RU2271585C1 - Air cooling device for nuclear-reactor passive heat transfer system - Google Patents
Air cooling device for nuclear-reactor passive heat transfer system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2271585C1 RU2271585C1 RU2004128490/06A RU2004128490A RU2271585C1 RU 2271585 C1 RU2271585 C1 RU 2271585C1 RU 2004128490/06 A RU2004128490/06 A RU 2004128490/06A RU 2004128490 A RU2004128490 A RU 2004128490A RU 2271585 C1 RU2271585 C1 RU 2271585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- ducts
- toroidal
- collector
- deflector
- 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
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к атомным электростанциям с реакторами ВВЭР, и может быть использовано в ядерных энергоблоках, имеющих систему пассивного отвода тепла (СПОТ) от первого водяного контура охлаждения реактора стабильным приточно-вытяжным потоком атмосферного воздуха, независимо от погодных условий.The invention relates to the field of nuclear energy, namely to nuclear power plants with VVER reactors, and can be used in nuclear power units having a passive heat removal system (SPOT) from the first water cooling loop of the reactor with a stable supply and exhaust air flow, regardless of weather conditions .
Известно устройство остаточного отвода тепла от ядерного реактора, содержащее парогенератор, соединенный с активной системой отвода тепла от реактора, имеющей брызгальный бассейн или градирню, где от реактора отводится тепло к окружающему воздуху, являющемуся конечным поглотителем тепла [Книга Ф.Я. Овчинников, В.В. Семенов «Эксплуатационные режимы водо-водяных энергетических реакторов», 3 издание, переработанное и дополненное - М.: Энергоатомиздат, 1988 г., глава 6, стр.171-176].A device for residual heat removal from a nuclear reactor containing a steam generator connected to an active system for removing heat from a reactor having a spray pool or cooling tower, where heat is removed from the reactor to ambient air, which is the ultimate heat sink [Book F.Ya. Ovchinnikov, V.V. Semenov “Operational modes of pressurized water reactors”, 3rd edition, revised and supplemented - M .: Energoatomizdat, 1988,
В случае необходимости лишнее тепло постоянно отводится от реактора активной системой охлаждения, в которой применяются электродвигатели. Однако если произойдет непроектируемая авария, повлекшая за собой полное отключение электропитания электродвигателей, то активная система охлаждения не сможет отводить тепло от реактора.If necessary, excess heat is constantly removed from the reactor by an active cooling system in which electric motors are used. However, if a non-design basis accident occurs that entails a complete blackout of the electric motors, the active cooling system will not be able to remove heat from the reactor.
Основным недостатком активной системы отвода остаточного тепла является необходимость включения в работу устройств, требующих силового электропитания для электродвигателей, вентиляторов, насосов, приводов задвижек и т.д.The main disadvantage of the active residual heat removal system is the need to include in the operation of devices that require power supply for electric motors, fans, pumps, valve actuators, etc.
При аварийных остановах энергоблоков и атомных станций остаточное тепло целесообразно отводить от реакторной установки непосредственно к конечному поглотителю - воздуху пассивным образом.In case of emergency shutdowns of power units and nuclear power plants, it is advisable to remove the residual heat from the reactor installation directly to the final absorber - air in a passive manner.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому объекту изобретения является устройство для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора, содержащее концентрично установленный на наружной стенке защитной оболочки торообразный воздушный коллектор для образования нижнего выравнивающего объема, воздухозаборную кольцеобразную щель, выполненную в коллекторе, дефлектор, расположенный на куполе защитной оболочки, вертикально смонтированные воздуховоды, нижние участки которых сообщены с торообразным воздушным коллектором, а верхние - с патрубком дефлектора, образующим верхний выравнивающий объем, и теплообменники для охлаждения ядерного реактора, установленные в воздуховодах на участках их сообщения с торообразным воздушным коллектором [Патент Российской Федерации №2072571 МКИ G 21 C 15/18, публикация 27.01.97].The closest technical solution to the proposed object of the invention is a device for air cooling of the system of passive heat removal from a nuclear reactor, containing a toroidal air collector concentrically mounted on the outer wall of the containment shell to form a lower leveling volume, an air-intake annular gap made in the collector, a deflector located on the dome of the containment, vertically mounted ducts, the lower sections of which are communicated with toroidal an air collector, and the upper ones with a deflector pipe forming the upper equalization volume and heat exchangers for cooling the nuclear reactor installed in the ducts in the areas of their communication with the toroidal air collector [Patent of the Russian Federation No. 2072571 MKI G 21
Суть изобретения заключается в том, что при открытии шиберов, которые расположены в воздуховодах, тепло от реактора через парогенератор и воздушный теплообменник передается окружающему воздуху.The essence of the invention lies in the fact that when opening the gates that are located in the ducts, the heat from the reactor through the steam generator and the air heat exchanger is transferred to the surrounding air.
В этом устройстве поток атмосферного воздуха, который отбирает тепло от воздушного теплообменника, входит в воздушный тракт через воздухозаборную кольцеобразную щель, выполненную в нижней поверхности торообразного воздушного коллектора. Назначением торообразного воздушного коллектора является выравнивание давления на входе воздушных теплообменников, расположенных по окружности, независимо от направления ветра. Расположение воздухозаборной кольцеобразной щели на нижней поверхности торообразного воздушного коллектора требует определенного конструктивного решения для защитной оболочки и ее обстройки, что не всегда возможно. Кроме того, при нижнем расположении воздухозаборной кольцеобразной щели имеет место увеличение неравномерности распределения давления по окружности из-за влияния строительных конструкций.In this device, a stream of atmospheric air, which draws heat from the air heat exchanger, enters the air path through the air intake ring-shaped slit made in the lower surface of the toroidal air collector. The purpose of the toroidal air collector is to equalize the pressure at the inlet of the air heat exchangers located around the circumference, regardless of the direction of the wind. The location of the annular annular gap on the lower surface of the toroidal air collector requires a certain design solution for the protective shell and its construction, which is not always possible. In addition, with a lower location of the annular gap, there is an increase in the uneven distribution of pressure around the circumference due to the influence of building structures.
Как показала экспертная оценка, при нижнем расположении воздухозаборной кольцеобразной щели в процессе входа потока атмосферного воздуха образуются нежелательные завихрения, которые тормозят вход основного потока, что, приводит к увеличению сопротивления на входе, возможно сверху воздушное задувание воздуховодов и, как следствие, неравномерное охлаждение теплообменников. Для условий нормальной работы на действующих или достраивающихся энергоблоках в силу выполненных конструктивных решений расположение воздухозаборной кольцеобразной щели внизу не может реализоваться. Поэтому для этих условий предлагается выполнить конфигурацию воздухозаборной щели вверху.As an expert assessment showed, with a lower location of the annular gap in the process of entering the atmospheric air flow, undesirable turbulence is formed that inhibits the inlet of the main flow, which leads to an increase in resistance at the inlet, possibly from above air blowing of the air ducts and, as a result, uneven cooling of the heat exchangers. For normal working conditions on existing or under construction units due to the structural solutions, the location of the air intake ring-shaped gap below cannot be realized. Therefore, for these conditions, it is proposed to configure the air intake gap at the top.
Задачей данного изобретения является повышение надежности и эффективности отвода тепла от ядерного реактора при работе атомной станции в переходных и аварийных режимах путем обеспечения стабильной подачи воздуха к воздушным теплообменникам СПОТ за счет формирования стабильного воздушного потока и уменьшение возмущений перед воздухозаборной кольцеобразной щелью и входами воздуха в теплообменники.The objective of the invention is to increase the reliability and efficiency of heat removal from a nuclear reactor during operation of a nuclear power plant in transient and emergency conditions by ensuring a stable air supply to the SPOT air heat exchangers due to the formation of a stable air flow and reducing disturbances in front of the annular ring-shaped slit and air inlets to the heat exchangers.
Поставленная задача достигается тем, что для уменьшения неопределенности в формировании воздушного потока при ветре в устройстве для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора, содержащем концентрично установленный на наружной стенке защитной оболочки торообразный воздушный коллектор для образования нижнего выравнивающего объема, воздухозаборную кольцеобразную щель, выполненную в коллекторе, дефлектор, расположенный на куполе защитной оболочки, вертикально смонтированные воздуховоды, нижние участки которых сообщены с воздушным торообразным коллектором, а верхние с патрубком дефлектора, образующим верхний выравнивающий объем, и теплообменники для охлаждения ядерного реактора, установленные в воздуховодах на участках их сообщения с торообразным воздушным коллектором, новым является то, что изменена конструкция торообразного воздушного коллектора, воздухозаборная кольцеобразная щель которого перенесена на верхнюю поверхность со смещением к его периферии, при этом внутри коллектора на верхней поверхности между воздухозаборной кольцеобразной щелью и участком сообщения с воздуховодами смонтирована обечайка, охватывающая теплообменники для разделения нижнего воздушного выравнивающего объема, на две сообщающиеся между собой буферные зоны, одна из которых расположена под воздухозаборной кольцеобразной щелью, а другая - у входа воздуха в теплообменники, причем верхние участки воздуховодов, сообщенные с патрубком дефлектора, изогнуты вверх таким образом, что уровень верхних краев воздуховодов размещен в плоскости уровня нижней кромки корпуса дефлектора.The task is achieved in that in order to reduce the uncertainty in the formation of air flow during wind in a device for air cooling of a passive heat removal system from a nuclear reactor containing a toroidal air collector concentrically mounted on the outer wall of the containment shell to form a lower leveling volume, an air-intake annular gap made in the collector, a deflector located on the dome of the containment, vertically mounted ducts, lower sections which are in communication with the air toroidal collector, and the upper ones with the deflector pipe forming the upper leveling volume, and heat exchangers for cooling the nuclear reactor installed in the ducts in the areas of their communication with the toroidal air collector, the new thing is that the design of the toroidal air collector, the air intake the annular gap of which is transferred to the upper surface with an offset to its periphery, while inside the collector on the upper surface between the air intake a ring-shaped slit and a section of communication with air ducts are mounted a shell covering heat exchangers for dividing the lower air leveling volume into two buffer zones communicating with each other, one of which is located under the air-intake ring-shaped slit, and the other at the air inlet to the heat exchangers, and the upper sections of the air ducts, communicated with the pipe of the deflector, bent up so that the level of the upper edges of the ducts is placed in the plane of the level of the lower edge of the body of the deflector.
Выполнение воздухозаборной кольцеобразной щели на верхней поверхности торообразного воздушного коллектора обеспечивает уменьшение возмущающих факторов, воздействующих на воздушный поток перед воздухозаборной кольцеобразной щелью, так как возникающие восходящие вертикальные и спиралеобразные потоки воздуха при обтекании торообразного воздушного коллектора и цилиндрической части защитной оболочки обходят воздухозаборную кольцеобразную щель, которая находится в «тени» от корпуса торообразного воздушного коллектора в зоне, где скорости и давления соответствуют средним значениям потока ветра и меняются незначительно, что позволяет обеспечить необходимое поступление воздуха для нормальной работы СПОТ.The implementation of the annular annular gap on the upper surface of the toroidal air collector reduces the disturbing factors affecting the air flow in front of the annular annular gap, as the resulting ascending vertical and spiral air flows around the toroidal air manifold and the cylindrical part of the protective shell bypass the air intake annular gap, which is located in the “shadow” of the housing of the toroidal air collector in the area where orosti and pressure values correspond to the average wind flow and change slightly, which enables the required air flow for the normal operation SPOT.
Расположение воздухозаборной кольцеобразной щели, смещенной к внешней стенке торообразного воздушного коллектора с конструктивно предусмотренным расстоянием между защитным куполом и воздухозаборной кольцеобразной щелью, обусловлено изменением давления набегающего потока на купол. Конструкция, при которой воздухозаборная кольцеобразная щель и входы воздуха в воздуховоды с теплообменниками СПОТ находятся в одной плоскости и разнесены на максимально возможное расстояние, обеспечивает увеличение выравнивающего объема коллектора.The location of the annular annular gap, offset to the outer wall of the toroidal air collector with a structurally provided distance between the protective dome and the annular annular slot, is due to a change in the pressure of the incoming flow on the dome. The design, in which the annular annular gap and the air inlets into the air ducts with SPOT heat exchangers are in the same plane and spaced as far as possible, provides an increase in the leveling volume of the collector.
Размещение обечайки внутри объема торообразного воздушного коллектора на верхней поверхности между щелью и участком соединения с воздуховодами обеспечивает создание двух выравнивающих зон. Разделение торообразного воздушного коллектора на две буферные сообщающиеся между собой зоны вызвано необходимостью обеспечить более равномерное распределение давлений и скоростей по периметру коллектора за счет перетоков воздуха с повышенным давлением в части торообразного воздушного коллектора с пониженным давлением. Исключается непосредственное влияние неоднородных параметров потока на входы в теплообменники, так как давления предварительно выравниваются в первой зоне, исходя из направления потока, а поскольку входы в теплообменники защищены по всему периметру обечайкой, во второй выравнивающей зоне происходит за счет перетоков дальнейшее и окончательное выравнивание параметров потока воздуха перед теплообменниками.Placing the shell inside the volume of the toroidal air collector on the upper surface between the slot and the connection section with the air ducts ensures the creation of two leveling zones. The separation of the toroidal air collector into two buffer zones communicating with each other is caused by the need to ensure a more uniform distribution of pressures and speeds along the perimeter of the collector due to overflows of air with increased pressure in the part of the toroidal air collector with reduced pressure. The direct influence of inhomogeneous flow parameters on the inlets to the heat exchangers is excluded, since the pressures are pre-equalized in the first zone, based on the direction of the flow, and since the entrances to the heat exchangers are protected around the entire perimeter by the shell, in the second equalization zone, further and final alignment of the flow parameters occurs air in front of heat exchangers.
Расположение верхних участков воздуховодов в верхнем выравнивающем объеме патрубка дефлектора изогнутыми вверх таким образом, что уровень верхних краев воздуховодов размещен в плоскости уровня нижней кромки корпуса дефлектора, необходимо для выравнивания давлений на выходе воздуховодов, что создает одинаковые условия для работы всех воздушных теплообменников, независимо от направления и скорости ветра.The location of the upper duct sections in the upper leveling volume of the deflector pipe is bent up so that the level of the upper edges of the ducts is placed in the plane of the level of the lower edge of the deflector body, it is necessary to equalize the pressure at the outlet of the ducts, which creates the same conditions for the operation of all air heat exchangers, regardless of direction and wind speed.
Суть изобретения поясняется чертежами где:The essence of the invention is illustrated by drawings where:
на фиг.1 показана принципиальная схема воздуховодов, поперечный разрез;figure 1 shows a schematic diagram of the ducts, cross section;
на фиг.2 показана принципиальная схема воздуховодов, вид сверху;figure 2 shows a schematic diagram of the ducts, top view;
на фиг.3 показан фрагмент воздуховода, поперечный разрез;figure 3 shows a fragment of the duct, a cross section;
на фиг.4 показана компоновка, поперечный разрез;figure 4 shows the layout, cross section;
на фиг.5 показано расположение проемов и теплообменников.figure 5 shows the location of the openings and heat exchangers.
Устройство для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора состоит из концентрично установленной на наружной стенке 1 защитной оболочки, выполненной из напряженного железобетона, торообразного воздушного коллектора 2. Внутренняя полость торообразного воздушного коллектора 2 предназначается для образования нижнего выравнивающего объема. На верхней поверхности 3 торообразного воздушного коллектора 2 со смещением к его периферии выполнена воздухозаборная кольцеобразная щель 4, а ближе к центру в этой поверхности 3 выполнены проемы 5. Воздухозаборная кольцеобразная щель 4 смещена к боковой наружной стенке 6 торообразного воздушного коллектора 2 с целью выноса забора воздуха из области возмущения потока, который создается при обтекании купола 7 защитной оболочки. Под куполом 7 защитной оболочки вертикально смонтированы воздуховоды 8, нижние участки 9 которых сообщены с проемами 5 воздушного коллектора 2. В воздуховодах 8 на участках их соединения с торообразным воздушным коллектором 2 на краях 10 проемов 5 установлены теплообменники 11, которые соединены с ядерным реактором 12 посредством парогенераторов 13 с трубопроводами 14. Внутри торообразного воздушного коллектора 2 на верхней поверхности 3 между воздухозаборной кольцеобразной щелью 4 и участком сообщения с воздуховодами смонтирована обечайка 15, охватывающая теплообменники 11 и разделяющая нижний выравнивающий объем на две сообщающиеся между собой буферные зоны. Первая зона 16 расположена под воздухозаборной кольцеобразной щелью 4 и служит для предварительного выравнивания потока воздуха, а вторая зона 17 расположена у входа в теплообменники 11 и служит для окончательного выравнивания потока воздуха. Теплообменники 11 смонтированы на краях 10 проемов 5 и под ними и над ними установлены нижние и верхние шиберы 18 и 19. Верхние шиберы 19 соединены с воздуховодами 8, которые проложены под куполом 7 защитной оболочки. На куполе 7 защитной оболочки смонтирован фильтр 20 и дефлектор, патрубок 21 которого сверху закрыт перекрытием 22, образующим в патрубке 21 верхний выравнивающий объем 23. В этот объем 23 заведены верхние участки 24 воздуховодов 8, образующих выходной воздушный коллектор, при этом верхние участки 24 воздуховодов 8 изогнуты таким образом, что уровень верхних краев 25 воздуховодов 8 размещен в плоскости уровня нижней кромки 26 корпуса 27 дефлектора. Высота воздуховодов 8 выбрана так, чтобы обеспечить проектную мощность системе пассивного отвода тепла от ядерного реактора 12. Для выхода воздуха в корпусе патрубка 21 предусмотрены выпускные окна 28, на некотором расстоянии от которых, экранируя их, расположен корпус 27 дефлектора, концентрично установленный на патрубке 21 с подобранным кольцевым зазором 29, верхние и нижние торцы 30 и 31 которых открыты и сообщены с окружающей средой. Внутри защитной оболочки установлен корпус 32 высокого давления, между стенкой 1 оболочки и корпусом 32 размещены вспомогательные помещения 33 для оборудования 34. Купол 7 защитной оболочки выполнен сферообразным и служит несущей конструкцией для воздуховодов 8 и защитой для них и корпуса 32 высокого давления от воздействия атмосферных осадков. Для вентиляции пространства 35 под куполом 7 предусмотрены вентиляционные шахты 36.A device for air cooling of a system for passive heat removal from a nuclear reactor consists of a protective shell concentrically mounted on the
Устройство для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора, преимущественно для блоков с ВВЭР, работает в двух основных режимах: режиме ожидания и режиме аварийного расхолаживания ядерного реактора 12. В режиме ожидания теплообменники 11 находятся под давлением и температуре насыщенного пара в парогенераторе 13. Нижние и верхние шиберы 18 и 19 закрыты, но за счет поступления воздуха через зазоры шиберов 18 и 19 воздух в воздуховодах 8 прогрет до температуры немного ниже температуры насыщенного пара в парогенераторе 13, поэтому устройство постоянно готово к работе. Режим расхолаживания ядерного реактора 12 по длительности является относительно кратковременным, но основным по безопасности. Включение в работу системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора 12 осуществляется открытием шиберов 18 и 19 по сигналу с пульта управления или автоматически по превышению давления в парогенераторе 13 выше разрешенных уставок. При этом столб горячего воздуха прогрет и существует начальная - естественная циркуляция в нужном направлении снизу вверх. Рассмотрим два случая работы устройства для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора 12 при обесточивании энергоблока: в отсутствии ветра и при наличии ветра, включая ураганные.A device for air cooling a system for passive heat removal from a nuclear reactor, mainly for units with VVER, operates in two main modes: standby mode and emergency cooling mode of the nuclear reactor 12. In standby mode, the
При отсутствии ветра устройство для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора работает как обычная вентиляционная труба на естественной тяге. При дистанционном или автоматическом открытии нижнего и верхнего шиберов 18 и 19 изменяется коэффициент гидравлического сопротивления воздуховода от 25 до 30000. Воздух в воздуховоде 8 прогрет до температуры, несколько ниже температуры насыщения в парогенераторе 13, затем столб горячего воздуха поднимается вверх за счет разности плотности окружающего и горячего воздуха. Создается и поддерживается естественная циркуляция воздуха в воздуховодах 8. Воздух окружающей среды подсасывается в воздухозаборную кольцеобразную щель 4, попадает в первую буферную зону 16 предварительного выравнивания потока воздуха нижнего выравнивающего объема, где происходит выравнивание давления и скорости по периметру торобразного воздушного коллектора 2. Далее под обечайкой 15 коллектора 2 воздух попадает во вторую буферную зону 17 окончательного выравнивания потока воздуха, где давление и скорости выравниваются. Затем воздух попадает в проем 5 и через нижний шибер 18 в теплообменник 11, где нагревается и через верхний шибер 19 поступает в воздуховод 8, пройдя его, через верхние кромки 25 воздуховодов 8 попадает в верхний выравнивающий объем 23 и через выпускные окна 28 попадает в кольцевой зазор 29, образованный патрубком 21 и корпусом 27 дефлектора, и затем через верхний и нижний торцы 30 и 31 кольцевого зазора 29 попадает в окружающую среду.In the absence of wind, the device for air cooling of the passive heat removal system from a nuclear reactor works like a normal draft ventilation pipe. When remotely or automatically opening the lower and
При ветре устройство для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора работает указанным выше способом с той лишь разницей, что поток ветра, включая ураганные, набегая на наружную стенку 1 и купол 7 защитной оболочки со скоростью выше 5 м/с, обтекает их. Причем возникает картина очень сложного турбулентного движения воздушного потока, усложненная конструкцией корпуса атомной электростанции.When the wind is used, the device for air cooling of the system of passive heat removal from a nuclear reactor works in the aforementioned way, with the only difference being that the wind flow, including hurricane winds, running onto the
При обдуве наружной стенки 1 корпуса защитной оболочки в лобовой части за счет заторможенного потока образуется зона избыточного давления, которая относительно диаметра торообразного воздушного коллектора 2 не так большая, менее высоты торообразного воздушного коллектора 2. Эта зона избыточного давления будет растекаться вниз, в стороны на образующие стенки и вверх в сторону воздухозаборной кольцеобразной щели 4, и чем дальше от наружной стенки 1, тем меньше будет величина избыточного давления. От этого и зависит место выполнения воздухозаборной кольцеобразной щели 4. Возникают вертикальные и/или спиралеобразные потоки воздуха за счет обтекания торообразного воздушного коллектора 2, наружной стенки 1, части защитной оболочки и купола 7. В приземном уровне давление будет больше, чем при обтекании купола 7, и основной поток воздуха будет подниматься вверх, обтекая воздухозаборную кольцеобразную щель 4. Эта воздухозаборная кольцеобразная щель 4 находиться в «тени» от корпуса торообразного воздушного коллектора 2, то есть в зоне, где скорость и давление набегающего потока слабо зависит от наружной стенки 1 защитной оболочки. В этой зоне скорости воздушного потока не будут сильно влиять на воздухозаборную кольцеобразную щель 4 и меняться будут незначительно - 10-15%. Ветровой поток, обтекая торообразный воздушный коллектор 2, засасывается сверху в воздухозаборную кольцеобразную щель 4, частично дросселируется в ней и растекается по нижнему выравнивающему объему описанным выше способом.When blowing the
Картина работы дефлектора при ветре меняется следующим образом: перекрытие 22, патрубок 21 дефлектора и корпус 27 дефлектора создают разрежение в кольцевом зазоре 29 и на выпускных окнах 28, пропорциональное квадрату скорости ветра и обратно пропорционально расходу воздуха через дефлектор. Пропорции конструктивных элементов дефлектора и воздуховодов 8 подбираются так, что при ветре тяга в воздуховодах 8 увеличивается за счет разрежения, создаваемого дефлектором. При ветре до 10 м/с разрежение, создаваемое дефлектором, составляет (0,02-0,03)Р от динамического напора ветра и полностью компенсирует воздушное сопротивление устройства. При ветре более 15 м/с появляется избыточное разрежение, усиливающее тягу естественной циркуляции.The pattern of operation of the deflector during wind changes as follows:
Характерной особенностью этой конструкции является выполнение воздухозаборной кольцеобразной щели 4 на верхней поверхности 3 торообразного воздушного коллектора 2. Это вызвано сложной картиной обтекания воздушным потоком главного корпуса атомной станции и значительным количеством возникающих неопределенностей в характеристиках потока, так как форма главного корпуса функциональна по назначению и не оптимальна по аэродинамике. Поскольку защитная оболочка представляет собой цилиндр (отношение диаметр к высоте 1,5-1,8), с верхнего торца закрытый эллипсоидом - куполом, на стыке цилиндра с куполом смонтирован торообразный воздушный коллектор 2, и так как купольная часть вносит меньше аэродинамических возмущений (полусфера), чем цилиндрическая, и было принято решение выполнить воздухозаборную кольцеобразную щель 4 на верхней поверхности 3 торобразного воздушного коллектора 2. Приземной возмущенный слой воздуха не воздействует на воздухозаборную кольцеобразную щель 4 и значительно меньше воздействует на нее полусфера купола 7, чем цилиндрическая наружная стенка 1. Так, например, для плоскопараллельного потока идеальной жидкости при обтекании тел цилиндра и сферы существует зависимость изменения безразмерного давления от скорости и угла обтекания потока в криволинейных координатах, минимум определен при обтекании в зоне миделевого сечения - углы 90 и 270 гр., гдеA characteristic feature of this design is the implementation of an
Sin290о=1:Sin 2 90 about = 1:
1. На сфере 
2. При поперечном обтекании цилиндра 
3. Зависимость безразмерного давления 
Следовательно, возмущений, вызываемых цилиндром в поперечном потоке, намного больше, чем при обтекании сферы. Следует отметить, что реальная жидкость и турбулизация потока вызовет еще большие различия в возмущениях между сферой и цилиндром.Consequently, the perturbations caused by the cylinder in the transverse flow are much greater than when flowing around a sphere. It should be noted that the real fluid and turbulization of the flow will cause even greater differences in perturbations between the sphere and the cylinder.
Технико - экономическим обоснованием использования устройства для воздушного охлаждения системы пассивного отвода тепла от ядерного реактора является обеспечение стабильной подачи воздуха к воздушным теплообменникам СПОТ за счет формирования воздушного потока перед воздухозаборной щелью и воздушного проектного потока перед входами в теплообменники.The feasibility study for the use of a device for air cooling of a passive heat removal system from a nuclear reactor is to ensure a stable air supply to the SPOT air heat exchangers due to the formation of an air stream in front of the air intake gap and an air project stream in front of the heat exchanger inlets.
В целом, конструкторские решения устройства позволяют за счет естественной циркуляции в воздуховодах отводить необходимую мощность от теплообменников СПОТ, защитить воздуховоды от воздействий атмосферных осадков, ветра и дополнительных вихрей, вызванных от планировки и высотных отметок главного корпуса, от застройки промплощадки и топографии местности. Эти мероприятия позволяют повысить надежность работы СПОТ, безопасность энергоблоков и атомных станций в целом, при плановых и аварийных остановах.In general, the design solutions of the device allow, due to natural circulation in the air ducts, to divert the necessary power from the SPOT heat exchangers, to protect the air ducts from the effects of precipitation, wind and additional vortices caused by the layout and elevations of the main building, from the construction of the industrial site and topography. These measures make it possible to increase the reliability of SPOT operation, the safety of power units and nuclear power plants in general, during planned and emergency shutdowns.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004128490/06A RU2271585C1 (en) | 2004-09-28 | 2004-09-28 | Air cooling device for nuclear-reactor passive heat transfer system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004128490/06A RU2271585C1 (en) | 2004-09-28 | 2004-09-28 | Air cooling device for nuclear-reactor passive heat transfer system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2271585C1 true RU2271585C1 (en) | 2006-03-10 |
Family
ID=36116215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004128490/06A RU2271585C1 (en) | 2004-09-28 | 2004-09-28 | Air cooling device for nuclear-reactor passive heat transfer system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2271585C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450375C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Атомэнергопроект" | Device for air cooling of passive heat release system from nuclear power plant containment |
| CN103489489A (en) * | 2012-06-13 | 2014-01-01 | 中国核动力研究设计院 | Passive containment spraying-submerged cooling system |
| CN103928063A (en) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 上海核工程研究设计院 | Non-active double-layer containment with water storage steel pipe column |
| CN104979023A (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-14 | 国核（北京）科学技术研究院有限公司 | Passive containment heat exporting system and controlling method thereof, and pressurized water reactor |
| US9786393B2 (en) | 2012-05-21 | 2017-10-10 | Smr Inventec, Llc | Passive reactor containment protection system |
| RU2670428C1 (en) * | 2017-08-07 | 2018-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр инноваций" | System and method of emergency cooldown nuclear reactor |
| US10665354B2 (en) | 2012-05-21 | 2020-05-26 | Smr Inventec, Llc | Loss-of-coolant accident reactor cooling system |
| US10672523B2 (en) | 2012-05-21 | 2020-06-02 | Smr Inventec, Llc | Component cooling water system for nuclear power plant |
| US10720249B2 (en) | 2012-05-21 | 2020-07-21 | Smr Inventec, Llc | Passive reactor cooling system |
| US11901088B2 (en) | 2012-05-04 | 2024-02-13 | Smr Inventec, Llc | Method of heating primary coolant outside of primary coolant loop during a reactor startup operation |
| US11935663B2 (en) | 2012-05-21 | 2024-03-19 | Smr Inventec, Llc | Control rod drive system for nuclear reactor |
-
2004
- 2004-09-28 RU RU2004128490/06A patent/RU2271585C1/en active
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450375C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Атомэнергопроект" | Device for air cooling of passive heat release system from nuclear power plant containment |
| US11901088B2 (en) | 2012-05-04 | 2024-02-13 | Smr Inventec, Llc | Method of heating primary coolant outside of primary coolant loop during a reactor startup operation |
| US10720249B2 (en) | 2012-05-21 | 2020-07-21 | Smr Inventec, Llc | Passive reactor cooling system |
| US9786393B2 (en) | 2012-05-21 | 2017-10-10 | Smr Inventec, Llc | Passive reactor containment protection system |
| US11935663B2 (en) | 2012-05-21 | 2024-03-19 | Smr Inventec, Llc | Control rod drive system for nuclear reactor |
| US10665354B2 (en) | 2012-05-21 | 2020-05-26 | Smr Inventec, Llc | Loss-of-coolant accident reactor cooling system |
| US10672523B2 (en) | 2012-05-21 | 2020-06-02 | Smr Inventec, Llc | Component cooling water system for nuclear power plant |
| CN103489489A (en) * | 2012-06-13 | 2014-01-01 | 中国核动力研究设计院 | Passive containment spraying-submerged cooling system |
| CN103928063A (en) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 上海核工程研究设计院 | Non-active double-layer containment with water storage steel pipe column |
| CN103928063B (en) * | 2013-01-14 | 2017-02-22 | 上海核工程研究设计院 | Non-active double-layer containment with water storage steel pipe column |
| CN104979023A (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-14 | 国核（北京）科学技术研究院有限公司 | Passive containment heat exporting system and controlling method thereof, and pressurized water reactor |
| CN104979023B (en) * | 2014-04-03 | 2017-12-22 | 国核（北京）科学技术研究院有限公司 | Passive containment thermal conduction system and its control method and pressurized water reactor |
| RU2670428C1 (en) * | 2017-08-07 | 2018-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр инноваций" | System and method of emergency cooldown nuclear reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2271585C1 (en) | Air cooling device for nuclear-reactor passive heat transfer system | |
| US7086823B2 (en) | Atmospheric vortex engine | |
| US10426103B2 (en) | Multilevel closed ecosystem greenhouse | |
| SK500512012U1 (en) | Cooling method of photovoltaic panel and system for carrying out this method | |
| CN107564592B (en) | Passive air-cooling containment vessel | |
| CN201903284U (en) | Multifunctional composite air intake control device for counter flow type natural draft cooling tower | |
| CN102538571A (en) | Multifunctional compound air inlet control device of counterflow type natural ventilation cooling tower | |
| CN107152877A (en) | A kind of air cooling tower and indirect air cooling system | |
| CN105350631A (en) | Folding plate type inflow vertical well system connected into deep tunnel drainage system | |
| CN201787827U (en) | Natural ventilation air cooling condenser | |
| Khamooshi et al. | A numerical study on interactions between three short natural draft dry cooling towers in an in-line arrangement | |
| CN105590659B (en) | A kind of Residual heat removal ventilating system of nuclear power station dry storage spentnuclear fuel | |
| US4278895A (en) | Hydroelectric power station | |
| CN108682461B (en) | Containment passive air cooling system for small stacks | |
| CN209246727U (en) | Natural ventilation counterflow cooling tower guide duct | |
| RU2321085C1 (en) | Air-cooling device for nuclear reactor passive heat transfer system | |
| CN105890434B (en) | A kind of power plant cycle water cooling system, cooling means and application | |
| KR20110129249A (en) | Wind power generating appratus using high-rise building | |
| CN103278025A (en) | Air controlling and flow guiding device for air cooling island of power station | |
| CN104564538B (en) | Heat abstractor and wind power generating set for wind power generating set | |
| RU2579607C2 (en) | Method for ventilation of heavily congested facility and device therefor | |
| RU2072571C1 (en) | Device which removes heat from power production circuit | |
| CN219178963U (en) | Pulverized coal sampling and wind speed measuring flow field regulating device | |
| Yang et al. | Solar tower enhanced natural draft dry cooling tower | |
| CN109147968A (en) | Passive containment air cooling system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention |