RU2229750C2 - Coolant volume expansion compensator - Google Patents
Coolant volume expansion compensator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2229750C2 RU2229750C2 RU2002121073/06A RU2002121073A RU2229750C2 RU 2229750 C2 RU2229750 C2 RU 2229750C2 RU 2002121073/06 A RU2002121073/06 A RU 2002121073/06A RU 2002121073 A RU2002121073 A RU 2002121073A RU 2229750 C2 RU2229750 C2 RU 2229750C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- gas
- volume
- compensator
- capillary structure
- Prior art date
Links
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 229910000574 NaK Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 239000011031 topaz Substances 0.000 description 1
- 229910052853 topaz Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- QSGNKXDSTRDWKA-UHFFFAOYSA-N zirconium dihydride Chemical compound [ZrH2] QSGNKXDSTRDWKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000568 zirconium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
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
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной, термоядерной и космической технике и может быть использовано в ядерно-энергетических установках (ЯЭУ) с жидкометаллическим теплоносителем, преимущественно космического назначения.The invention relates to nuclear, thermonuclear and space technology and can be used in nuclear power plants (NPPs) with a liquid metal coolant, mainly for space purposes.
В космических ЯЭУ, где сброс непреобразованного тепла термодинамического цикла возможен лишь излучением в космическое пространство, используют высокотемпературные системы охлаждения с жидкометаллическими теплоносителями (преимущественно эвтектическим сплавом NаК, Nа и Li). Сплав NаК используют в энергоустановках со сбросом тепла при температурах 800-1000, а литий - при 1000-1200 К и выше. Нагрев теплоносителя от комнатной до рабочей может проводиться как на стартовой площадке непосредственно перед запуском ракеты-носителя с ЯЭУ в космос, так и после вывода космической ЯЭУ на рабочую или промежуточную орбиту. При нагреве теплоносителя происходит увеличение его объема, поэтому в жидкометаллических контурах систем охлаждения имеется компенсатор расширения объема теплоносителя, часто называемого компенсационной емкостью.In space nuclear power plants, where the unreduced heat of the thermodynamic cycle can be released only by radiation into outer space, high-temperature cooling systems with liquid metal coolants (mainly the eutectic alloy NaK, Na and Li) are used. NaK alloy is used in power plants with heat discharge at temperatures of 800-1000, and lithium - at 1000-1200 K and above. Heating the coolant from room to working can be carried out both on the launch pad immediately before the launch of the launch vehicle from the nuclear power plant into space, and after the space nuclear power plant is put into working or intermediate orbit. When the coolant is heated, its volume increases, therefore, in the liquid metal circuits of the cooling systems there is a compensator for the expansion of the coolant volume, often called the compensation capacity.
Известен компенсатор расширения объема литиевого теплоносителя контура стендового прототипа космической ЯЭУ с литиевым теплоносителем [1]. Он выполнен в виде так называемого расширительного бака, т.е. герметичного корпуса, часть которого заполнена нейтральным газом. Расширительный бак устанавливается в самой верхней части контура. При нагреве теплоносителя его объем увеличивается и дополнительный объем теплоносителя выдавливается в расширительный бак. При этом объем газа уменьшается, а его давление увеличивается.Known expansion compensator for expanding the volume of lithium coolant circuit bench prototype of a space nuclear power plant with lithium coolant [1]. It is made in the form of a so-called expansion tank, i.e. sealed enclosure, part of which is filled with neutral gas. An expansion tank is installed at the very top of the circuit. When heating the coolant, its volume increases and an additional volume of coolant is squeezed out into the expansion tank. In this case, the volume of gas decreases, and its pressure increases.
При наличии силы тяжести газ всегда находится в верхней части расширительного бака. Поэтому, если газ не растворяется в теплоносителе (и не взаимодействует с ним), то никаких специальных устройств для разграничения жидкого теплоносителя и газа не требуется. Компенсаторы расширения объема в виде расширительного бака хорошо работают в наземных условиях. Однако в космических условиях при отсутствии силы тяжести газ из компенсатора объема может попасть в теплоноситель, так как в условиях невесомости нет силы, удерживающей газ в определенной части объема расширительного бака. Такой компенсатор может работать в космосе при условии создания в системе искусственного силового поля, в котором бы происходило разделение фаз.In the presence of gravity, the gas is always in the upper part of the expansion tank. Therefore, if the gas does not dissolve in the coolant (and does not interact with it), then no special devices are required to distinguish between the coolant and the gas. Expansion expansion tank expansion vessels work well in terrestrial environments. However, in space conditions, in the absence of gravity, the gas from the volume compensator can enter the coolant, since under zero gravity there is no force that holds the gas in a certain part of the volume of the expansion tank. Such a compensator can work in space provided that an artificial force field is created in the system in which phase separation takes place.
Известен компенсатор расширения объема теплоносителя, описанный в [2]. Компенсатор содержит герметичный корпус с газовым объемом и узлом подсоединения к контуру теплоносителю. Такой компенсатор расширения объема может быть установлен в любой части контура. При нагреве теплоносителя контура его объем увеличивается и дополнительный объем через узел подсоединения выдавливается в компенсатор, при этом объем газа в компенсаторе уменьшается, а его давление несколько увеличивается.Known compensator expansion of the coolant volume described in [2]. The compensator contains a sealed housing with a gas volume and a node connecting to the coolant circuit. Such a volume expansion compensator can be installed in any part of the circuit. When the coolant of the circuit is heated, its volume increases and the additional volume is squeezed out through the connection unit into the compensator, while the gas volume in the compensator decreases, and its pressure slightly increases.
Такие компенсаторы могут работать в наземных условиях при наличии силы тяжести, при условии, что газ не реагирует с теплоносителем и не растворяется в нем. В этом случае за счет силы тяжести будет четкое разделение газа и жидкого теплоносителя с образованием границы газ-жидкий теплоноситель.Such compensators can work in terrestrial conditions in the presence of gravity, provided that the gas does not react with the coolant and does not dissolve in it. In this case, due to gravity, there will be a clear separation of gas and liquid coolant with the formation of the gas-liquid coolant boundary.
Однако в космических условиях отсутствует сила тяжести, в результате чего газ и жидкий теплоноситель могут перемешиваться, образуя газожидкостную смесь. Такая смесь при термоциклировании может попасть из компенсатора в контур теплоносителя, который пузырек газа может перенести к насосу, что в свою очередь может привести к отказу насоса и соответственно всей ЯЭУ.However, in space conditions there is no gravity, as a result of which the gas and the liquid coolant can mix, forming a gas-liquid mixture. Such a mixture during thermal cycling can get from the compensator into the coolant circuit, which the gas bubble can transfer to the pump, which in turn can lead to pump failure and, accordingly, the entire nuclear power plant.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является компенсатор расширения объема теплоносителя, предложенный в [3]. Компенсатор содержит герметичный корпус с газовым объемом, узел подсоединения к контуру теплоносителя и устройство разделения границы газ-теплоноситель, которое выполнено в виде капиллярной структуры, гидравлически соединенной с узлом подсоединения к теплоносителю и газовому объему. Капиллярная структура может быть выполнена в виде рулонов сетки или фольги с отверстиями, или в виде трубок с отверстиями. Между капиллярной структурой и узлом подсоединения к контуру теплоносителя может быть установлен газовый фильтр.Closest to the invention in technical essence is a compensator for expanding the volume of coolant, proposed in [3]. The compensator comprises a sealed housing with a gas volume, a node for connecting to a coolant circuit and a gas-coolant boundary separation device, which is made in the form of a capillary structure hydraulically connected to a node for connecting to a coolant and a gas volume. The capillary structure can be made in the form of rolls of mesh or foil with holes, or in the form of tubes with holes. A gas filter can be installed between the capillary structure and the connection unit to the coolant circuit.
Такие компенсаторы могут эффективно работать как в наземных условиях при наличии силы тяжести, так и в космосе в невесомости при условии, что газ не реагирует с теплоносителем и не растворяется в нем. В этом случае за счет капиллярных сил будет четкое разделение газа и жидкого теплоносителя с образованием границы газ-жидкий теплоноситель в капиллярной структуре.Such compensators can work effectively both in terrestrial conditions in the presence of gravity, and in space in zero gravity, provided that the gas does not react with the coolant and does not dissolve in it. In this case, due to capillary forces, there will be a clear separation of gas and liquid coolant with the formation of a gas-liquid coolant boundary in the capillary structure.
Однако в процессе выведения в космос с помощью ракеты-носителя или разгонного блока действуют достаточно высокие перегрузки и вибрации, в результате которых жидкий теплоноситель из капиллярной структуры может попасть в газовый объем компенсатора, а затем в условиях невесомости осесть на стенки корпуса в газовом объеме. Это может привести к нарушению работы контура теплоносителя, в том числе такой опасной ситуации, когда газовый пузырек может попасть из компенсатора в контур теплоносителя, который затем перенесется к насосу, что в свою очередь может привести к отказу насоса и, соответственно, всей ЯЭУ.However, in the process of launching into space by means of a launch vehicle or booster block, sufficiently high overloads and vibrations act, as a result of which the liquid coolant from the capillary structure can enter the gas volume of the compensator, and then, under zero gravity conditions, settle on the walls of the body in the gas volume. This can lead to disruption of the coolant circuit, including such a dangerous situation, when a gas bubble can get from the compensator into the coolant circuit, which is then transferred to the pump, which in turn can lead to a pump failure and, accordingly, the entire nuclear power plant.
Задачей изобретения является повышение надежности работы компенсатора и, следовательно, всего контура теплоносителя, за счет обеспечения сбора и возврата теплоносителя, случайно или в результате перегрузок, попавшего в газовый объем компенсатора.The objective of the invention is to increase the reliability of the compensator and, consequently, the entire coolant circuit, by ensuring the collection and return of the coolant, accidentally or as a result of overloads that fall into the gas volume of the compensator.
Указанная задача решается в компенсаторе расширения объема теплоносителя, содержащим узел подсоединения к контуру теплоносителя и герметичный корпус с газовым объемом и устройством разделения газ-теплоноситель, выполненным в виде капиллярной структуры, гидравлически соединенной с узлом подсоединения к контуру теплоносителя и к газовому объему, в котором у внутренней стенки корпуса в зоне газового объема и по крайней мере в части зоны устройства разделения газ-теплоноситель размещена фитильная структура, гидравлически соединенная с капиллярной структурой устройства разделения газ-теплоноситель.This problem is solved in the expansion joint of the coolant volume, containing a node connecting to the coolant circuit and a sealed housing with a gas volume and a gas-coolant separation device, made in the form of a capillary structure, hydraulically connected to the node connecting to the coolant circuit and to the gas volume, in which a wick structure hydraulically connected to the inner wall of the housing in the gas volume zone and at least in a part of the zone of the gas-coolant separation device the capillary structure of the gas-coolant separation device.
На чертеже приведена конструкционная схема компенсатора расширения объема теплоносителя.The drawing shows a structural diagram of a compensator for expansion of the volume of coolant.
Компенсатор содержит корпус 1 и узел 2 подсоединения к контуру теплоносителя (на чертеже не показан). Часть 3 внутреннего объема корпуса является свободной и заполнена газом, например, нейтральным (аргоном, гелием и др.), т.е. является газовым объемом компенсатора. Внутри корпуса 1 размещается капиллярная структура, в части 4 которой находится газ (тот же, что и в газовом объеме 3), а в части 5 - теплоноситель. Части 4 и 5 капиллярной структуры как бы разделены образующейся в результате действия капиллярных сил границей 6 раздела газ-жидкость (газ-теплоноситель). Капиллярная структура в части 4 гидравлически соединена с газовым объемом 3, а в части 5 - с узлом 2 подсоединения к контуру теплоносителя. В зоне газового объема 3 и в части 4 и 5 зоны капиллярной структуры у внутренней стенки корпуса 1 размещена фитильная структура 7, гидравлически соединенная в месте 8 контакта с капиллярной структурой частей 4 и 5.The compensator includes a housing 1 and a node 2 connecting to the coolant circuit (not shown). Part 3 of the internal volume of the housing is free and filled with gas, for example, neutral (argon, helium, etc.), i.e. is the gas volume of the compensator. A capillary structure is placed inside the housing 1, in part 4 of which there is a gas (the same as in the gas volume 3), and in part 5 - the coolant. Parts 4 and 5 of the capillary structure are, as it were, separated by the gas-liquid interface 6 formed as a result of the action of capillary forces. The capillary structure in part 4 is hydraulically connected to the gas volume 3, and in part 5 to the node 2 connecting to the coolant circuit. In the gas volume zone 3 and in parts 4 and 5 of the capillary structure zone near the inner wall of the housing 1, a wick structure 7 is placed hydraulically connected at the contact point 8 with the capillary structure of parts 4 and 5.
Фитильная структура (как и капиллярная) может быть выполнена в виде рулонов сетки или перфорированной фольги (с отверстиями) и может быть зафиксирована относительно корпуса 1 (на чертеже не показано), а капиллярная структура - относительно фитильной структуры 7 или корпуса 1 (на чертеже не показано).The wick structure (as well as the capillary structure) can be made in the form of rolls of mesh or perforated foil (with holes) and can be fixed relative to the housing 1 (not shown in the drawing), and the capillary structure relative to the wick structure 7 or housing 1 (not shown in the drawing shown).
Компенсатор расширения объема теплоносителя работает следующим образом.Compensator expansion of the coolant volume is as follows.
В исходном состоянии теплоноситель в жидкой (или твердой) фазе находится в узле 2 подсоединения к контуру теплоносителя, фитильной структуре 7 и занимает часть 5 пористой капиллярной структуры. В газовом объеме 3 и в не заполненной теплоносителем части 4 капиллярной структуры находится газ, обычно нейтральный, например, аргон, гелий или их смесь. Газ находится под давлением, обеспечивающем нормальную работу насоса контура теплоносителя без кавитации, обычно до нескольких атмосфер, например, для лития это от 0,1 до 1 атм.In the initial state, the coolant in the liquid (or solid) phase is in the node 2 connected to the coolant circuit, the wick structure 7 and occupies part 5 of the porous capillary structure. In the gas volume 3 and in the part 4 of the capillary structure not filled with coolant, there is a gas, usually neutral, for example, argon, helium, or a mixture thereof. The gas is under pressure, ensuring the normal operation of the coolant pump without cavitation, usually up to several atmospheres, for example, for lithium it is from 0.1 to 1 atm.
При запуске энергетической установки в космосе проводится расплавление теплоносителя (если он был в твердом состоянии) во всем контуре, включая компенсатор, с помощью специальной пусковой системы (на чертеже не показана). После расплавления теплоносителя в узле 2, в фитильной структуре 7 и в части 5 капиллярной структуры компенсатора находится жидкий теплоноситель. Далее проводится подъем тепловой мощности энергетической установки, например реактора ЯЭУ, что привадит к росту температуры теплоносителя во всем контуре. Это в свою очередь вызывает увеличение объема жидкого теплоносителя в контуре. Увеличение объема в контуре компенсируется выдавливанием жидкого теплоносителя через узел 2 в часть 5 капиллярной структуры. В результате граница раздела 6 газ-теплоноситель передвигается с увеличением объема части 5 капиллярной структуры, заполненной жидким теплоносителем. При этом давление газа в газовом объеме 3 несколько увеличивается. Так продолжается до достижения номинальной тепловой мощности энергетической установки и соответственно рабочей температуры теплоносителя (обычно от 800-900 до 1100-1300 К). За счет капиллярных сил жидкий теплоноситель удерживается в части 5 капиллярной структуры и не происходит смешивания теплоносителя с газом, заполняющим часть 4 капиллярной структуры и свободный объем 3. При уменьшении тепловой мощности происходит уменьшение температуры теплоносителя контура с соответствующим уменьшением его объема, в результате часть теплоносителя из объема части 5 капиллярной структуры поступает через узел 2 в контур теплоносителя (на чертеже не показан), компенсируя уменьшение объема теплоносителя в контуре.When a power plant is launched in space, the coolant is melted (if it was in a solid state) in the entire circuit, including the compensator, using a special starting system (not shown in the drawing). After melting the coolant in node 2, in the wick structure 7 and in part 5 of the capillary structure of the compensator, there is a liquid coolant. Next, the thermal capacity of a power plant, for example, a nuclear power reactor, is raised, which will lead to an increase in the temperature of the coolant in the entire circuit. This in turn causes an increase in the volume of liquid coolant in the circuit. The increase in volume in the circuit is compensated by extrusion of the heat-transfer fluid through unit 2 into part 5 of the capillary structure. As a result, the gas-coolant interface 6 moves with an increase in the volume of part 5 of the capillary structure filled with the liquid coolant. In this case, the gas pressure in the gas volume 3 increases slightly. This continues until the rated thermal power of the power plant is reached and, accordingly, the operating temperature of the coolant (usually from 800-900 to 1100-1300 K). Due to capillary forces, the liquid coolant is retained in part 5 of the capillary structure and the coolant does not mix with the gas filling part 4 of the capillary structure and the free volume 3. When the heat power decreases, the temperature of the coolant of the circuit decreases with a corresponding decrease in its volume, as a result, part of the coolant from the volume of part 5 of the capillary structure enters through the node 2 into the coolant circuit (not shown in the drawing), compensating for the decrease in the coolant volume in the circuit.
Описанная выше работа компенсатора является расчетным режимом работы. Однако возможны и нерасчетные режимы. Так, например, в процессе выведения в космос действуют достаточно высокие перегрузки, а также и вибрации, в результате которых жидкий теплоноситель из части 5 капиллярной структуры может попасть в газовый объем 3 компенсатора.The compensator operation described above is the design mode of operation. However, off-design modes are also possible. So, for example, in the process of launching into space, sufficiently high overloads act, as well as vibrations, as a result of which the liquid coolant from part 5 of the capillary structure can enter the gas volume 3 of the compensator.
Если бы не было фитильной структуры 7, то этот теплоноситель в виде капелек мог бы осесть на стенки корпуса 1 в зоне газового объема 3. Это в дальнейшем, например, при пуске ЯЭУ, могло бы привести к нарушении работы контура теплоносителя, в том числе к такой опасной ситуации, когда газовый пузырек мог бы попасть из компенсатора в контур теплоносителя, что могло бы привести к отказу насоса и, соответственно, всей ЯЭУ. Однако при наличии фитильной структуры 7 у стенок корпуса 1 этого не произойдет. При любых перегрузках, вибрации, да и в условиях невесомости попавшие в газовый объем 3 капельки теплоносителя попадут на поверхность фитильной структуры 7. Так как фитильная структура 7 гидравлически соединена в месте 8 контакта с капиллярной структурой, то за счет капиллярных сил фитильной структуры 7 избыток теплоносителя вернется в часть 5 капиллярной структуры, возвращая систему в исходное нормальное состояние.If there was no wick structure 7, then this coolant in the form of droplets could settle on the walls of the housing 1 in the zone of the gas volume 3. In the future, for example, when starting a nuclear power plant, it could lead to disruption of the coolant circuit, including such a dangerous situation when a gas bubble could get from the compensator into the coolant circuit, which could lead to a failure of the pump and, accordingly, the entire nuclear power plant. However, if there is a wick structure 7 at the walls of the housing 1, this will not happen. Under any overloads, vibrations, and even in zero gravity conditions, 3 droplets of the heat carrier falling into the gas volume will fall onto the surface of the wick structure 7. Since the wick structure 7 is hydraulically connected at the place of 8 contact with the capillary structure, then due to the capillary forces of the wick structure 7 excess heat carrier will return to part 5 of the capillary structure, returning the system to its original normal state.
Кроме выполнения основной функции (компенсации температурного изменения объема теплоносителя при нагреве или охлаждении), рассматриваемый компенсатор с негерметичным разделением границы газ-теплоноситель позволяет обезгаживать теплоноситель в процессе эксплуатации энергетической установки. Так, например, в ЯЭУ с реакторами на тепловых нейтронах с гидрид-циркониевым замедлителем (термоэмиссионных реакторах-преобразователях типа "Топаз") в процессе эксплуатации гидрид разлагается и водород проникает и накапливается в натрий-калиевом теплоносителе. Рассматриваемый компенсатор в принципе позволяет хотя бы часть этого газа выделить из теплоносителя в газовый объем 3 компенсатора.In addition to performing the main function (compensating for temperature changes in the volume of the coolant during heating or cooling), the compensator in question with leaky separation of the gas-coolant boundary allows the coolant to be degassed during operation of the power plant. So, for example, in nuclear power plants with thermal neutron reactors with a zirconium hydride moderator (Topaz thermionic converter reactors), hydride decomposes during operation and hydrogen penetrates and accumulates in the sodium-potassium coolant. The compensator in question, in principle, allows at least part of this gas to be separated from the coolant into the gas volume 3 of the compensator.
Таким образом, предлагаемый компенсатор расширения объема теплоносителя повышает надежность работы контура теплоносителя и всей энергетической установки, в том числе в режимах вывода с перегрузками, вибрациями, а также и в других нерасчетных режимах.Thus, the proposed compensator for expanding the volume of the coolant increases the reliability of the circuit of the coolant and the entire power plant, including in output modes with overloads, vibrations, as well as in other off-design modes.
Источники информацииSources of information
1. Ефимов В.П., Левин М.Н. Методы градуировки и поверки высокотемпературных измерителей расхода и давления теплоносителя систем охлаждения ЯЭУ //Научн. техн. сборн. Ракетно-космическая техника. Труды РКК "Энергия" им. С.П.Королева. Серия 12: Изд. РКК "Энергия", г. Королев Моск. обл., 1996, в.2-3: Космические термоэмиссионные ЯЭУ и ЭРДУ большой мощности, ч.2, стр. 226.1. Efimov V.P., Levin M.N. Methods for calibration and verification of high-temperature flow meters and pressure of the coolant of cooling systems of nuclear power plants // Scientific. tech. team Space rocket technology. Proceedings of RSC Energia named after S.P. Koroleva. Series 12: Ed. RSC Energia, Korolev Mosk. Region, 1996, v.2-3: Space thermionic emission nuclear power plants and high-power propulsion systems, part 2, p. 226.
2. Доллежаль Н.Н. Ядерные энергетические установки. M.: Энергоатомиздат, 1983 г., с. 388-389.2. Dollezhal NN Nuclear power plants. M .: Energoatomizdat, 1983, p. 388-389.
3. Патент RU 2176828 С1. Компенсатор расширения объема теплоносителя. МКИ7 G 21 D 1/02, 10.12.2001, бюл. №34.3. Patent RU 2176828 C1. Compensator for expansion of the coolant volume. MKI7 G 21 D 1/02, 12/10/2001, bull. Number 34.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121073/06A RU2229750C2 (en) | 2002-08-01 | 2002-08-01 | Coolant volume expansion compensator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121073/06A RU2229750C2 (en) | 2002-08-01 | 2002-08-01 | Coolant volume expansion compensator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002121073A RU2002121073A (en) | 2004-02-20 |
| RU2229750C2 true RU2229750C2 (en) | 2004-05-27 |
Family
ID=32678758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002121073/06A RU2229750C2 (en) | 2002-08-01 | 2002-08-01 | Coolant volume expansion compensator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2229750C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275703C2 (en) * | 2004-05-31 | 2006-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро машиностроения имени И.И.Африкантова"(ФГУП "ОКБМ") | Method for maintaining desired pressure within water moderated water-cooled reactor |
| RU2303304C2 (en) * | 2005-05-24 | 2007-07-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Coolant pressurizer |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3713972A (en) * | 1967-05-02 | 1973-01-30 | Atomic Energy Authority Uk | Nuclear reactor power plant |
| RU2007764C1 (en) * | 1991-12-11 | 1994-02-15 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Method of starting nuclear power plant with thermoemission power conversion |
| RU2133512C1 (en) * | 1998-04-13 | 1999-07-20 | Акционерное общество открытого типа "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" | Nuclear reactor cooling system loop with lithium coolant |
| RU2176828C1 (en) * | 2000-04-24 | 2001-12-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Coolant pressurizer |
| US6367243B1 (en) * | 2000-04-10 | 2002-04-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Atomic-based combined cycle propulsion system and method |
-
2002
- 2002-08-01 RU RU2002121073/06A patent/RU2229750C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3713972A (en) * | 1967-05-02 | 1973-01-30 | Atomic Energy Authority Uk | Nuclear reactor power plant |
| RU2007764C1 (en) * | 1991-12-11 | 1994-02-15 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Method of starting nuclear power plant with thermoemission power conversion |
| RU2133512C1 (en) * | 1998-04-13 | 1999-07-20 | Акционерное общество открытого типа "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" | Nuclear reactor cooling system loop with lithium coolant |
| US6367243B1 (en) * | 2000-04-10 | 2002-04-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Atomic-based combined cycle propulsion system and method |
| RU2176828C1 (en) * | 2000-04-24 | 2001-12-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Coolant pressurizer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275703C2 (en) * | 2004-05-31 | 2006-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро машиностроения имени И.И.Африкантова"(ФГУП "ОКБМ") | Method for maintaining desired pressure within water moderated water-cooled reactor |
| RU2303304C2 (en) * | 2005-05-24 | 2007-07-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Coolant pressurizer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002121073A (en) | 2004-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4192144A (en) | Direct contact heat exchanger with phase change of working fluid | |
| EP4022649B1 (en) | Nuclear reactors having liquid metal alloy fuels and/or moderators | |
| CA3066241C (en) | Reactor core | |
| RU2680250C1 (en) | Active zone of the nuclear reactor | |
| JPH03502005A (en) | Full-pressure passive emergency core cooling and residual heat removal equipment for water-cooled reactors | |
| CN109654929B (en) | A high-efficiency heat storage device and its manufacturing method | |
| JP2021092566A (en) | Liquid metal cooling reactor with fully passive residual force removal (dhr) system | |
| CN110030860A (en) | A kind of double liquid storage device loop circuit heat pipes of double skirt types | |
| CA2929577C (en) | Managing nuclear reactor control rods | |
| RU2229750C2 (en) | Coolant volume expansion compensator | |
| US4257846A (en) | Bi-brayton power generation with a gas-cooled nuclear reactor | |
| US5360056A (en) | Temperature initiated passive cooling system | |
| RU2176828C1 (en) | Coolant pressurizer | |
| RU2303304C2 (en) | Coolant pressurizer | |
| CN116130122B (en) | Automatic power control system for heat pipe cooling reactor | |
| Dobran | Heat pipe research and development in the Americas | |
| RU2660942C1 (en) | Active zone of the nuclear reactor | |
| Seshan et al. | Heat pipes—concepts, materials and applications | |
| JPH01174897A (en) | heat pipe | |
| Carre et al. | Status of CEA design and simulation studies of 200 KWe turboelectric space power system | |
| Zhang et al. | Design considerations for economically competitive sodium cooled fast reactors | |
| RU2133512C1 (en) | Nuclear reactor cooling system loop with lithium coolant | |
| US4865802A (en) | Accumulator | |
| Ge et al. | Preliminary analysis of in-orbit operation accidents for an ultra-small Lithium-cooled space reactor power system | |
| RU2138096C1 (en) | Thermionic conversion reactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050802 |