RU2247434C1 - Reactor flooding passive system water tank - Google Patents
Reactor flooding passive system water tank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247434C1 RU2247434C1 RU2003123623/06A RU2003123623A RU2247434C1 RU 2247434 C1 RU2247434 C1 RU 2247434C1 RU 2003123623/06 A RU2003123623/06 A RU 2003123623/06A RU 2003123623 A RU2003123623 A RU 2003123623A RU 2247434 C1 RU2247434 C1 RU 2247434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- hydraulic
- coolant
- tank
- steam
- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано на атомных электрических станциях (АЭС) с водо-водяными реакторными установками в качестве системы аварийного залива и охлаждения активной зоны реактора.The invention relates to nuclear energy and can be used at nuclear power plants (NPPs) with pressurized water reactor plants as a system of emergency gulf and cooling of the reactor core.
Для обеспечения залива активной зоны водо-водяных реакторных установок (РУ) при аварийных течах в реакторных установках, наряду с насосными системами аварийного охлаждения зоны, на атомных электрических станциях предусмотрены системы гидроемкостей (ГЕ) с запасом теплоносителя, например, водным раствором борной кислоты. В случае аварийных больших течей из реакторных установок с целью быстрого повторного залива зоны реактора требуется большой расход теплоносителя, для чего на атомных электростанциях предусмотрены системы гидроемкостей со сжатым газом. Давления газа в гидроемкостях ниже рабочего давления среды в реакторных установках. Объем гидроемкостей не превышает объем теплоносителя в реакторной установке и рассчитан на кратковременную подачу теплоносителя в реакторную установку.In order to ensure the filling of the active zone of water-cooled reactor installations (RU) in case of emergency leaks in the reactor plants, along with pumping systems for emergency cooling of the zone, hydraulic capacity systems (CU) with a coolant reserve, for example, an aqueous solution of boric acid, are provided at nuclear power plants. In the event of large accidental leaks from the reactor installations, a large flow rate of the coolant is required for the quick re-filling of the reactor zone, for which purpose hydroelectric tanks with compressed gas are provided at nuclear power plants. Gas pressures in hydraulic tanks are lower than the working pressure of the medium in the reactor plants. The volume of hydraulic reservoirs does not exceed the volume of the coolant in the reactor installation and is designed for short-term supply of coolant to the reactor installation.
Для длительной подачи теплоносителя в зону реактора при крупных течах, протекающих с наложением потери источников переменного тока на АЭС, предусматриваются системы гидроемкостей с большим запасом теплоносителя, имеющие сравнительно низкое рабочее давление среды. Подача теплоносителя из них происходит за счет гидростатического столба. Включение этих систем гидроемкостей в работу происходит пассивным образом, но при давлении более низком, чем подключение гидроемкостей с газовой подушкой. Такого рода система гидроемкостей описана в изобретении под названием “Энергетическая установка” и охраняется патентом (МПК 7 G 21 С 15/18, RU 2108630 C1, опубл. 10.04.1998).For long-term supply of coolant to the reactor zone with large leaks occurring with the imposition of loss of alternating current sources at nuclear power plants, hydraulic reservoir systems with a large supply of coolant having a relatively low working pressure of the medium are provided. The supply of coolant from them occurs due to the hydrostatic column. The inclusion of these hydraulic systems in the work occurs in a passive manner, but at a pressure lower than the connection of hydraulic tanks with a gas cushion. Such a system of hydraulic reservoirs is described in the invention under the name “Power plant” and is protected by a patent (IPC 7 G 21 C 15/18, RU 2108630 C1, publ. 04/10/1998).
Система гидроемкостей, предложенная в этом патенте, принята для данного изобретения в качестве прототипа.The hydraulic reservoir system proposed in this patent is adopted for the present invention as a prototype.
Согласно описанию прототипа гидроаккумулирующая емкость этой системы сообщается с реактором двумя патрубками. А именно, через нижний сливной патрубок, предназначенный для подачи теплоносителя в реактор, и через верхний входной патрубок, который трубопроводом связан с главным циркуляционным трубопроводом реакторной установки на участке выхода из парогенератора.According to the description of the prototype, the storage tank of this system communicates with the reactor with two pipes. Namely, through the lower drain pipe, designed to supply coolant to the reactor, and through the upper inlet pipe, which is connected by a pipe to the main circulation pipe of the reactor at the exit of the steam generator.
На трубопроводах, соединяющих гидроемкость с реактором, установлены обратные клапаны.On the pipelines connecting the hydraulic reservoir to the reactor, check valves are installed.
Обратный клапан, установленный на трубопроводе, соединяющий верхний патрубок гидроемкости с реакторной установкой, является клапаном типа невозвратно-открываемого. Он открывается при снижении давления в реакторной установке ниже заданной для системы величины. Защита гидроемкости от повторного давления осуществляется за счет установки предохранительных клапанов на трубопроводах.A non-return valve installed on the pipeline connecting the upper nozzle of the hydraulic reservoir with the reactor installation is a type of valve that cannot be opened. It opens when the pressure in the reactor installation decreases below the value set for the system. The hydraulic capacity is protected from repeated pressure by installing safety valves on the pipelines.
Для изменения расхода теплоносителя из гидроемкости по мере ее опорожнения внутри гидроемкости установлен коллектор, профилирующий расход.To change the flow rate of the coolant from the hydraulic tank as it is emptying, a collector is installed inside the hydraulic tank, profiling the flow.
С точки зрения обеспечения безопасности реакторной установки, важнейшими проектными характеристиками гидроемкости являются величина максимального расхода воды из гидроемкости и время достижения максимального расхода после открытия невозвратно-открываемого клапана. Эти проектные величины определяются из условия обеспечения безопасности реакторной установки при максимальной проектной течи из реакторной установки с наложением потери источников переменного тока на АЭС.From the point of view of ensuring the safety of the reactor installation, the most important design characteristics of the hydraulic capacity are the maximum flow rate of the hydraulic capacity and the time to reach the maximum flow rate after opening the non-permanently opening valve. These design values are determined from the conditions for ensuring the safety of the reactor installation at the maximum design leak from the reactor installation with the imposition of the loss of alternating current sources at nuclear power plants.
Предложенная в прототипе гидроемкость имеет существенный недостаток, неприемлемый для безопасности реакторной установки. А именно, система залива, будучи выполненная из гидроемкостей с конструктивным исполнением, указанным в прототипе, будет иметь время выхода на проектный расход, значительно превышающее допустимое проектное время, и длительный период неустойчивой работы.The hydraulic capacity proposed in the prototype has a significant drawback, unacceptable for the safety of the reactor installation. Namely, the gulf system, being made of hydraulic reservoirs with the design specified in the prototype, will have a time to reach the design flow rate, significantly exceeding the allowable design time, and a long period of unstable operation.
Основной причиной непроектной работы являются термически неравновесные процессы, неизбежно возникающие в гидроемкостях при взаимодействии пара, поступающего в емкость, с большой массой холодного теплоносителя (воды), содержащегося в гидроемкости.The main reason for non-project work is thermally nonequilibrium processes that inevitably occur in hydraulic reservoirs when steam entering the tank interacts with a large mass of cold coolant (water) contained in the hydraulic reservoir.
В прототипе сливной коллектор представляет собой перфорированный по высоте цилиндр, расположенный внутри емкости. Такая конструкция коллектора создает трудности в работе по настройке или изменению расходной характеристики гидроемкости.In the prototype, the drain manifold is a height-perforated cylinder located inside the tank. This design of the collector creates difficulties in setting up or changing the flow characteristics of the hydraulic capacity.
Задачей данного изобретения является использование конструктивных решений, максимально снижающих термически неравновесные процессы, с целью обеспечения проектной подачи теплоносителя из гидроемкости в реактор.The objective of the invention is the use of constructive solutions that maximally reduce thermally nonequilibrium processes in order to ensure the design supply of the coolant from the hydraulic tank to the reactor.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной гидроемкости для пассивной системы аварийного залива водой реактора, содержащей, верхний - входной патрубок для пара и нижний - сливной патрубок для воды, новым является то, что гидроемкость внутри снабжена перфорированной пластиной и рассеивателем пара, при этом перфорированная пластина установлена в верхней части и горизонтально закреплена на боковой стенке гидроемкости, а рассеиватель установлен над перфорированной пластиной и сообщен с входным патрубком гидроемкости.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known hydraulic capacity for a passive emergency water system with reactor water containing, the upper one has an inlet pipe for steam and the lower one has a drain pipe for water, the new one is that the hydraulic tank inside is equipped with a perforated plate and a vapor diffuser, while the perforated plate is installed in the upper part and horizontally mounted on the side wall of the hydraulic reservoir, and the diffuser is mounted above the perforated plate and communicated with the inlet of the hydraulic reservoir.
Кроме этого, гидроемкость может быть дополнительно снабжена внутри нижними сливными трубами разной высоты, выполняющими функцию сливного коллектора профилирующего расход теплоносителя.In addition, the hydraulic capacity can be additionally provided inside with lower drain pipes of different heights, performing the function of a drain collector profiling coolant flow.
Снабжение гидроемкости перфорированной пластиной и рассеивателем пара обеспечивает ограничение взаимодействия объема холодной воды с паром, что ускоряет процесс роста давления в гидроемкости до величины давления в реакторной установке.The supply of hydraulic capacity with a perforated plate and a steam diffuser limits the interaction of the volume of cold water with steam, which accelerates the process of pressure growth in the hydraulic capacity to the pressure in the reactor installation.
Сливной коллектор должен обеспечивать заданный проектом реакторной установки темп снижения расхода теплоносителя из гидроемкостей в реактор. Одним из существенных положительных признаков данного изобретения является то, что коллектор предлагается выполнить в виде набора сливных труб разной высоты. При такой конструкции коллектора профилирование расхода и его настройка на объекте может осуществляться с помощью дроссельных шайб, размещаемых на наружных нижних концах сливных труб.The drain manifold must provide the rate of reduction of the coolant flow rate from the hydraulic reservoirs to the reactor as specified by the design of the reactor installation. One of the significant positive features of this invention is that the collector is proposed to perform in the form of a set of drain pipes of different heights. With this design of the collector, profiling of the flow and its adjustment at the facility can be carried out using throttle washers placed on the outer lower ends of the drain pipes.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 дан эскиз гидроемкости.Figure 1 gives a sketch of the hydraulic capacity.
На фиг.2 показана связь гидроемкости с реакторной установкой.Figure 2 shows the relationship of hydraulic capacity with the reactor installation.
На фиг.3 показана расходная характеристика гидроемкости без перфорированной пластины и парового рассеивателя.Figure 3 shows the flow characteristic of the hydraulic capacity without a perforated plate and a steam diffuser.
На фиг.4 показана расходная характеристика гидроемкости, оснащенная перфорированной пластиной и паровым рассеивателем.Figure 4 shows the flow characteristic of the hydraulic capacity, equipped with a perforated plate and a steam diffuser.
Гидроемкость для пассивной системы аварийного залива реактора (фиг.1) представляет собой герметичный сосуд 1. Размеры сосуда (D и Н) и их количество выбираются исходя из потребного запаса теплоносителя. Гидроемкость имеет верхний входной патрубок 2 и внутри корпусные устройства: паровой рассеиватель 3; перфорированную пластину 4 (дырчатый лист) и сливной коллектор, состоящий из нижних сливных труб 5 разной высоты наименьшая из которых является нижним сливным патрубком. Перфорированная пластина 4 установлена внутри гидроемкости в верхней части и горизонтально закреплена на боковой стенке, перекрывая все сечение гидроемкости, и выполнена с равномерно распределенными отверстиями. Паровой рассеиватель 3 расположен над перфорированной пластиной 4, его выходные отверстия создают выход пара вверх.The hydraulic reservoir for the passive system of the emergency reactor bay (Fig. 1) is a sealed
В зависимости от конструкции сливного коллектора гидроемкость может иметь одну или несколько сливных труб 5 нижние наружные концы 6 которых сообщены между собой. Например, четырехступенчатому сливному коллектору гидроемкости, использованной при испытаниях, соответствует набор из четырех сливных труб 5 (фиг.1).Depending on the design of the drain manifold, the hydraulic reservoir may have one or
Гидроемкость для пассивной системы аварийного залива реактора работает следующим образом. При возникновении течей в реакторной установке (фиг.2), состоящей из реактора 7, горячей нитки главного циркуляционного контура 8, парогенератора 9 и холодной нитки главного циркуляционного контура 10, в реакторной установке падает давление. При снижении давления до определенной проектной величины открывается невозвратно-открываемый обратный клапан 11 на трубопроводе 12, соединяющем верх гидроемкости с главным циркуляционным трубопроводом реакторной установки. При образовании в реакторной установке пара в районе 13 соединения трубопровода 12 с холодной ниткой главного циркуляционного контура 10 в верхнюю часть гидроемкости начинает поступать пар (или смесь пара с газом). В гидроемкости пар распределяется с помощью рассеивателя 3 и, конденсируясь, нагревает воду в верхней части гидроемкости. Перфорированная пластина 4 ограничивает объем холодной воды, взаимодействующей с паром, что сокращает время роста давления в гидроемкости до величины давления в реакторной установке и приводит к открытию обратного клапана 14 на сливном трубопроводе 15, соединяющем гидроемкость с реакторной установкой. Сливной трубопровод 15 соединен с внутренним объемом гидроемкости с помощью нижних наружных концов 6 сливных труб 5.The hydraulic reservoir for the passive system of the emergency gulf of the reactor works as follows. When leaks occur in the reactor installation (Fig. 2), consisting of a reactor 7, a hot thread of the
На фиг.2 коллектор, например, схематически представлен в виде трех труб 5. В начале работы гидроемкости теплоноситель вытекает по всем трем трубам, и этим обеспечивается максимальный расход. По мере снижения уровня теплоносителя в гидроемкости число труб, по которым вытекает теплоноситель, ступенчато уменьшается, что создает ступенчато снижающийся расход теплоносителя из гидроемкости в реактор 7. В зависимости от величины необходимого начального расхода теплоносителя в реактор выбирается высота размещения гидроемкостей над реактором 7.In figure 2, the collector, for example, is schematically represented in the form of three
На фиг.3 показана расходная характеристика гидроемкости, при испытании не имеющей перфорированной пластины и рассеивателя, а на фиг.4 показана расходная характеристика гидроемкости, которая оснащена при испытании перфорированной пластиной и рассеивателем пара, и дано ее сравнение с проектной расходной характеристикой. Результаты испытаний показывают, что предложенные в данном изобретении конструктивные решения обеспечивают заданную расходную характеристику.Figure 3 shows the flow characteristic of the hydraulic capacity, when tested without a perforated plate and diffuser, and figure 4 shows the flow characteristic of the hydraulic capacity, which is equipped with a perforated plate and a diffuser when tested, and its comparison with the design flow characteristic is given. The test results show that the design solutions proposed in this invention provide a given flow characteristic.
Конструкция гидроемкости, предложенная в данном изобретении, обладает новым положительным свойством, она обеспечивает заданный проектный расход из гидроемкости как по темпу нарастания, так и по величине, и тем самым обеспечивает проектный уровень температуры топлива в реакторной установке во время аварийной течи из реакторной установки. Конструкция сливного коллектора гидроемкости обеспечивает настройку проектного расхода с помощью дросселей, размещаемых вне гидроемкости.The design of the hydraulic reservoir proposed in this invention has a new positive property, it provides a given design flow rate from the hydraulic reservoir both in terms of growth rate and in magnitude, and thereby ensures the design level of fuel temperature in the reactor installation during an emergency leak from the reactor installation. The design of the drain reservoir of the hydraulic reservoir provides the adjustment of the design flow rate using throttles placed outside the hydraulic reservoir.
Технико-экономический эффект изобретения состоит в повышении уровня безопасности реакторных установок, оснащенных гидроемкостями предложенной конструкции, при запроектных авариях с наложением течи из реакторной установки с потерей всех источников переменного тока на АЭС.The technical and economic effect of the invention consists in increasing the safety level of reactor facilities equipped with hydraulic tanks of the proposed design, in beyond design basis accidents with leakage from the reactor installation with the loss of all alternating current sources at the nuclear power plant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123623/06A RU2247434C1 (en) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | Reactor flooding passive system water tank |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123623/06A RU2247434C1 (en) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | Reactor flooding passive system water tank |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003123623A RU2003123623A (en) | 2005-01-27 |
RU2247434C1 true RU2247434C1 (en) | 2005-02-27 |
Family
ID=35138732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003123623/06A RU2247434C1 (en) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | Reactor flooding passive system water tank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247434C1 (en) |
-
2003
- 2003-07-30 RU RU2003123623/06A patent/RU2247434C1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003123623A (en) | 2005-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107293341B (en) | Pool type reactor | |
JP2507694B2 (en) | Nuclear reactor equipment | |
KR100856501B1 (en) | The safety features of an integral reactor using a passive spray system | |
KR102198440B1 (en) | Containment internal passive heat removal system | |
US8559583B1 (en) | Passive cooling and depressurization system and pressurized water nuclear power plant | |
RU2153201C2 (en) | Nuclear reactor with stand-by cooling system and its cooling process | |
CA2937668C (en) | Reactor system with a lead-cooled fast reactor | |
CN101999149A (en) | Passive emergency feedwater system for a nuclear reactor | |
CN104143361A (en) | Passive containment spray system | |
JP2024500458A (en) | Reactor passive safety system | |
CN210837199U (en) | Waste heat discharge system and nuclear power system | |
JP2010112773A (en) | Nuclear power plant | |
RU2247434C1 (en) | Reactor flooding passive system water tank | |
KR100586892B1 (en) | Internal Condensation Vapor Exhaust System | |
CN211906972U (en) | Passive pressure relief system of reactor | |
KR20170039202A (en) | Deaerator (variants) | |
CN1249844A (en) | Nuclear plant | |
CN113432901A (en) | Containment suppression heat extraction test system | |
CN108447570B (en) | Marine reactor and secondary side passive waste heat discharging system thereof | |
RU167923U1 (en) | EMERGENCY HEAT REMOVAL SYSTEM | |
CN111991830A (en) | Pressure relief bubbling device and method for nuclear power station | |
RU2320035C1 (en) | Nuclear power unit | |
JP2000019285A (en) | Reactor heat removal system | |
MX2012014449A (en) | Method and apparatus for an alternative suppression pool cooling for boiling water reactors. | |
CN113205893B (en) | Arrangement method and system for reactor core submerged pool of nuclear power station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HK4A | Changes in a published invention |