RU2313143C1 - Nuclear power plant - Google Patents

Nuclear power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2313143C1
RU2313143C1 RU2006122135/06A RU2006122135A RU2313143C1 RU 2313143 C1 RU2313143 C1 RU 2313143C1 RU 2006122135/06 A RU2006122135/06 A RU 2006122135/06A RU 2006122135 A RU2006122135 A RU 2006122135A RU 2313143 C1 RU2313143 C1 RU 2313143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coolant
core
reactor
nuclear power
annular channel
Prior art date
Application number
RU2006122135/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Безносов (RU)
Александр Викторович Безносов
Антон Анатольевич Молодцов (RU)
Антон Анатольевич Молодцов
Тать на Александровна Бокова (RU)
Татьяна Александровна Бокова
Владимир Сергеевич Степанов (RU)
Владимир Сергеевич Степанов
Николай Николаевич Климов (RU)
Николай Николаевич Климов
Сергей Николаевич Болванчиков (RU)
Сергей Николаевич Болванчиков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ)
Priority to RU2006122135/06A priority Critical patent/RU2313143C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313143C1 publication Critical patent/RU2313143C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear power engineering; liquid-metal cooled reactor units.
SUBSTANCE: proposed nuclear power plant has liquid-metal coolant, liquid lead or its alloys being used for the purpose, and shielding gas system. Reactor core, steam generators, and circulation facilities, such as circulating pumps, are disposed below coolant level. Annular channel whose inner diameter is greater than outer diameter of core is located above the latter. Steam generator segments whose inlet section communicates with coolant space under core and outlet one, with inlet chamber of pump located in same chamber are disposed in annular channel or in its sections. Pump pressure chamber communicates with reactor core.
EFFECT: reduced length of reactor circulating paths and coolant volume therein.
1 cl, 3 dwg

Description

Решение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением.The solution relates to nuclear engineering and can be used in reactor plants with liquid metal cooling.

Известна ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и систему защитного газа (Патент на изобретение №2192052 от 27.10.2002, G21C 9/016, 19/28, 19/31).A nuclear power plant is known that contains a reactor with a liquid metal lead coolant or its alloys, with an active zone, steam generators, circulation means, and a protective gas system placed under a free coolant level (Patent for the invention No. 2192052 of 10.27.2002, G21C 9/016, 19/19/19 / 28, 19/31).

Недостатком данного технического решения применительно к ядерным энергетическим установкам со свинцовым теплоносителем или его сплавами является петлевая компоновка, при которой каждый насос обеспечивает циркуляцию только через один парогенератор своей петли. При отсутствии запорной арматуры, отключающей оборудование петли теплообмена (парогенератор-насос), такое техническое решение ухудшает живучесть установки в аварийных ситуациях. В известном техническом решении объем теплоносителя в контуре является достаточно большим за счет протяженных и объемных каналов циркуляции, что ухудшает массогабаритные и экономические показатели установки. Последнее объясняется тем, что реакторный свинцовый теплоноситель существенно дороже стали, а эвтектика свинец-висмут существенно дороже свинца.The disadvantage of this technical solution in relation to nuclear power plants with lead coolant or its alloys is a loop arrangement, in which each pump provides circulation through only one steam generator of its loop. In the absence of shutoff valves that turn off the equipment of the heat transfer loop (steam generator-pump), this technical solution affects the survivability of the installation in emergency situations. In the known technical solution, the volume of coolant in the circuit is quite large due to the long and volume circulation channels, which affects the overall dimensions and economic performance of the installation. The latter is explained by the fact that the lead lead coolant is much more expensive than steel, and the lead-bismuth eutectic is much more expensive than lead.

Задачи, решаемые изобретением, - совершенствование конструкции ядерной энергетической установки, повышение ее безопасности и экономичности.The tasks solved by the invention are improving the design of a nuclear power plant, increasing its safety and efficiency.

Технический результат - уменьшение протяженности циркуляционных трасс реакторного контура и объема теплоносителя в нем, уменьшение массогабаритных характеристик реакторного контура.The technical result is a decrease in the length of the circulation paths of the reactor circuit and the volume of coolant in it, a decrease in the overall dimensions of the reactor circuit.

Технический результат достигается тем, что ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и системой защитного газа, снабжена кольцевым каналом, размещенным выше активной зоны, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра активной зоны, в кольцевом канале или в его участках установлены секции парогенераторов, входной участок которых сообщен с объемом теплоносителя над активной зоной, а выходной участок - с входной камерой насоса, размещенной в этом же канале, а напорная камера насоса сообщена через опускной канал с активной зоной реактора.The technical result is achieved by the fact that a nuclear power plant containing a reactor with liquid metal lead coolant or its alloys, with an active zone, steam generators, circulating means and a protective gas system placed under a free coolant level, is equipped with an annular channel placed above the active zone, the inner diameter of which larger than the outer diameter of the core, sections of steam generators are installed in the annular channel or in its sections, the inlet section of which is connected with the volume ohm of the coolant above the core, and the outlet section is with the pump inlet chamber located in the same channel, and the pressure chamber of the pump is communicated through the lowering channel with the reactor core.

Обоснование технического результата: позволит уменьшить гидравлическое сопротивление реакторного контура; увеличить процент естественной циркуляции в контуре; повысить безопасность реакторной установки при аварийном разрушении трубок парогенератора.Justification of the technical result: will reduce the hydraulic resistance of the reactor loop; increase the percentage of natural circulation in the circuit; to increase the safety of the reactor installation in case of emergency destruction of the tubes of the steam generator.

На фиг.1 представлена схема реакторной установки в разрезе по парогенератору и насосу; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - часть развертки сечения кольцевого канала.Figure 1 presents a diagram of a reactor installation in the context of a steam generator and a pump; figure 2 is a top view; figure 3 - part of the scan section of the annular channel.

В ядерном реакторе 1, содержащем жидкометаллический свинцовый теплоноситель или его сплавы, под свободным уровнем 2 теплоносителя размещены активная зона 3, парогенераторы 4, средства циркуляции, например осевой насос 5. Парогенераторы 4 и насос 5 установлены под уровнем теплоносителя 2 в кольцевом канале 6, расположенном выше активной зоны 3. Внутренний диаметр кольцевого канала 6 больше внешнего диаметра активной зоны 3. Входной участок парогенераторов 4 сообщен с объемом 7 теплоносителя над активной зоной 3.In a nuclear reactor 1 containing liquid metal lead coolant or its alloys, an active zone 3, steam generators 4, circulation means, for example an axial pump 5, are located under the free level 2 of the coolant. Steam generators 4 and pump 5 are installed below the level of coolant 2 in the annular channel 6 located above the core 3. The inner diameter of the annular channel 6 is larger than the outer diameter of the core 3. The inlet section of the steam generators 4 is in communication with the volume 7 of the coolant above the core 3.

Выходной участок парогенератора 4 сообщен с входной напорной камерой 8 насоса 5, размещенного в кольцевом канале 6. Напорная камера 8 насоса 5 сообщена через опускной канал 10 с активной зоной 3 реактора 1.The output section of the steam generator 4 is in communication with the inlet pressure chamber 8 of the pump 5, located in the annular channel 6. The pressure chamber 8 of the pump 5 is communicated through the lower channel 10 with the active zone 3 of the reactor 1.

Работа ядерной энергетической установки осуществляется следующим образом. Теплоноситель нагревается в активной зоне 3 реактора 1 за счет тепла, выделяющегося при делении тяжелых ядер. Нагретый теплоноситель поступает в объем 7 над активной зоной 3 за счет работы насоса 5. Из объема 7 теплоноситель поступает во входные участки секций парогенераторов 4, омывает трубки парогенератора, расположенные под свободным уровнем 2 теплоносителя и отдает тепло контуру рабочего тела. Из выходных участков парогенераторов 4 теплоноситель поступает в напорную камеру 8 насоса 5. Насос 5 сообщает потоку теплоносителя энергию, расходуемую на преодоление гидравлического сопротивления опускного участка 10 и активной зоны 3, а также на подъем свободного уровня 2 теплоносителя во входных участках парогенераторов 4, равный гидравлическому сопротивлению от входных участков парогенераторов 4 до всаса насоса 5. Поток охлажденного теплоносителя из напорной камеры насоса 5 через опускной участок 10 поступает в активную зону 3.The operation of a nuclear power plant is as follows. The coolant is heated in the core 3 of the reactor 1 due to the heat released during the fission of heavy nuclei. The heated coolant enters volume 7 above the core 3 due to the operation of pump 5. From volume 7, the coolant enters the inlet sections of sections of the steam generators 4, washes the tubes of the steam generator located under free level 2 of the coolant, and gives off heat to the working medium circuit. From the output sections of the steam generators 4, the coolant enters the pressure chamber 8 of the pump 5. The pump 5 reports the flow of heat to the energy consumed to overcome the hydraulic resistance of the lower section 10 and core 3, as well as to raise the free level 2 of the coolant in the inlet sections of the steam generators 4, equal to the hydraulic resistance from the inlet sections of the steam generators 4 to the pump 5 suction. The flow of cooled coolant from the pressure chamber of the pump 5 through the lowering section 10 enters the active zone 3.

При изменении нейтронной мощности реактора от номинальной до нулевой расход теплоносителя изменяется, однако указанная выше последовательность циркуляции сохраняется. При остановленных насосах при равных гидравлических сопротивлениях, высотном расположении оборудования и перепадах температур расход теплоносителя за счет естественной циркуляции в предлагаемом решении является наибольшим по сравнению с другими ядерными энергетическими установками.When the neutron power of the reactor changes from nominal to zero, the coolant flow rate changes, however, the above circulation sequence is preserved. When the pumps are stopped, with equal hydraulic resistances, a high-altitude arrangement of equipment and temperature differences, the flow rate of the coolant due to natural circulation in the proposed solution is the largest in comparison with other nuclear power plants.

Применение предлагаемого технического решения позволяет:The application of the proposed technical solution allows you to:

- уменьшить протяженность циркуляционных трасс реакторного контура и объем теплоносителя в нем;- reduce the length of the circulation paths of the reactor circuit and the volume of coolant in it;

- уменьшить массогабаритные характеристики ядерной энергетической установки с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами;- to reduce the weight and size characteristics of a nuclear power plant with liquid metal lead coolant or its alloys;

- увеличить движущий напор естественной циркуляции и расход теплоносителя реакторного контура в режиме естественной циркуляции;- increase the driving pressure of the natural circulation and the coolant flow rate of the reactor circuit in the natural circulation mode;

- упростить конструкцию ядерной энергетической установки и повысить ее экономичность.- simplify the design of a nuclear power plant and increase its efficiency.

Claims (1)

Ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции, например циркуляционными насосами, и систему защитного газа, отличающаяся тем, что выше активной зоны размещен кольцевой канал, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра активной зоны, в кольцевом канале или в его участках установлены секции парогенераторов, входной участок которых сообщен с объемом теплоносителя над активной зоной, а выходной участок - с входной камерой насоса, например осевого, размещенной в этом же канале, а напорная камера насоса сообщена через опускной канал с активной зоной реактора.A nuclear power plant containing a reactor with a liquid metal lead coolant or its alloys, with an active zone, steam generators, circulation means, for example circulating pumps, placed under a free level of the coolant, and a protective gas system, characterized in that an annular channel is placed above the active zone, inner diameter which is larger than the outer diameter of the core, sections of steam generators are installed in the annular channel or in its sections, the inlet section of which is connected with the volume coolant above the core, and an outlet section - with the inlet chamber of the pump, for example axial, disposed in the same channel and the pressurized pump chamber communicates with the passage through the standpipe of the reactor core.
RU2006122135/06A 2006-06-20 2006-06-20 Nuclear power plant RU2313143C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122135/06A RU2313143C1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Nuclear power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122135/06A RU2313143C1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Nuclear power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2313143C1 true RU2313143C1 (en) 2007-12-20

Family

ID=38917336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006122135/06A RU2313143C1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Nuclear power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313143C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745348C1 (en) * 2019-12-31 2021-03-24 Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (сокращенно АО "АКМЭ-инжиниринг") Integral nuclear reactor (options)
RU2756230C1 (en) * 2021-03-15 2021-09-28 Акционерное общество «АКМЭ-инжиниринг» Heavy liquid metal coolant nuclear reactor
RU2777381C1 (en) * 2021-12-27 2022-08-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Nuclear power plant with a heavy liquid metal coolant with a confuser and a perforated bracket at the inlet to the main circulation pump

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745348C1 (en) * 2019-12-31 2021-03-24 Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (сокращенно АО "АКМЭ-инжиниринг") Integral nuclear reactor (options)
WO2021137728A1 (en) 2019-12-31 2021-07-08 Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Nuclear reactor of integral type (embodiments)
JP2023507931A (en) * 2019-12-31 2023-02-28 ジョイント ストック カンパニー“アクメ-エンジニアリング” integrated reactor
EP4060680A4 (en) * 2019-12-31 2023-08-09 Joint Stock Company "Akme-Engineering" Nuclear reactor of integral type (embodiments)
RU2756230C1 (en) * 2021-03-15 2021-09-28 Акционерное общество «АКМЭ-инжиниринг» Heavy liquid metal coolant nuclear reactor
WO2022197206A1 (en) * 2021-03-15 2022-09-22 Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Nuclear reactor with a heavy liquid metal coolant
RU2777381C1 (en) * 2021-12-27 2022-08-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Nuclear power plant with a heavy liquid metal coolant with a confuser and a perforated bracket at the inlet to the main circulation pump
RU2778550C1 (en) * 2021-12-27 2022-08-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Nuclear power plant with a heavy liquid metal coolant with a perforated flow distribution grate at the inlet to the steam generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108122623B (en) Deep sea nuclear power device
Wang et al. Research on the designed emergency passive residual heat removal system during the station blackout scenario for CPR1000
CN103903659B (en) Floating nuclear power plant Heat Discharging System of Chinese
US9715948B2 (en) Reactor system with a lead-cooled fast reactor
JP6063581B2 (en) Reactor with liquid metal coolant
CN102446564B (en) Passive natural-circulation lead bismuth heat exchange device and method for discharging heat out of reactor core
CN108877965B (en) Passive air cooling system applied to PCCS heat exchange water tank
CN106328223A (en) Novel passive safety shell energy control system
US5790619A (en) Drain system for a nuclear power plant
RU2313143C1 (en) Nuclear power plant
CA2932602C (en) Fast neutron reactor and neutron reflector block of a fast neutron reactor
Raqué et al. Design and 1D analysis of the safety systems for the SCWR fuel qualification test
CN203338775U (en) Nuclear power plant steam generator overflow prevention structure
CN210403222U (en) Liquid metal reactor, liquid metal power generation device and liquid metal heat exchange device
CN103730172A (en) Auxiliary heating system in liquid state heavy metal cooling natural circulating pool type reactor
CN105575449A (en) Deep-well normal-pressure nuclear heating system
GB1491232A (en) Nuclear reactors
TWM425370U (en) A safety/relief valve discharge system in a BWR
KR20220098791A (en) Integral Reactor (Example)
RU2762391C1 (en) Fast neutron reactor with a passive core cooling system
CN111899903A (en) Liquid metal reactor, liquid metal power generation device and liquid metal heat exchange device
RU2355054C1 (en) Emergency cooler of nuclear reactor
Dragunov et al. Prospects for development of VVER-type pressurized light-water reactor installations
Duan et al. Transient safety analysis of oil field energy supply system based on natural circulation lead-bismuth fast reactor
RU2777381C1 (en) Nuclear power plant with a heavy liquid metal coolant with a confuser and a perforated bracket at the inlet to the main circulation pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080621