RU2468452C1 - Operating method of nuclear reactor with organic heat carrier - Google Patents
Operating method of nuclear reactor with organic heat carrier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2468452C1 RU2468452C1 RU2011108121/07A RU2011108121A RU2468452C1 RU 2468452 C1 RU2468452 C1 RU 2468452C1 RU 2011108121/07 A RU2011108121/07 A RU 2011108121/07A RU 2011108121 A RU2011108121 A RU 2011108121A RU 2468452 C1 RU2468452 C1 RU 2468452C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- coolant
- heat carrier
- organic
- power
- Prior art date
Links
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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной энергетике в области обеспечения теплоснабжения и может быть использовано при создании атомных станций малой мощности для обслуживания трубопроводных транспортных систем нефтепродуктов.The invention relates to nuclear energy in the field of heat supply and can be used to create nuclear power plants of low power for servicing pipeline transportation systems of petroleum products.
Использование водородсодержащих органических жидкостей в качестве теплоносителя в ядерных реакторах на тепловых нейтронах основано на том, что эти жидкости обладают рядом преимуществ по сравнению с другими видами теплоносителей. В частности:The use of hydrogen-containing organic fluids as a coolant in nuclear thermal neutron reactors is based on the fact that these fluids have several advantages compared to other types of coolants. In particular:
- низкая активация теплоносителя позволяет обслуживать первый контур даже во время работы реактора;- low activation of the coolant allows you to serve the primary circuit even during reactor operation;
- высокая температура кипения органического теплоносителя при атмосферном давлении позволяет избегать его вскипания при случайной потере давления в первом контуре;- the high boiling point of the organic coolant at atmospheric pressure avoids its boiling in case of an accidental loss of pressure in the primary circuit;
- низкое рабочее давление в первом контуре существенно снижает вероятность разрыва оборудования и трубопроводов;- low working pressure in the primary circuit significantly reduces the likelihood of rupture of equipment and pipelines;
- коррозионная пассивность теплоносителя к конструкционным материалам позволяет использовать в качестве последних дешевые алюминиевые сплавы и углеродистые стали, применять в составе первого контура серийное нефтяное оборудование и арматуру без предъявления к ним специальных требований;- Corrosive passivity of the coolant to structural materials makes it possible to use cheap aluminum alloys and carbon steels as the latter, use serial oil equipment and valves as part of the primary circuit without special requirements;
- сравнительная простота обслуживания, ремонта и управления реактором позволяет максимально автоматизировать установку, снизить требования к квалификации обслуживающего персонала и ограничить его количество.- the comparative ease of maintenance, repair and control of the reactor allows you to automate the installation as much as possible, reduce the requirements for the qualifications of staff and limit its number.
Все вместе это дает уникальные возможности по обеспечению ядерной и радиационной безопасности, простоте эксплуатации и снижению капитальных затрат на сооружение, что особенно привлекательно при использовании в отдаленных районах.Together, this provides unique opportunities for ensuring nuclear and radiation safety, ease of operation and lower capital costs for construction, which is especially attractive when used in remote areas.
Известен способ эксплуатации ядерного реактора с органическим теплоносителем установки АТУ-15×2 [Токарев Ю.И., Цыканов В.А., Рюмин В.П. и др. АТУ-15×2 - атомная станция теплоснабжения для отдаленных районов. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика и техника ядерных реакторов. 1978. Вып. 1/21, ч.1, с 112-116], предусматривающий охлаждение активной зоны за счет циркуляции органического теплоносителя (дитолилметан) по замкнутому контуру.A known method of operating a nuclear reactor with an organic coolant installation ATU-15 × 2 [Tokarev Yu.I., Tsykanov VA, Ryumin VP and others. ATU-15 × 2 - nuclear heat supply station for remote areas. // Questions of atomic science and technology. Ser. Physics and technology of nuclear reactors. 1978. Issue. 1/21, part 1, 112-116], which provides for the cooling of the active zone due to the circulation of organic coolant (ditolylmethane) in a closed loop.
К недостаткам указанного способа относится то, что под действием ионизирующего излучения и температуры молекулы теплоносителя распадаются, образуя легкие, средние и тяжелые фракции. Последние, взаимодействуя между собой, образуют сверхтяжелые молекулы, которые осаждаются на теплопередающих поверхностях в виде отложений (эффект фаулинга), что приводит к ухудшению охлаждения твэлов и невозможности продолжения эксплуатации реактора без очистки или замены топлива.The disadvantages of this method include the fact that under the influence of ionizing radiation and temperature, the coolant molecules decay, forming light, medium and heavy fractions. The latter, interacting with each other, form superheavy molecules, which are deposited on heat transfer surfaces in the form of deposits (fowling effect), which leads to poor cooling of the fuel rods and the inability to continue operating the reactor without cleaning or replacing the fuel.
Известен способ эксплуатации ядерного реактора с органическим теплоносителем установки АРБУС (арктическая блочная установка) [Алексенко Ю.Н., Гаврилин А.И., Гатауллин Н.Г. и др. Опыт эксплуатации реакторной установки АРБУС. // Сб. докл. семинара «Перспективы использования ядерных реакторов для теплоснабжения городов и промышленных предприятий». Димитровград, НИИАР, 1978, с.24-44], который предусматривает организацию прокачки органического теплоносителя (гидростабилизированный газойль, гидротерфинил или дитолилметан) через активную зону по первому контуру, вывод реактора на мощность и работу на мощности с отводом вырабатываемой энергии теплоносителем первого контура. Недостаток этого способа состоит в ограниченной продолжительности непрерывной работы реактора (до 100 суток) за счет эффекта фаулинга. Причем скорость образования отложений пропорциональна массовой доле тяжелых фракций в теплоносителе.A known method of operating a nuclear reactor with an organic coolant installation ARBUS (Arctic block installation) [Aleksenko Yu.N., Gavrilin AI, Gataullin NG et al. Operating experience of the ARBUS reactor installation. // Sat doc. seminar “Prospects for the use of nuclear reactors for heat supply to cities and industrial enterprises”. Dimitrovgrad, NIIAR, 1978, pp.24-44], which provides for the organization of pumping organic coolant (hydrostabilized gas oil, hydroterfinyl or ditolylmethane) through the primary zone along the primary circuit, bringing the reactor to power and operating at the capacity with the removal of the generated energy by the primary coolant. The disadvantage of this method is the limited duration of continuous operation of the reactor (up to 100 days) due to the fowling effect. Moreover, the rate of formation of deposits is proportional to the mass fraction of heavy fractions in the coolant.
Вышеуказанный недостаток устраняется тем, что в способе эксплуатации ядерного реактора с органическим теплоносителем, предусматривающем организацию прокачки органического теплоносителя через активную зону по первому контуру, вывод реактора на мощность и работу на мощности с отводом вырабатываемой энергии теплоносителем первого контура, органический теплоноситель в первый контур подают из трубопровода транспортной системы нефтепродуктов с содержанием тяжелых фракций до 10%, а после прохождения активной зоны реактора подогретый теплоноситель возвращают в тот же трубопровод.The aforementioned disadvantage is eliminated by the fact that in the method of operating a nuclear reactor with an organic coolant, which provides for the organization of pumping the organic coolant through the active zone along the primary circuit, bringing the reactor to power and operating at power with the generated energy being removed by the primary coolant, the organic coolant is supplied to the primary loop from pipelines of the transport system of oil products with a heavy fraction content of up to 10%, and after passing through the reactor core, heated heat onositel returned to the same line.
Однократное кратковременное пребывание органической жидкости в активной зоне реактора под действием ионизирующего излучения приводит к минимальному образованию тяжелых фракций. Это делает эффект фаулинга пренебрежимо малым, что обеспечивает долговременную эксплуатацию реактора с целью подогрева транспортируемых нефтепродуктов. Низкая активация теплоносителя не приводит к увеличению радиационного фона от трубопровода.A single short-term stay of the organic liquid in the reactor core under the action of ionizing radiation leads to minimal formation of heavy fractions. This makes the fowling effect negligible, which ensures long-term operation of the reactor with the aim of heating the transported oil products. Low activation of the coolant does not increase the background radiation from the pipeline.
Новыми существенными признаками по сравнению с прототипом являются:New significant features in comparison with the prototype are:
- подача органического теплоносителя в первый контур из трубопровода транспортной системы нефтепродуктов с содержанием тяжелых фракций до 10%;- supply of organic coolant to the primary circuit from the pipeline of the transport system of petroleum products with a heavy fraction content of up to 10%;
- отвод подогретого теплоносителя после прохождения активной зоны реактора в тот же трубопровод.- removal of the heated coolant after passing through the reactor core into the same pipeline.
Новые существенные признаки заявляемого изобретения в научной и технической литературе не обнаружены, предложенное решение не следует явным образом из уровня техники, а его применение обеспечивает новые свойства. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.No new significant features of the claimed invention were found in the scientific and technical literature, the proposed solution does not follow explicitly from the prior art, and its application provides new properties. This allows us to conclude that the claimed solution meets the criteria of novelty and inventive step.
Предложенный способ эксплуатации ядерного реактора с органическим теплоносителем иллюстрируется следующим примером. Ядерный реактор с органическим теплоносителем мощностью 15 МВт, например, предназначенный для установки АТУ-15×2, подключенный к магистральному нефтепродуктопроводу (см. чертеж), обеспечит при расходе теплоносителя через активную зону 750 м3/ч подогрев теплоносителя ~ 40°С при плановой продолжительности работы реактора, которая определяется количеством загруженного в него ядерного топлива. Это позволит обеспечить существенную экономию за счет отказа от систем путевого электроподогрева трубопровода.The proposed method of operating a nuclear reactor with an organic coolant is illustrated by the following example. A nuclear reactor with an organic coolant with a capacity of 15 MW, for example, designed for the ATU-15 × 2 installation, connected to a main oil product pipeline (see drawing), will provide at a flow rate of the coolant through the active zone of 750 m 3 / h that the coolant is heated to ~ 40 ° C at a planned the duration of the reactor, which is determined by the amount of nuclear fuel loaded into it. This will provide significant savings due to the rejection of track electrical heating systems for the pipeline.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011108121/07A RU2468452C1 (en) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Operating method of nuclear reactor with organic heat carrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011108121/07A RU2468452C1 (en) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Operating method of nuclear reactor with organic heat carrier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011108121A RU2011108121A (en) | 2012-09-10 |
RU2468452C1 true RU2468452C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=46938534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011108121/07A RU2468452C1 (en) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Operating method of nuclear reactor with organic heat carrier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2468452C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805457C1 (en) * | 2022-10-13 | 2023-10-17 | Николай Геннадьевич Кириллов | Double-circuit nuclear energy system with hydrogen-containing working fluids in each circuit |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0071326A2 (en) * | 1981-06-09 | 1983-02-09 | Ivor Taylor Rowlands | Nuclear power plant |
EP0245148A1 (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Plant for transforming sodium into aqueous soda |
RU2009118919A (en) * | 2006-10-20 | 2010-11-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) | METHOD FOR IN SITU THERMAL PROCESSING USING A CLOSED CIRCUIT HEATING SYSTEM |
-
2011
- 2011-03-02 RU RU2011108121/07A patent/RU2468452C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0071326A2 (en) * | 1981-06-09 | 1983-02-09 | Ivor Taylor Rowlands | Nuclear power plant |
EP0245148A1 (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-11 | Commissariat A L'energie Atomique | Plant for transforming sodium into aqueous soda |
RU2009118919A (en) * | 2006-10-20 | 2010-11-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) | METHOD FOR IN SITU THERMAL PROCESSING USING A CLOSED CIRCUIT HEATING SYSTEM |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛЕКСЕЕНКО Ю.Н. и др. Опыт эксплуатации реакторной установки АРБУС. Сб. докл. сем.: Перспективы использования ядерных ресурсов для теплоснабжения городов и промышленных предприятий. - Димитровград: НИИАР, 1978, с.22-44. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805457C1 (en) * | 2022-10-13 | 2023-10-17 | Николай Геннадьевич Кириллов | Double-circuit nuclear energy system with hydrogen-containing working fluids in each circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011108121A (en) | 2012-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Saadati et al. | Safety margin and fuel cycle period enhancements of VVER-1000 nuclear reactor using water/silver nanofluid | |
Dragunov et al. | Modernization of the IBR-2 pulsed research reactor. | |
CN104457854A (en) | Liquid metal medium forced convection experimental loop | |
Chen et al. | Study of core flow distribution for small modular natural circulation lead or lead-alloy cooled fast reactors | |
RU2468452C1 (en) | Operating method of nuclear reactor with organic heat carrier | |
WO2019112482A3 (en) | Method for the long-term storage of spent nuclear fuel and cooling and storage tank for the implementation thereof | |
CN217459333U (en) | Nuclear energy and petrochemical coupling system | |
Shimizu et al. | Development of operation and maintenance technology for HTGRs by using HTTR (High Temperature Engineering Test Reactor) | |
Tashakor et al. | Sensitivity analysis of thermal-hydraulic parameters to study the corrosion intensity in nuclear power plant steam generators | |
Liu et al. | Numerical simulation of crude oil temperature distribution near the tank wall of 10× 104 m3 floatingroof tank | |
Guven et al. | Design of a nuclear power plant with gas turbine modular helium cooled reactor | |
JP2016533509A (en) | A method for on-site passivation of reactor steel surfaces. | |
Abrosimov et al. | HTGR–new prospects for nuclear energy | |
CN202522505U (en) | Experiment system for simulating two-loop pure liquid phase flowing acceleration corrosion of nuclear power station | |
Wang et al. | A CATHENA Model of the Canadian SCWR concept for Safety Analysis | |
US20170330641A1 (en) | Method of Nuclear Reactor Core Annealing and Nuclear Reactor | |
Jelinek et al. | Corrosion behavior of alloys in high temperature supercritical carbon dioxide | |
RU2805457C1 (en) | Double-circuit nuclear energy system with hydrogen-containing working fluids in each circuit | |
Norimatsu et al. | Leakage control of tritium through heat cycles of conceptual-design, laser-fusion reactor KOYO-F | |
Sorokin et al. | The problems of using a high-temperature sodium coolant in nuclear power plants for the production of hydrogen and other innovative applications | |
CN210097451U (en) | Continuous online heating medium system | |
Zhao et al. | Coupled Neutronics and Thermal–Hydraulics Analysis of Annular Fuel Assembly for SCWR | |
Liu et al. | The Chemistry Experience Summary During the Engineering Commissioning Period of Fujian Ningde Nuclear Power Plant | |
Helsley et al. | Profitable HIF Power Production | |
Kong et al. | Experimental study on the density wave oscillations of supercritical water in vertical upward tubes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 33-2012 FOR TAG: (54) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160303 |