиг. 1 приведена схема подключения системы защиты в отсекаемый контур, а на фиг. 2 изображена схема установки системы защиты при разгерметизации в контуре охлаждения реактора корпусного типа, где; 1, 2 - охранные кожухи; 3 - входной трубопровод отсекаемого контура; 4 - корпус отсечного клапана; 5 - поршень; 6 - окна в боковой стенке поршня; 7 - кольцевой выступ на поршне; 8 - демпферная камера; 9 - расширенная часть поршня с посадочной поверхностью; 10 - отсекаемый контур; 11 - насос; 12 - импульсная линия; 13 - выходной трубопровод отсекаемого контура; 14 - обратный клапан; 15 - отсечной клапан; 16 - корпус реактора.
Ниже приведено описание устройства защиты от потери рабочей среды (теплоносителя) при разгерметизации в контуре охлаждения реактора корпусного типа.
Основные элементы устройства защиты - клапаны, установлены на защищенных охранными кожухами (1, 2) трубопроводах (3, 13), подсоединяемых к корпусу реактора. Отсечной клапан включает корпус 4, в котором находится золотник в виде поршня 5, имеющего отверстия (окна) в боковой стенке 6, и кольцевой выступ на наружной поверхности 7, образующий с внутренней поверхностью корпуса демпферную камеру 8. В нижней части поршень заглушен и имеет расширение с посадочной поверхностью 9. Отсекаемый контур 10 имеет насос 11. Импульсная линия 12 соединяет демпферную камеру 8 с выходным трубопроводом на участке от насоса до обратного клапана 14. Обратный клапан устанавливается на горизонтальном участке трубопровода, а отсечной клапан 15 - на вертикальном участке трубопровода контура циркуляции корпусного реактора 16.
Устройство защиты работает следующим образом. В нормальном режиме, когда отсутствует разгерметизация и работает циркуляционный насос отсекаемого контура (петли), давление на выходе из реактора меньше, чем на входе в реактор, а массовый расход на входе и выходе практически одинаков, положение отсечного клапана и обратного клапана нормально открытое, гидравлическое сопротивление при прохождении теплоносителя через элементы системы защиты минимально. При разгерметизации в одной из петель контура охлаждения давление в контуре снижается и нарушается баланс расхода теплоносителя в реакторе. Можно рассмотреть несколько сценариев аварий с разгерметизацией. Отличие сценариев друг от друга зависит от расположения места разгерметизации в петле, от ее размеров (большая, средняя или малая течь) и геометрии, от места врезки трубопровода компенсатора объема, а также от времени (скорости) раскрытия отверстия разгерметизации.
При возникновении большой течи на всасе циркуляционного насоса повышается расход в отсечном клапане вследствие увеличения перепада давления на нем, падает давление на выходе из насоса и возможна его остановка. При снижении давления на выходе из насоса из-за снижения давления на всасе, а также при остановке (срыве) насоса при наличии импульсной линии давление в демпферной камере снижается, что обеспечивает подъем поршня и перекрытие проходного сечения.
При возникновении большой течи после циркуляционного насоса повышается расход в насосе (если не произошел его срыв или поломка), а также резко снижается давление перед обратным клапаном, что вызывает изменение направления циркуляции в нем и его закрытие. При закрытии обратного клапана снижается давление в демпферной камере, что обеспечивает превышение подъемных сил, действующих на поршень, над силами, направленными вниз. Таким образом, при возникновении большой разгерметизации срабатывание системы защиты обеспечивается при разрыве в любом месте петли, не покрытом охранным кожухом.

Claims (1)

  1. Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура, содержащее отсечной клапан с исполнительным механизмом и обратный клапан, установленные соответственно на входном и выходном трубопроводах отсекаемого контура, отличающееся тем, что исполнительный механизм отсечного клапана выполнен в виде заглушенного поршня с окнами на боковой стенке для прохода теплоносителя, имеющем расширение с посадочной поверхностью, седлом для которой служит выступ на внутренней поверхности корпуса, кроме того, сопряженные поверхности поршня и корпуса образуют демпферную камеру, сообщающуюся через импульсную линию с выходным трубопроводом отсекаемого контура на участке перед обратным клапаном.
RU98100681A 1998-01-19 1998-01-19 Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура RU2136061C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100681A RU2136061C1 (ru) 1998-01-19 1998-01-19 Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100681A RU2136061C1 (ru) 1998-01-19 1998-01-19 Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2136061C1 true RU2136061C1 (ru) 1999-08-27

Family

ID=20201203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98100681A RU2136061C1 (ru) 1998-01-19 1998-01-19 Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2136061C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4341235A (en) Device for connecting a pressure fluid source to a fluid motor
US4274434A (en) Automatic low-friction check valve
CA1075129A (en) Lift check valve with dashpot
US4004607A (en) Conduit arrangement with protection against rupture and leakage
US6648010B1 (en) Check valve plate with anti-pressure surge device
US4129141A (en) Scram valve
CA1188956A (en) Isolating device
US20170114914A1 (en) High integrity pressure protecting system (hipps) for a fluid line
US4190071A (en) Backflow prevention devices
US2878828A (en) Balanced bellows valve for back-pressure service with supplementary means for non-vented bonnets
WO2017019215A1 (en) Automatic shutoff valve for a pipeline
US4109714A (en) Shutdown system for high pressure well
RU2215223C2 (ru) Управляющее устройство для предохранительного клапана
RU2136061C1 (ru) Устройство защиты реакторных установок корпусного типа при разгерметизации трубопроводов первого контура
RU2546884C1 (ru) Затвор обратный поворотный
US3595263A (en) Pilot actuated unbalanced piston relief valve
US3865132A (en) Pilot operated relief valve
US6945272B2 (en) Passively actuated valve
WO2001033124A1 (en) Leak arresting mechanical flow control valve
KR200144071Y1 (ko) 수격 방지기
RU2196927C1 (ru) Отсечной клапан
RU2064098C1 (ru) Устройство для ограничения расхода жидкости
WO2020010141A1 (en) An improved pressure relief valve
KR102229349B1 (ko) 슬램방지용 체크밸브
CA1220399A (en) Frangible pressure relief disc assembly and positive displacement pumps containing the disc assembly