RU2475871C1

RU2475871C1 - Protective device of fast-neutron nuclear reactor

Info

Publication number: RU2475871C1
Application number: RU2012105166/07A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Шипицын; Илья Викторович Черных; Юрий Миронович Бродов
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-02-20

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: protective device of nuclear reactor includes measuring devices and sensors of NPP operating modes and protection control systems, emergency protection bar for suppression of a chain reaction at emergencies of different kinds, mechanism of horizontal and vertical displacement, which is mechanically connected to a swivel plug of the reactor housing roof, and guide elements located at the reactor housing bottom in the form of a mounting seat for unobstructed movement in downward direction of emergency protection bar. Device also includes magnetic conductor, armature and coil of magnetic conductor, switching device with a drive, power supply, control unit of switching device and damper spring; at that, magnetic conductor with coil is rigidly connected to mechanism of horizontal and vertical displacement, armature of magnetic conductor is rigidly connected to a head of emergency protection bar; mounting seat is rigidly connected to lower part of nuclear reactor housing. Magnetic conductor and armature of magnetic conductor are made from magnetic material with Curie temperature controlled due to chemical composition. The second version of protection device design includes an accelerating spring that is compressed between magnetic conductor and armature of magnetic conductor in a standby mode.

EFFECT: improving NPP reliability.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию системы защиты и диагностики ядерного реактора на быстрых нейтронах на атомных электростанциях - АЭС. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении надежности АЭС.The present invention relates to the equipment of a system for the protection and diagnostics of a fast fast neutron nuclear reactor at nuclear power plants — nuclear power plants. The technical result of the invention is to increase the reliability of nuclear power plants.

Известно, что надежная работа АЭС имеет большое значение для успешного развития атомной электроэнергетики. Известно также, что безопасность реактора на быстрых нейтронах, например типа БН-600, основана на многократном дублировании и резервировании систем, важных для управления и обеспечения безопасности реактора и энергоблока в целом. См. Приложение 1, Л. 1, Белоярская АЭС. 624250, Россия, Свердловская обл., г. Заречный, Белоярская АЭС, стр. 26, 27. Поэтому в технической литературе уделяется большое внимание вопросам надежности и защиты АЭС от аварий, в том числе и в упомянутой ниже литературе.It is known that reliable operation of nuclear power plants is of great importance for the successful development of nuclear power industry. It is also known that the safety of a fast neutron reactor, such as the BN-600 type, is based on multiple duplication and redundancy of systems that are important for controlling and ensuring the safety of the reactor and the power unit as a whole. See Appendix 1, L. 1, Beloyarsk NPP. 624250, Russia, Sverdlovsk Region, Zarechny, Beloyarsk NPP, pp. 26, 27. Therefore, technical literature pays great attention to the reliability and protection of NPPs from accidents, including the literature mentioned below.

Л. 2. Усынин Г.Б., Кусмарцев Е.В. Реакторы на быстрых нейтронах / Под общей редакцией чл. - кор. АН СССР Ф.М.Митенкова. - М.: Энергоатомиздат, 1985.L. 2. Usynin G.B., Kusmartsev E.V. Fast neutron reactors / Under the general editorship of - box. USSR Academy of Sciences F.M. Mitenkov. - M .: Energoatomizdat, 1985.

Л. 3. Шейнкман А.Г. и др. Развитие систем диагностики процессов и оборудования энергоблока с реактором БН-600. Российская Академия наук. Уральское отделение. Екатеринбург, 1994.L. 3. Sheinkman A.G. et al. Development of process diagnostic systems and equipment for a power unit with a BN-600 reactor. The Russian Academy of Sciences. Ural branch. Yekaterinburg, 1994.

Л. 4. Плютинский В.И., Погорелов В.И. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1983.L. 4. Plyutinsky V.I., Pogorelov V.I. Automatic control and protection of nuclear power plants. - M .: Energoatomizdat, 1983.

Л. 5. Самойлов О.Б. и др. Безопасность ядерных энергетических установок. - М.: Энергоатомиздат, 1989.L. 5. Samoilov O.B. et al. Safety of nuclear power plants. - M .: Energoatomizdat, 1989.

Л. 6. Юркевич Г.П. Системы управления энергетическими реакторами. - М.: Издательство ЭЛЕКС-КМ, 2001.L. 6. Yurkevich G.P. Power reactor control systems. - M.: Publishing House ELEKS-KM, 2001.

Л. 7. Гидродинамика и безопасность ЯЭУ. Сборник трудов ФЭИ. В трех томах. Том 2. Обнинск: ГНЦ РФ ФЭИ, 1999.L. 7. Hydrodynamics and safety of nuclear power plants. Collection of works of the IPPE. In three volumes. Volume 2. Obninsk: SSC RF IPPE, 1999.

Л. 8. Электротехнический справочник: В 4 т. T.1 Общие вопросы. Электротехнические материалы/ Под общей редакцией профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. - 9-е изд., стер. - М.: Издательство МЭИ, 2003. Патенты РФ на изобретение №1572303 и №2260211.L. 8. Electrotechnical reference book: In 4 vol. T.1 General questions. Electrotechnical materials / Under the general editorship of professors MPEI V.G. Gerasimova et al. - 9th ed., Sr. - M .: MEI Publishing House, 2003. Patents of the Russian Federation for invention No. 1572303 and No. 2260211.

Во всех упомянутых изданиях существенная часть их объема посвящена вопросам безопасности и устройств безопасности и защиты от аварий АЭС.In all the publications mentioned, a significant part of their volume is devoted to safety issues and safety devices and protection against nuclear accidents.

Все устройства защиты в упомянутой литературе можно рассматривать как аналоги предлагаемому изобретению. См. Приложение 2, Л.2, стр. 165, где показаны рабочие органы системы управления защиты - СУЗ, в том числе стержни A3, т.е. стержни аварийной защиты.All protection devices in the mentioned literature can be considered as analogues of the present invention. See Appendix 2, L.2, p. 165, for the working bodies of the protection control system - CPS, including the rods A3, i.e. emergency protection rods.

Во всех этих источниках говорится о достаточно сложных механизмах, которые должны переместить защитные стержни в крайнее нижнее положение для гашения цепной реакции при аварии. Эти механизмы могут также отказать. Кроме того, может исчезнуть электроснабжение собственных нужд. Обе эти причины могут привести к тому, что защитные стержни при возникновении аварий не будут опущены в нижнее положение, поэтому не произойдет гашение цепной реакции и может возникнуть тяжелая авария или взрыв.All of these sources talk about fairly complex mechanisms that must move the protective rods to their lowest position to quench the chain reaction in an accident. These mechanisms may also fail. In addition, the power supply of one's own needs may disappear. Both of these reasons can lead to the fact that the protective rods in the event of an accident will not be lowered to the lower position, therefore, the chain reaction will not be extinguished and a serious accident or explosion may occur.

Возможность подобного развития событий подтверждается в Приложении 3, Л.2, стр.186, 188, где перечисляется большое количество аварийных ситуаций. Во всей упомянутой литературе система устройств защит - СУЗ строится примерно по одному типу: при отклонениях от нормальных режимов тех или иных блоков АЭС приходят сигналы от многочисленных измерителей и датчиков, и, если эти сигналы выше нормированных значений, срабатывают устройства защиты, при этом главным устройством защиты, которое предотвращает взрыв АЭС, является устройство перемещения стержня аварийной защиты в активную зону реактора, что должно предотвратить цепную реакцию в активной зоне реактора. Однако известные датчики и известные устройства защиты также могут отказать. Поэтому они в полной мере не могут обеспечить достижение заявленного технического результата, т.е. повысить надежность АЭС.The possibility of such a development of events is confirmed in Appendix 3, L.2, p.186, 188, which lists a large number of emergency situations. In all the literature mentioned, the system of protection devices - CPS is built according to approximately one type: when deviations from the normal modes of various NPP units come from numerous meters and sensors, and if these signals are higher than normalized values, protection devices are triggered, while the main device The protection that prevents the explosion of a nuclear power plant is a device for moving the emergency protection rod into the reactor core, which should prevent a chain reaction in the reactor core. However, known sensors and known protection devices may also fail. Therefore, they cannot fully ensure the achievement of the claimed technical result, i.e. increase the reliability of nuclear power plants.

В качестве прототипа выбрано устройство системы управления защиты - СУЗ, Приложение 4, Л.3, стр.46, рис.21. СУЗ содержит механизм горизонтального и вертикального перемещения и состоит из редукторов, зубчатых колес и реек, при этом к нижней части СУЗ подсоединен исполнительный орган - стержень. Эта СУЗ также имеет сложную конструкцию и также может отказать при поступлении аварийного сигнала. Также смогут отказать и датчики аварийных сигналов. Также может отказать и электроснабжение собственных нужд реактора. Поэтому и аналоги, и прототип при их осуществлении не обеспечивают достижения заявленного технического результата, заключающегося в увеличении надежности АЭС.As a prototype, the device of the protection control system was selected - CPS, Appendix 4, L.3, p. 46, Fig. 21. The CPS contains a horizontal and vertical movement mechanism and consists of gearboxes, gears and racks, while an actuator, a rod, is connected to the lower part of the CPS. This CPS also has a complex structure and may also fail when an alarm occurs. Alarm sensors can also fail. The power supply of the reactor’s own needs may also refuse. Therefore, both analogues and the prototype during their implementation do not ensure the achievement of the claimed technical result, which consists in increasing the reliability of nuclear power plants.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания устройства защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах, что позволяет достичь заявленного технического результата, заключающегося в увеличении надежности АЭС.The present invention solves the problem of creating a device for protecting a nuclear fast neutron reactor, which allows to achieve the claimed technical result, which consists in increasing the reliability of nuclear power plants.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в СУЗ ядерного реактора на быстрых нейтронах АЭС, имеющей все необходимые известные измерители и датчики режимов работы АЭС и системы управления защит - СУЗ, а также, по крайней мере, один стержень аварийной защиты для гашения цепной реакции при авариях различного вида, по крайней мере один механически соединенный с поворотной пробкой крыши корпуса реактора механизм горизонтального и вертикального перемещения и расположенные на дне корпуса реактора направляющие элементы в виде посадочного гнезда для беспрепятственного перемещения вниз стержня аварийной защиты при возникновении аварии, введены магнитопровод, якорь магнитопровода, катушка магнитопровода, коммутационный аппарат с приводом, источник питания, блок управления коммутационным аппаратом и демпферная пружина, при этом магнитопровод с катушкой жестко соединен с нижней частью механизма горизонтального и вертикального перемещения, якорь магнитопровода жестко соединен с головкой стержня аварийной защиты, входные выводы катушки магнитопровода с помощью гибкого кабеля подсоединены к выходным выводам коммутационного аппарата, входные выводы которого подсоединены к выходным выводам источника питания, а входные выводы привода коммутационного аппарата соединены с выходными выводами блока управления коммутационным аппаратом, при этом демпферная пружина жестко соединена с дном посадочного гнезда, а магнитопровод и якорь магнитопровода выполнены из магнитного материала с регулируемой температурой Кюри.The essence of the invention lies in the fact that in the CPS of a nuclear fast-neutron reactor of a nuclear power plant, which has all the necessary known meters and sensors of the operating modes of nuclear power plants and protection control systems - CPS, as well as at least one emergency protection rod for extinguishing a chain reaction accidents of various types, at least one mechanism of horizontal and vertical movement mechanically connected to the rotary plug of the roof of the reactor vessel and the guiding elements located at the bottom of the reactor vessel in the form of sedimentary jack for unimpeded downward movement of the emergency protection rod in the event of an accident; a magnetic circuit, an magnetic circuit anchor, a magnetic circuit coil, a switching device with a drive, a power source, a switching device control unit and a damper spring are introduced, while the magnetic circuit with the coil is rigidly connected to the bottom of the horizontal mechanism and vertical movement, the magnetic circuit anchor is rigidly connected to the head of the emergency protection rod, the input terminals of the magnetic circuit coil with flexible cable connected to the output terminals of the switching device, the input terminals of which are connected to the output terminals of the power source, and the input terminals of the drive of the switching device are connected to the output terminals of the control unit of the switching device, while the damper spring is rigidly connected to the bottom of the mounting socket, and the magnetic circuit and the armature the magnetic cores are made of magnetic material with an adjustable Curie temperature.

Сущность предлагаемого второго варианта изобретения заключается в том, что дополнительно введена ускоряющая пружина, первый конец которой жестко соединен с магнитопроводом, а второй конец в рабочем режиме реактора, когда устройство защиты находится в ждущем состоянии, упирается в якорь магнитопровода.The essence of the proposed second variant of the invention is that an accelerating spring is additionally introduced, the first end of which is rigidly connected to the magnetic circuit, and the second end in the operating mode of the reactor, when the protection device is in the standby state, abuts against the magnetic circuit anchor.

Заявленный технический результат - увеличение надежности АЭС - достигается следующим образом.The claimed technical result - an increase in the reliability of nuclear power plants - is achieved as follows.

При возникновении аварийной ситуации процессы защиты могут протекать по двум путям.In the event of an emergency, protection processes can proceed in two ways.

Первый путь. Работают все известные традиционные датчики аварийных режимов, и происходит запланированное отключение аварийных режимов.First way. All the well-known traditional emergency mode sensors work, and the planned emergency mode shutdown occurs.

Второй путь. Все датчики функционируют, отказали механизмы перемещения аварийных защитных стержней. В этом случае, если исчезло электроснабжение собственных нужд, исчезает питание электромагнита, исчезает его тяговая сила и якорь вместе со стержнем аварийной защиты под действием собственного веса перемещается вниз и предотвращает цепную реакцию. Если электроснабжение собственных нужд остается исправным, температура быстро поднимается до 500°С и выше (в Приложении 5, Л. 2 на стр. 178 отмечается, что в аварийной ситуации температура охлаждающего натрия на выходе из ТВС - тепловыделяющего стержня за 0,4 секунды может достичь 800°С), магнитопровод и якорь разогреваются, их магнитная проницаемость резко уменьшается, тяговая сила электромагнита также резко уменьшается и якорь магнитопровода вместе со стержнем аварийной защиты под действием собственного веса также перемещается вниз и также предотвращает цепную реакцию. При исполнении предлагаемого устройства защиты по второму варианту при нагреве магнитопровода и якоря магнитопровода до 500°С и выше тяговая сила электромагнита также резко уменьшается и якорь магнитопровода вместе со стержнем аварийной защиты под действием собственного веса и под действием ускоряющей пружины также более ускоренно перемещается вниз и также более быстро предотвращает цепную реакцию. Таким образом, достигается заявленный технический результат - увеличение надежности работы АЭС.Second way. All sensors are functioning, the mechanisms for moving emergency protective rods have failed. In this case, if the power supply for auxiliary needs has disappeared, the power supply of the electromagnet disappears, its traction force disappears and the anchor, together with the emergency protection rod, moves down under the influence of its own weight and prevents a chain reaction. If the auxiliary supply remains intact, the temperature quickly rises to 500 ° C and higher (in Appendix 5, L. 2 on page 178, it is noted that in an emergency the temperature of the cooling sodium at the outlet of the fuel assembly - fuel rod in 0.4 seconds can reach 800 ° C), the magnetic circuit and the armature are warmed up, their magnetic permeability sharply decreases, the traction force of the electromagnet also decreases sharply, and the magnetic circuit armature, together with the emergency protection rod, also moves down under the influence of its own weight and also edotvraschaet chain reaction. When the proposed protection device according to the second embodiment is executed, when the magnetic circuit and the magnetic circuit anchor are heated to 500 ° C and higher, the traction force of the electromagnet also decreases sharply and the magnetic circuit armature, together with the emergency protection rod, also moves more rapidly downward under the influence of its own weight and under the action of an accelerating spring, and also prevents chain reaction more quickly. Thus, the claimed technical result is achieved - an increase in the reliability of the nuclear power plant.

Предлагаемое устройство защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах АЭС, приведенное на фиг.1, 2, 3 и 4, содержит стержень аварийной защиты 1, механизм горизонтального и вертикального перемещения с системой управления 2, направляющие элементы в виде посадочного гнезда 3 для стержня аварийной защиты 1 (остальные элементы известных традиционных защит ядерных реакторов и АЭС для упрощения на фиг.1, 2, 3 и 4 не показаны), магнитопровод 4, якорь магнитопровода 5, катушку магнитопровода 6, коммутационный аппарат с приводом 7, источник питания 8, блок управления коммутационным аппаратом 9 и демпферную пружину 10, при этом магнитопровод 4 с катушкой 6 жестко соединен с нижней частью механизма горизонтального и вертикального перемещения 2, якорь магнитопровода 5 жестко соединен с головкой стержня аварийной защиты 1, посадочное гнездо 3 жестко соединено с нижней частью корпуса ядерного реактора, демпферная пружина 10 жестко соединена с дном посадочного гнезда 3, при этом входные выводы катушки 6 магнитопровода 4 с помощью гибкого кабеля подсоединены к выходным выводам коммутационного аппарата 7, входные выводы которого соединены с выходными выводами источника питания 8, а входные выводы привода коммутационного аппарата 7 соединены с выходными выводами блока управления 9 этого аппарата.The proposed device for protecting a nuclear fast neutron reactor of a nuclear power plant, shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4, comprises an emergency protection rod 1, a horizontal and vertical movement mechanism with a control system 2, guiding elements in the form of a landing socket 3 for the emergency protection rod 1 (the remaining elements of the well-known traditional protections of nuclear reactors and nuclear power plants are not shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4 for simplicity), magnetic circuit 4, magnetic circuit anchor 5, magnetic circuit coil 6, switching device with drive 7, power supply 8, control unit phenomena by the switching apparatus 9 and the damper spring 10, while the magnetic circuit 4 with the coil 6 is rigidly connected to the lower part of the horizontal and vertical movement mechanism 2, the armature of the magnetic circuit 5 is rigidly connected to the head of the emergency protection rod 1, the mounting socket 3 is rigidly connected to the lower part of the nuclear reactor, the damper spring 10 is rigidly connected to the bottom of the seat socket 3, while the input terminals of the coil 6 of the magnetic circuit 4 are connected with the flexible cable to the output terminals of the switching apparatus 7, Khodnev terminals of which are connected to output terminals of the power source 8, and the input terminals of the drive switching device 7 are connected to the output terminals of the control unit 9 of the apparatus.

Во втором варианте устройства защиты дополнительно введена ускоряющая пружина 11, первый конец которой жестко соединен с магнитопроводом 4.In the second embodiment of the protection device, an accelerating spring 11 is additionally introduced, the first end of which is rigidly connected to the magnetic circuit 4.

Устройство защиты работает следующим образом. В исходном состоянии коммутационный аппарат 7 включен, стержень аварийной защиты 1 с якорем 5 притянут к магнитопроводу 4, при этом стержень 1, якорь 5, магнитопровод 4, катушка 6 и механизм перемещения 2 находятся в крайнем нижнем положении, а это означает, что цепная реакция не идет и реактор не выдает мощности. АЭС не функционирует. Это расположение оборудования устройства защиты показано на фиг.1. При запуске АЭС коммутационный аппарат 7 остается включенным, стержень 1 вместе с якорем 5 притянут к магнитопроводу 4, а механизм перемещения 2 поднимает магнитопровод 4, катушку 6, якорь 5 и стержень 1 в крайнее верхнее положение, как это показано на фиг.2. В этом положении реактор выдает мощность, а стержень аварийной защиты 1 находится в ждущем состоянии. Если при этом требуется оперативная остановка ядерного реактора, коммутационный аппарат 7 остается во включенном состоянии, якорь 5 остается в притянутом к магнитопроводу 4 состоянии, а механизм перемещения 2 опускает стержень 1, якорь 5, магнитопровод 4, катушку 6 в крайнее нижнее положение, которое показано на фиг.1.The protection device operates as follows. In the initial state, the switching device 7 is turned on, the emergency protection rod 1 with the armature 5 is pulled to the magnetic circuit 4, while the core 1, the armature 5, the magnetic circuit 4, the coil 6 and the moving mechanism 2 are in the lowest position, which means that the chain reaction does not go and the reactor does not give out power. The nuclear power plant is not functioning. This arrangement of the equipment of the protection device is shown in FIG. When starting the nuclear power plant, the switching apparatus 7 remains switched on, the rod 1 together with the armature 5 is pulled to the magnetic circuit 4, and the moving mechanism 2 lifts the magnetic circuit 4, coil 6, armature 5 and rod 1 to their highest position, as shown in FIG. 2. In this position, the reactor delivers power, and the emergency protection rod 1 is in a standby state. If an operational shutdown of the nuclear reactor is required, the switching apparatus 7 remains in the on state, the armature 5 remains in a state drawn to the magnetic circuit 4, and the movement mechanism 2 lowers the shaft 1, the armature 5, the magnetic circuit 4, the coil 6 to the lowermost position, which is shown in figure 1.

Если возникла аварийная ситуация, то устройство защиты может работать по двум путям.If an emergency occurs, the protection device can operate in two ways.

Первый путь. Работают все традиционные датчики аварийных режимов или часть этих датчиков, при этом существующая традиционная система защиты АЭС отключает аварийный режим.First way. All traditional emergency mode sensors or some of these sensors work, while the existing traditional protection system for nuclear power plants disables emergency mode.

Второй путь. Все традиционные датчики функционируют, но отказал механизм перемещения 2. В этом случае, если в связи с аварийной ситуацией исчезло электроснабжение собственных нужд, исчезает питание катушки 6 электромагнита, исчезает тяговая сила и якорь 5 вместе со стержнем аварийной защиты 1 под действием собственного веса перемещается в крайнее нижнее положение, которое показано на фиг.3, и предотвращает цепную реакцию в реакторе. Если электроснабжение собственных нужд остается, остается питание катушки 6, остается тяговая сила электромагнита, стержень 1 остается в крайнем верхнем положении, как показано на фиг.2. При этом развивается цепная реакция, температура окружающей среды магнитопровода и якоря быстро поднимается до 500°С и выше, магнитопровод 4 и якорь 5 также разогреваются, магнитная проницаемость магнитопровода и якоря резко падает, тяговая сила электромагнита практически исчезает и якорь 5 вместе со стержнем 1 под действием собственного веса также перемещается в крайнее нижнее положение и предотвращает цепную реакцию в реакторе, а следовательно предотвращает и взрыв реактора.Second way. All traditional sensors function, but the movement mechanism 2 failed. In this case, if the power supply for the auxiliary needs has disappeared due to the emergency situation, the power of the electromagnet coil 6 disappears, the traction force and the armature 5 along with the emergency protection rod 1 are displaced under their own weight the lowest position, which is shown in figure 3, and prevents a chain reaction in the reactor. If the auxiliary supply remains, the coil 6 remains powered, the electromagnet traction force remains, the rod 1 remains in its highest position, as shown in FIG. 2. In this case, a chain reaction develops, the ambient temperature of the magnetic circuit and the armature quickly rises to 500 ° C and above, the magnetic circuit 4 and the armature 5 also warm up, the magnetic permeability of the magnetic circuit and the armature drops sharply, the traction force of the electromagnet practically disappears and the armature 5 together with the rod 1 under the action of its own weight also moves to its lowest position and prevents a chain reaction in the reactor, and therefore prevents the explosion of the reactor.

При исполнении устройства защиты по второму варианту все состояния устройства защиты, приведенные на фиг.1, 2, 3, сохраняются, но в ждущем режиме при штатной работе реактора в состоянии устройства защиты, приведенном на фиг.2, появляется дополнение - ускоряющая пружина 11, которая в ждущем режиме находится в сжатом состоянии, как это показано на фиг.4. При нагреве магнитопровода 4 и якоря 5 магнитопровода до 500°С и выше тяговая сила электромагнита также резко уменьшается и якорь 5 магнитопровода 4 вместе со стержнем аварийной защиты 1 под действием собственного веса и под действием ускоряющей пружины 11 более ускоренно перемещается вниз и также более быстро предотвращает цепную реакцию, а следовательно, более быстро предотвращает взрыв реактора.When executing the protection device according to the second embodiment, all the states of the protection device shown in Figs. 1, 2, 3 are saved, but in standby mode during normal operation of the reactor in the state of the protection device shown in Fig. 2, an addition appears - an accelerating spring 11, which in standby mode is in a compressed state, as shown in Fig.4. When heating the magnetic circuit 4 and the armature 5 of the magnetic circuit to 500 ° C and above, the traction force of the electromagnet also decreases sharply and the armature 5 of the magnetic circuit 4 together with the emergency protection rod 1, under the influence of its own weight and under the action of an accelerating spring 11, moves more rapidly downward and also prevents faster chain reaction, and therefore more quickly prevents the explosion of the reactor.

В заключение необходимо отметить:In conclusion, it should be noted:

1. Известно, что температура различных конструктивных элементов реактора может изменяться от 50 до 550°С, а в аварийных режимах, как отмечено выше, может достигать 800°С. Поэтому необходимо выбирать такой магнитный материал магнитопровода и якоря магнитопровода, чтобы этот магнитный материал обеспечивал нормальную работу, т.е. нормальную тяговую силу электромагнита в номинальном режиме работы реактора и терял свои магнитные свойства, т.е. обеспечивал резкое снижение тяговой силы электромагнита, в аварийной ситуации при резком повышении температуры. Это, как известно, достигается изменением химического состава магнитного материала. Так, например, для железоникелевого сплава при изменении содержания никеля температура Кюри изменяется от 0 до 650°С, см. Приложение 6, Л.8, стр. 367, рис.17.4. Таким образом, в предложенном устройстве защиты имеется принципиальная возможность выбора оптимального магнитного материала для конкретного ядерного реактора.1. It is known that the temperature of various structural elements of the reactor can vary from 50 to 550 ° C, and in emergency conditions, as noted above, can reach 800 ° C. Therefore, it is necessary to choose such magnetic material of the magnetic circuit and the anchors of the magnetic circuit so that this magnetic material ensures normal operation, i.e. the normal traction force of the electromagnet in the nominal operating mode of the reactor also lost its magnetic properties, i.e. provided a sharp decrease in the traction force of the electromagnet, in an emergency with a sharp increase in temperature. This, as you know, is achieved by changing the chemical composition of the magnetic material. So, for example, for an iron-nickel alloy, when the nickel content changes, the Curie temperature changes from 0 to 650 ° C, see Appendix 6, L.8, p. 367, Fig. 17.4. Thus, in the proposed protection device, there is a fundamental possibility of choosing the optimal magnetic material for a particular nuclear reactor.

2. Как показали исследования в Л.7, стр.319-372 скорость перемещения вниз сборки ПАЗ - пассивной аварийной защиты зависит от конструкции опускаемого устройства, от среды и от скорости движения этой среды, что необходимо учитывать при определении времени перемещения стержня аварийной защиты из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение.2. As studies in L.7, p. 319-372 showed, the downward speed of the PAZ assembly - passive emergency protection depends on the design of the lowering device, on the medium and on the speed of movement of this medium, which must be taken into account when determining the time of movement of the emergency protection rod from extreme upper position to extreme lower position.

3. Количество стержней аварийной защиты, судя по технической литературе, выбирается в зависимости от мощности ядерного реактора, чем больше мощность, тем больше стержней.3. The number of emergency protection rods, judging by the technical literature, is selected depending on the power of the nuclear reactor, the greater the power, the more rods.

4. Питание электромагнита в предложенном устройстве защиты может осуществляться постоянным или переменным напряжением, а также может использоваться выпрямитель.4. The power of the electromagnet in the proposed protection device may be a constant or alternating voltage, and a rectifier may also be used.

5. Для предотвращения не отпадания якоря от магнитопровода при повышении температуры магнитопровода и якоря между магнитопроводом и якорем может быть проложена немагнитная прокладка.5. To prevent the anchor from falling off the magnetic circuit when the temperature of the magnetic circuit and the armature between the magnetic circuit and the armature can be laid non-magnetic strip.

6. Для предотвращения сваривания контактов коммутационного аппарата могут быть применены предохранители в цепи питания электромагнита.6. To prevent welding of the contacts of the switching device, fuses in the power supply circuit of the electromagnet can be applied.

7. Для проведения оперативных работ на электромагните последовательно с коммутационным аппаратом может быть включен разъединитель.7. To carry out operational work on an electromagnet, a disconnector may be connected in series with the switching device.

8. В блок управления коммутационным аппаратом может быть заведен сигнал на отключение электромагнита от традиционных систем защиты реактора и АЭС.8. A signal to disconnect the electromagnet from traditional reactor protection systems and nuclear power plants can be introduced into the control unit of the switching apparatus.

9. Для ускорения нагрева магнитопровода и якоря магнитопровода при аварии и повышении температуры реактора могут быть применены конструктивные элементы, аналогичные радиаторам охлаждения, но играющие роль устройств ускоренного нагрева магнитопровода и якоря магнитопровода, при возникновении аварии.9. To accelerate the heating of the magnetic circuit and the magnetic core anchor during an accident and an increase in the temperature of the reactor, structural elements similar to cooling radiators, but playing the role of accelerated heating magnetic circuit and magnetic core armature, can be applied in the event of an accident.

10. Электромагнит, состоящий из магнитопровода, якоря магнитопровода и катушки магнитопровода, а также ускоряющей пружины, может по конструкции отличаться от приведенных на фиг.1, 2, 3, 4, что не изменяет сущности предлагаемого изобретения.10. The electromagnet, consisting of a magnetic circuit, an armature of a magnetic circuit and a coil of a magnetic circuit, as well as an accelerating spring, may be different in design from those shown in figures 1, 2, 3, 4, which does not change the essence of the invention.

11. Для точного притягивания якоря к магнитопроводу в соответствии с осями этих элементов и фигурами 1, 2, 4 можно применить направляющие элементы.11. To accurately attract the anchor to the magnetic circuit in accordance with the axes of these elements and figures 1, 2, 4, you can apply guide elements.

Claims

1. Protection device for a fast-neutron nuclear reactor - a nuclear power plant with a protection system, containing at least one emergency protection rod for extinguishing a chain reaction in various accidents, at least one horizontal and vertical mechanism mechanically connected to the rotary plug of the roof of the reactor vessel displacement of the emergency protection rod with a control system, guiding elements located in the bottom of the reactor vessel in the form of a landing socket for unhindered movement down emergency protection rod in the event of an accident, characterized in that the magnetic circuit, the magnetic circuit anchor, the magnetic circuit coil, the switching device with the drive, the power supply, the control unit of the switching device and the damper spring are additionally introduced, while the magnetic circuit with the coil is rigidly connected to the horizontal and vertical movement mechanism emergency protection rod, the magnetic circuit anchor is rigidly connected to the head of the emergency protection rod, the input terminals of the magnetic circuit coil using a flexible the abel are connected to the output terminals of the switching device, the input terminals of which are connected to the output terminals of the power source, while the input terminals of the switching device drive are connected to the output terminals of the control unit of the switching device, while the damper spring is rigidly connected to the bottom of the mounting socket, and the magnetic circuit and the armature made of magnetic material with adjustable Curie temperature.

2. The device according to claim 1, characterized in that the spring is additionally inserted, mounted with a stop between the magnetic circuit and the armature, the upper end of the spring being rigidly connected to the magnetic circuit.