RU2747576C1 - Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation - Google Patents

Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2747576C1
RU2747576C1 RU2020136108A RU2020136108A RU2747576C1 RU 2747576 C1 RU2747576 C1 RU 2747576C1 RU 2020136108 A RU2020136108 A RU 2020136108A RU 2020136108 A RU2020136108 A RU 2020136108A RU 2747576 C1 RU2747576 C1 RU 2747576C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wall
corium
melt
localization device
ribs
Prior art date
Application number
RU2020136108A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2747576C9 (en
Inventor
Игорь Иванович Шмаль
Николай Юрьевич Журавлев
Владимир Викторович Черниченко
Виктор Иванович Гудава
Original Assignee
Игорь Иванович Шмаль
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 Игорь Иванович Шмаль filed Critical Игорь Иванович Шмаль
Priority to RU2020136108A priority Critical patent/RU2747576C9/en
Publication of RU2747576C1 publication Critical patent/RU2747576C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747576C9 publication Critical patent/RU2747576C9/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/016—Core catchers
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear energy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of nuclear energy, in particular to systems that ensure the safety of nuclear power plants (NPP), and can be used in severe accidents leading to the destruction of the reactor vessel of a nuclear power plant, as well as in metallurgy and the chemical industry. To reduce the time of crystallization of the melt in the melt localization device, meridional ribs made of a material with high thermal conductivity are installed in the body wall, passing through the body wall and in contact with the medium inside the body, and immersed in the cooling liquid from the outside. The body of the melt localization device contains a wall and a bottom. The wall has meridional ribs, one end interacting with at least the liquid corium, and the other end with the washing cooling liquid, while the height of the meridional ribs at the point of contact with the cooling liquid is at least half of their thickness.
EFFECT: invention allows reducing the time of crystallization of corium.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области атомной энергетики, частности к системам, обеспечивающим безопасность атомных электростанций (далее - АЭС), и может быть использовано при тяжелых авариях, которые приводят к разрушению корпуса реактора АЭС, а также в металлургии и химической промышленности.The invention relates to the field of nuclear energy, in particular to systems ensuring the safety of nuclear power plants (hereinafter referred to as NPP), and can be used in severe accidents that lead to the destruction of the reactor vessel of a nuclear power plant, as well as in metallurgy and the chemical industry.

Известен ряд конструкций стенки корпуса устройства локализации расплава (далее - УЛР), стенки которых являются многослойными [патент РФ RU 100327 U1 МПК G21C 9/016 от 17.06.2010, патент РФ RU 2576516 C1 МПК G21C 9/016 от 16.12.2014, патент РФ RU 25765177 С1 МПК G21C 9/016 от 16.12.2014; патент РФ RU 2575878 С1 МПК G21C 9/016 от 16.12.2014; патент РФ RU 2696004 С1 МПК G21C 9/00 от 29.08.2018].A number of structures of the wall of the housing of a melt localization device (hereinafter referred to as ULR) are known, the walls of which are multilayer [RF patent RU 100327 U1 IPC G21C 9/016 from 17.06.2010, RF patent RU 2576516 C1 IPC G21C 9/016 from 16.12.2014, patent RF RU 25765177 C1 IPC G21C 9/016 dated 16.12.2014; RF patent RU 2575878 C1 IPC G21C 9/016 dated 16.12.2014; RF patent RU 2696004 C1 IPC G21C 9/00 from 29.08.2018].

В указанных конструкциях стенка корпуса УЛР, через которую происходит теплопередача от кориума в виде расплава к омывающей корпус охлаждающей жидкости, состоит из внешнего и внутреннего металлических слоев, между которыми располагается слой бетона. Следует заметить, что бетон характеризуется, как материал с меньшим коэффициентом теплопроводности и меньшей температурой плавления, по сравнению со сталью, из которой выполняется внешний и внутренний слои стенки корпуса.In these structures, the wall of the ULR casing, through which heat transfer occurs from the corium in the form of a melt to the coolant washing the casing, consists of outer and inner metal layers, between which a layer of concrete is located. It should be noted that concrete is characterized as a material with a lower coefficient of thermal conductivity and a lower melting point, compared to steel, from which the outer and inner layers of the shell wall are made.

Общим недостатком перечисленных аналогов является значительное время существование кориума в расплавленном виде внутри корпуса УЛР, что порождает генерацию и выброс в герметичную оболочку взрывоопасных газов и радиоактивных веществ в газообразном виде. Кроме того, в кориуме в расплавленном виде всегда происходят экзотермические реакции.A common disadvantage of the listed analogs is that the corium exists for a long time in a molten form inside the casing of the ULR, which generates the generation and release of explosive gases and radioactive substances in a gaseous form into the hermetically sealed envelope. In addition, exothermic reactions always occur in molten corium.

Известен способ и система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа, стенка корпуса которой является многослойной, а именно: внутренний и внешний слои выполнены из стали, а между ними находится легкоплавкий бетон. Выбор сложной конструкции стенки сделан из-за опасений возникновения кризиса теплоотдачи на внешней поверхности корпуса, контактирующей с охлаждающей жидкостью. Кроме того, в конструкции стенки предусмотрены меридиональные ребра, с возможностью контакта с внешней и внутренней металлическими стенками, с целью усиления конструкции в случае высоких механических, термодеформационных нагрузок (патент РФ RU 2576517 С1 МПК G21C 9/016, заявка 2014150938/07 от 16.12.2014 - прототип).The known method and system for localization and cooling of the melt of the active zone of a nuclear reactor of a water-water type, the shell wall of which is multilayer, namely: the inner and outer layers are made of steel, and between them is low-melting concrete. The choice of a complex wall design was made due to fears of a heat transfer crisis on the outer surface of the case in contact with the cooling liquid. In addition, meridional ribs are provided in the wall structure, with the possibility of contact with the outer and inner metal walls, in order to strengthen the structure in case of high mechanical, thermal deformation loads (RF patent RU 2576517 C1 IPC G21C 9/016, application 2014150938/07 dated 16.12. 2014 - prototype).

Недостатком описанной конструкции стенки УЛР является большие временные промежутки кристаллизации корпуса, в течение которых происходит образование, генерация и выброс в герметичную оболочку взрывоопасных газов и радиоактивных веществ в газообразном виде.The disadvantage of the described design of the wall of the ULR is the large time intervals of crystallization of the body, during which the formation, generation and release of explosive gases and radioactive substances in gaseous form into the sealed envelope take place.

Задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков и создание способа уменьшения времени кристаллизации кориума за счет повышения значений теплопередачи от содержимого корпуса УЛР к охлаждающей жидкости и корпуса устройства локализации расплава для его реализации, снижения трудозатрат на ее производство.The objective of the invention is to eliminate the above drawbacks and create a method for reducing the time of crystallization of corium by increasing the values of heat transfer from the contents of the ULC body to the coolant and the body of the melt localization device for its implementation, reducing labor costs for its production.

Решаемая задача заключается в обеспечении кристаллизации расплавленной среды, находящейся в корпусе УЛР, в течение минимального отрезка времени без прямого контакта расплавленной среды с охлаждающей жидкостью.The problem to be solved is to ensure the crystallization of the molten medium located in the ULR casing for a minimum period of time without direct contact of the molten medium with the cooling liquid.

Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенном способе уменьшения времени кристаллизации кориума, находящегося в корпусе устройства локализации расплава, содержащем стенку и днище, заключающееся в отводе тепла от кориума к омывающей жидкости через стенку корпуса, согласно изобретению, в упомянутой стенке устанавливают меридиональные ребра, одним концом взаимодействующие, по крайней мере, с жидким кориумом, а другим концом - с омывающей охлаждающей жидкостью.The solution to this problem is achieved by the fact that, in the proposed method for reducing the crystallization time of the corium located in the body of the melt localization device, containing the wall and the bottom, which consists in removing heat from the corium to the washing liquid through the wall of the body, according to the invention, meridional ribs are installed in said wall , interacting at one end with at least liquid corium, and at the other end with washer coolant.

В варианте применения способа, между меридиональными ребрами и внутренней стенкой шахты реактора, над дном шахты реактора, устанавливают цилиндрическую стенку, высоту которой выполняют не более минимального проектного уровня омывающей охлаждающей жидкости и обеспечивают при этом восходящее течение пароводяной смеси между корпусом устройства локализации расплава и цилиндрической стенкой, а между цилиндрической стенкой и внутренней стенкой шахты реактора - нисходящее течение жидкости.In an embodiment of the method, between the meridional ribs and the inner wall of the reactor shaft, above the bottom of the reactor shaft, a cylindrical wall is installed, the height of which is not more than the minimum design level of the washing coolant and at the same time an upward flow of the steam-water mixture between the body of the melt localization device and the cylindrical wall is provided , and between the cylindrical wall and the inner wall of the reactor shaft there is a downward flow of liquid.

Для реализации указанного способа, предложен корпус устройства локализации расплава, содержащий стенку и днище, в котором, согласно изобретению, в упомянутой стенке установлены меридиональные ребра, одним концом взаимодействующие, по крайней мере, с жидким корпусом, а другим концом - с омывающей охлаждающей жидкостью, при этом высота меридиональных ребер в месте контакта с охлаждающей жидкостью составляет не менее половины их толщины.To implement this method, a body of a melt localization device is proposed, containing a wall and a bottom, in which, according to the invention, meridional ribs are installed in said wall, at one end interacting with at least a liquid body, and at the other end with a washing cooling liquid, the height of the meridional ribs at the point of contact with the coolant is at least half of their thickness.

В варианте исполнения корпуса, между меридиональными ребрами и внутренней стенкой шахты реактора над дном шахты реактора установлена цилиндрическая стенка, высота которой не превосходит минимальный проектный уровень охлаждающей жидкости.In the version of the vessel, between the meridional ribs and the inner wall of the reactor shaft, a cylindrical wall is installed above the bottom of the reactor shaft, the height of which does not exceed the minimum design level of the coolant.

Технический результат достигается тем, что меридиональные ребра, контактирующие со средой внутри корпуса УЛР, проходит через стенку корпуса, а, кроме того, имеют вылет через наружную поверхность корпуса в охлаждающую жидкость для увеличения площади контакта стенки корпуса и ее элементов с охлаждающей жидкостью. Контакт меридиональных ребер, выполненных из материала с высокой теплопроводностью, внутри УЛР с его содержимым, процессы радиальной и осевой теплопроводности в ребрах, увеличение площади контакта меридиональных ребер, погруженных в охлаждающую жидкость, по сравнению с цилиндрической стенкой, приводит к росту теплопередачи от кориума к охлаждающей жидкости. Меридиональные ребра, прогретые до высоких значений температуры, и имеющие большую площадь контакта с охлаждающей жидкостью, обеспечивают прирост теплоотдачи, несмотря на возможность возникновения кризиса теплоотдачи на части их поверхности на первых этапах расхолаживания кориума, что приводит к уменьшению времени кристаллизации кориума в корпусе УЛР, а также снижению всех отрицательных последствий существования кориума в виде расплава в УЛР.The technical result is achieved by the fact that the meridional ribs in contact with the medium inside the ULC body pass through the body wall, and, in addition, have a protrusion through the outer surface of the body into the coolant to increase the contact area of the body wall and its elements with the coolant. The contact of the meridional ribs made of a material with high thermal conductivity inside the CCR with its contents, the processes of radial and axial thermal conductivity in the ribs, an increase in the contact area of the meridional ribs immersed in the cooling liquid, as compared to the cylindrical wall, leads to an increase in heat transfer from the corium to the cooling liquids. The meridional ribs, heated to high temperatures, and having a large contact area with the cooling liquid, provide an increase in heat transfer, despite the possibility of a heat transfer crisis on a part of their surface at the first stages of corium cooldown, which leads to a decrease in the time of corium crystallization in the ULR casing, and also reduce all the negative consequences of the existence of a corium in the form of a melt in the HRM.

В варианте применения способа, между меридиональными ребрами и внутренней стенкой шахты реактора, ниже минимального проектного уровня охлаждающей жидкости над дном шахты реактора, устанавливают цилиндрическую стенку для формирования восходящего, между корпусом УЛР и цилиндрической стенкой, а также нисходящего течения между цилиндрической стенкой и внутренней стенкой корпуса шахты реактора.In a variant of application of the method, between the meridional ribs and the inner wall of the reactor shaft, below the minimum design level of the coolant above the bottom of the reactor shaft, a cylindrical wall is installed to form an ascending, between the ULR casing and the cylindrical wall, as well as a descending flow between the cylindrical wall and the inner wall of the casing reactor mines.

В варианте исполнения высота меридиональных ребер в месте контакта с охлаждающей жидкостью составляет не менее половины их толщины.In the embodiment, the height of the meridional ribs at the point of contact with the cooling liquid is at least half of their thickness.

Сущность предложенного технического решения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез УЛР, оснащенного меридиональными ребрами; на фиг.2 - поперечный разрез УЛР, на фиг. 3 и 4 представлен вариант исполнения корпуса УЛР, продольное и поперечное сечение соответственно.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section of an URM equipped with meridional ribs; Fig. 2 is a cross-section of the ULR; Fig. 3 and 4 show an embodiment of the ULR body, longitudinal and cross-section, respectively.

Предложенный способ уменьшения времени кристаллизации кориума может быть реализован при помощи корпуса устройства локализации расплава, имеющего следующую конструкцию.The proposed method for reducing the time of crystallization of corium can be implemented using a body of a melt localization device having the following design.

В корпусе УЛР, в котором находится кориум 1 в виде расплава, внутренняя стенка 2 корпуса выполнена стальной, внутренняя стенка 3 выполнена из слоя бетона, и внешняя стенка 4 выполнена стальной. Возможно выполнение одной сплошной стенки, состоящей из одного слоя. Снаружи корпус УЛР омывается охлаждающей жидкостью 5, которая заполняет зазор между стенкой корпуса УЛР и внутренней поверхностью стенки шахты 6 реактора.In the case of the ULR, in which the corium 1 is located in the form of a melt, the inner wall 2 of the body is made of steel, the inner wall 3 is made of a layer of concrete, and the outer wall 4 is made of steel. It is possible to make one solid wall, consisting of one layer. Outside, the ULR casing is washed with a cooling liquid 5, which fills the gap between the wall of the ULR casing and the inner surface of the wall of the reactor shaft 6.

Меридиональные ребра 7 и 8 выполнены в цилиндрической части стенки и в области дна соответственно. Приток тепла от меридиональных ребер 7 и 8, а также от стенки 4 корпуса УЛР к охлаждающей жидкости, находящейся при параметрах насыщения, приводит к парообразованию и формированию подъемного течения двухфазной парожидкостной смеси 9 вдоль меридиональных ребер 7 и 8.The meridional ribs 7 and 8 are made in the cylindrical part of the wall and in the bottom area, respectively. The inflow of heat from the meridional ribs 7 and 8, as well as from the wall 4 of the ULR housing to the cooling liquid, which is at saturation parameters, leads to vaporization and the formation of an upward flow of the two-phase vapor-liquid mixture 9 along the meridional ribs 7 and 8.

Корпус УЛР расположен над дном шахты реактора 10. В стенке шахты реактора, в области дна, выполнены коридоры для притока жидкости из помещения фильтров (показаны, но не обозначены).The LRM body is located above the bottom of the reactor shaft 10. In the wall of the reactor shaft, in the area of the bottom, corridors for the inflow of liquid from the filter room are made (shown, but not indicated).

В варианте исполнения, над дном шахты реактора установлена цилиндрическая стенка 11, высота которой выполнена менее минимального проектного уровня охлаждающей жидкости. Указанная стенка расположена между меридиональными ребрами 7 и внутренней поверхностью стенки шахты реактора 6. Данная конструкция позволяет улучшить формирование восходящего и нисходящего течения, увеличить скорость обтекания меридиональных ребер, т.е. повысить теплопередачу от кориума 1 к охлаждающей жидкости 5 через меридиональные ребра 7 и 8.In an embodiment, a cylindrical wall 11 is installed above the bottom of the reactor shaft, the height of which is less than the minimum design level of the coolant. The specified wall is located between the meridional ribs 7 and the inner surface of the wall of the reactor shaft 6. This design makes it possible to improve the formation of an upward and downward flow, to increase the flow velocity around the meridional ribs, i.e. increase heat transfer from corium 1 to coolant 5 through the meridional ribs 7 and 8.

Предложенный способ уменьшения времени кристаллизации кориума может быть реализован при помощи указанного корпуса устройства локализации расплава следующим образом.The proposed method for reducing the time of crystallization of corium can be implemented using the specified body of the melt localization device as follows.

Кориум 1 в виде расплава находится в корпусе УЛР. Высокие температуры расплавов, попадающих в УЛР после проплавления корпуса реактора, вступающих во взаимодействие с наполнителем УЛР, приводят к образованию в корпусе кориума 1 при высокой температуре в виде расплава многокомпонентной парогазовой среды над ним. Это вызывает интенсивный прогрев меридиональных ребер 7 и 8, выполненных из материала с высокой теплопроводностью, сразу же после поступления расплава в УЛР. Сочетание радиальной и осевой теплопроводности в меридиональных ребрах приводит к интенсификации теплообмена ребер с охлаждающей жидкостью, причем на первой стадии указанного процесса стенка фактически не участвует в теплоотдаче от кориума.Corium 1 in the form of a melt is located in the housing of the HRM. The high temperatures of the melts entering the CCR after the reactor vessel is melted and interacting with the CCR filler lead to the formation of a multicomponent vapor-gas medium in the corium 1 at high temperature in the form of a melt in the form of a melt above it. This causes intensive heating of the meridional ribs 7 and 8, made of a material with high thermal conductivity, immediately after the melt enters the CCR. The combination of radial and axial thermal conductivity in the meridional fins leads to an intensification of the heat exchange of the fins with the cooling liquid, and at the first stage of this process, the wall does not actually participate in the heat transfer from the corium.

Корпус УЛР, расположенный над дном шахты реактора 10, снаружи омывается охлаждающей жидкостью 5.The ULR casing, located above the bottom of the reactor shaft 10, is washed from the outside with a cooling liquid 5.

Охлаждающая жидкость 5, находящаяся при параметрах насыщения, в результате контакта с меридиональными ребрами 7 и 8, а также наружной стенкой корпуса УЛР вскипает, при этом формируется восходящее течение двухфазной пароводяной смеси 9 вдоль стенки 4 корпуса УЛР. Пар удаляется с поверхности раздела в герметичную оболочку, а вдоль внутренней поверхности шахты реактора 6 формируется нисходящее течение. Компенсации потерь охлаждающей жидкости из-за парообразования при теплоотводе от корпуса УЛР производится за счет притока жидкости из помещения фильтров через коридоры в стенке 6 шахты реактора, расположенные в примыкающей к дну 10 шахты реактора области.Cooling liquid 5, which is at saturation parameters, as a result of contact with the meridional ribs 7 and 8, as well as the outer wall of the ULR casing, boils, while an upward flow of a two-phase steam-water mixture 9 is formed along the wall 4 of the ULR casing. The vapor is removed from the interface into a sealed shell, and a downward flow is formed along the inner surface of the reactor shaft 6. Compensation of coolant losses due to vaporization during heat removal from the URR vessel is carried out due to the inflow of liquid from the filter room through the corridors in the wall 6 of the reactor shaft located in the area adjacent to the bottom 10 of the reactor shaft.

Так как прогрев меридиональных ребер 7 и 8, выполненных из металла с высокой теплопроводностью, происходит за незначительное время после поступления расплава в корпус УЛР, задолго до плавления стенки корпуса, то процесс теплопередачи от кориума к охлаждающей жидкости через меридиональные ребра начинается значительно раньше, причем его значения достаточно велики. Кроме того, в меридиональных ребрах из материала с высоким коэффициентом теплопроводности существует как радиальная, так и аксиальная теплопроводность. Это означает наличие дополнительных тепловых потоков с поверхности контакта меридиональных ребер к охлаждающей жидкости. Перечисленное приводит к значительному снижению времени кристаллизации кориума в УЛР, а также уменьшению всех отрицательных последствий существования кориума в виде расплава внутри корпуса УЛР.Since the heating of the meridional ribs 7 and 8, made of metal with high thermal conductivity, occurs in a short time after the melt enters the ULR body, long before the body wall melts, the process of heat transfer from the corium to the coolant through the meridional ribs begins much earlier, and it the values are large enough. In addition, in the meridional ribs made of material with a high thermal conductivity, there is both radial and axial thermal conductivity. This means the presence of additional heat fluxes from the contact surface of the meridional ribs to the coolant. The aforementioned leads to a significant reduction in the time of corium crystallization in the CCR, as well as a decrease in all the negative consequences of the existence of the corium in the form of a melt inside the CCR body.

Суммарное количество тепла, которое заложено в конструкции УЛР и должно быть отведено охлаждающей жидкостью состоит из: - тепла охлаждения кориума, многокомпонентной среды, до температуры плавления; - теплоты фазового перехода при кристаллизации расплава кориума; - отвода тепла, образующегося в экзотермических реакциях при существовании расплава кориума; - охлаждения корпуса УЛР с кориумом в кристаллическом виде; - остаточного тепловыделения в элементах активной зоны, попавших в корпус УЛР.The total amount of heat, which is incorporated in the design of the HRM and must be removed by the cooling liquid, consists of: - the heat of cooling the corium, a multicomponent medium, to the melting point; - heats of phase transition during crystallization of the corium melt; - removal of heat generated in exothermic reactions in the presence of a molten corium; - cooling of the case of the ULR with corium in crystalline form; - residual heat release in the core elements that got into the ULR casing.

В приведенном выше перечислении важным является отвод тепла, образующегося в экзотермических реакциях при существовании расплава кориума, т.к. радиоактивные вещества в газообразном виде образуются, в основном, при протекании указанных реакций, при этом в результате этих реакций образуется часть горючих газов и их соединений, которые затем попадают в герметичную оболочку.In the above listing, it is important to remove heat generated in exothermic reactions in the presence of a corium melt, since radioactive substances in gaseous form are formed mainly during the course of these reactions, while as a result of these reactions, a part of the combustible gases and their compounds are formed, which then fall into the sealed envelope.

В варианте применения способа, формируют восходящий поток двухфазной пароводяной смеси между цилиндрической стенкой 11 и внешней стенкой 4 корпуса УЛР в результате интенсивного теплоподвода с поверхности меридиональных ребер 7 и 8. Использование цилиндрической стенки 11 приводит к росту паросодержания в восходящем потоке двухфазной смеси. В данном случае, применение цилиндрической стенки 11 позволяет получить увеличение скорости охлаждающей жидкости 5, омывающей меридиональные ребра 7, за счет роста разности весовых столбов жидкости между корпусом УЛР и цилиндрической стенкой 11, с одной стороны, и между упомянутой стенкой 11 и внутренней стенкой шахты реактора 6 с другой стороны. Увеличение скорости потока при обтекании ребристых стенок приводит к росту теплоотдачи. Таким образом, применение цилиндрической стенки 11 способствует повышению теплопередачи от кориума 1 к охлаждающей жидкости 5 через меридиональные ребра 7 и 8, а также через стенку корпуса УЛР.In a variant of application of the method, an ascending flow of a two-phase steam-water mixture is formed between the cylindrical wall 11 and the outer wall 4 of the UHR casing as a result of intensive heat supply from the surface of the meridional ribs 7 and 8. Using the cylindrical wall 11 leads to an increase in the vapor content in the ascending flow of the two-phase mixture. In this case, the use of a cylindrical wall 11 makes it possible to obtain an increase in the speed of the coolant 5, washing the meridional ribs 7, due to the increase in the difference in the weight columns of the liquid between the UHR body and the cylindrical wall 11, on the one hand, and between the mentioned wall 11 and the inner wall of the reactor shaft 6 on the other hand. An increase in the flow velocity when flowing around the ribbed walls leads to an increase in heat transfer. Thus, the use of a cylindrical wall 11 contributes to an increase in heat transfer from the corium 1 to the coolant 5 through the meridional ribs 7 and 8, as well as through the wall of the ULR housing.

При существовании кориума в виде расплава образуются горючие и радиоактивные газы, а в расплаве кориума происходят экзотермические реакции. Снижение времени кристаллизации кориума позволяет уменьшить перечисленные процессы газообразования и период экзотермических реакций в кориуме.When corium exists in the form of a melt, flammable and radioactive gases are formed, and exothermic reactions occur in the corium melt. Reducing the time of crystallization of corium makes it possible to reduce the listed processes of gassing and the period of exothermic reactions in the corium.

Увеличение теплопередачи от кориума к охлаждающей жидкости способствует повышению надежности УЛР, а также создает предпосылки для пересмотра конструкции корпуса УЛР, снижения его массы, технологических решений с точки зрения повышения транспортабельности конструкции. Все перечисленное позволяет снизить материальные затраты на производство УЛР и его транспортировку.An increase in heat transfer from the corium to the coolant contributes to an increase in the reliability of the HRM, and also creates the preconditions for revising the construction of the HRD body, reducing its weight, and technological solutions in terms of increasing the transportability of the structure. All of the above allows to reduce material costs for the production of HRM and its transportation.

Увеличение теплопередачи от кориума к охлаждающей жидкости способствует повышению надежности УЛР, а также создает предпосылки для пересмотра конструкции исключительно многослойной стенки корпуса УЛР, технологических решений по снижению его массы, решений технологичности производства, возможность повышения транспортабельности конструкции. Все перечисленное позволяет снизить материальные затраты на производство УЛР и его транспортировку.An increase in heat transfer from the corium to the coolant contributes to an increase in the reliability of the HMD, and also creates the preconditions for revising the design of an exclusively multi-layer wall of the HMD body, technological solutions to reduce its weight, solutions for manufacturability, and the possibility of increasing the transportability of the structure. All of the above allows to reduce material costs for the production of HRM and its transportation.

Использование предложенного технического решения позволит создать способ уменьшения времени кристаллизации кориума за счет повышения значений теплопередачи от содержимого корпуса устройства локализации расплава к охлаждающей жидкости, создает возможности пересмотра конструкции корпуса с целью снижения себестоимости его изготовления.The use of the proposed technical solution will make it possible to create a method for reducing the crystallization time of corium by increasing the values of heat transfer from the contents of the housing of the melt localization device to the cooling liquid, creates the possibility of revising the housing design in order to reduce the cost of its manufacture.

Claims (4)

1. Способ уменьшения времени кристаллизации кориума, находящегося в корпусе устройства локализации расплава, содержащем стенку и днище, заключающийся в отводе тепла от кориума к омывающей жидкости через стенку корпуса, отличающийся тем, что в упомянутой стенке устанавливают меридиональные ребра, одним концом взаимодействующие, по крайней мере, с жидким кориумом, а другим концом - с омывающей охлаждающей жидкостью.1. A method for reducing the time of crystallization of a corium located in a body of a melt localization device containing a wall and a bottom, which consists in removing heat from the corium to the washing liquid through the wall of the body, characterized in that meridian ribs are installed in said wall, interacting at one end at at least with liquid corium, and the other end with washer coolant. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между меридиональными ребрами и внутренней стенкой шахты реактора, над дном шахты реактора устанавливают цилиндрическую стенку, высоту которой выполняют не более минимального проектного уровня омывающей охлаждающей жидкости, и обеспечивают при этом восходящее течение пароводяной смеси между корпусом устройства локализации расплава и цилиндрической стенкой, а между цилиндрической стенкой и внутренней стенкой шахты реактора - нисходящее течение жидкости.2. The method according to claim 1, characterized in that between the meridional ribs and the inner wall of the reactor shaft, a cylindrical wall is installed above the bottom of the reactor shaft, the height of which is not more than the minimum design level of the washing cooling liquid, and the ascending flow of the steam-water mixture between the body of the melt localization device and the cylindrical wall, and between the cylindrical wall and the inner wall of the reactor shaft - a downward flow of liquid. 3. Корпус устройства локализации расплава для реализации способа по п. 1, содержащий стенку и днище, отличающийся тем, что в упомянутой стенке установлены меридиональные ребра, одним концом взаимодействующие, по крайней мере, с жидким кориумом, а другим концом - с омывающей охлаждающей жидкостью, при этом высота меридиональных ребер в месте контакта с охлаждающей жидкостью составляет не менее половины их толщины.3. A housing of a melt localization device for implementing the method according to claim 1, comprising a wall and a bottom, characterized in that the said wall has meridional ribs, one end interacting at least with liquid corium, and the other end with a washing cooling liquid , while the height of the meridional ribs at the point of contact with the coolant is at least half of their thickness. 4. Корпус устройства локализации расплава по п. 3, отличающийся тем, что между меридиональными ребрами и внутренней стенкой шахты реактора установлена цилиндрическая стенка, высота которой не превосходит минимальный проектный уровень охлаждающей жидкости.4. The body of the melt localization device according to claim 3, characterized in that a cylindrical wall is installed between the meridional ribs and the inner wall of the reactor shaft, the height of which does not exceed the minimum design level of the coolant.
RU2020136108A 2020-11-03 2020-11-03 Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation RU2747576C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136108A RU2747576C9 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136108A RU2747576C9 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2747576C1 true RU2747576C1 (en) 2021-05-11
RU2747576C9 RU2747576C9 (en) 2021-08-17

Family

ID=75919690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020136108A RU2747576C9 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747576C9 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2106027C1 (en) * 1996-03-05 1998-02-27 Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных станций Всероссийского научно-исследовательского института по эксплуатации атомных станций Safety device built integral with reactor and used to decelerate and entrap liquid and solid materials of destructed core
RU2165107C2 (en) * 1999-06-02 2001-04-10 Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant
RU2514419C2 (en) * 2012-06-01 2014-04-27 Открытое акционерное общество "Восточно-Европейский головной научно-исследовательский и проектный институт энергетических технологий" (ОАО "Головной институт "ВНИПИЭТ" Device for localising and cooling nuclear reactor corium
RU2576517C1 (en) * 2014-12-16 2016-03-10 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" System for localisation and cooling of water-water nuclear reactor core region melt
WO2018217001A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Korea Atomic Energy Research Institute Cooling facility in a reactor vessel and electric power generation system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2106027C1 (en) * 1996-03-05 1998-02-27 Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных станций Всероссийского научно-исследовательского института по эксплуатации атомных станций Safety device built integral with reactor and used to decelerate and entrap liquid and solid materials of destructed core
RU2165107C2 (en) * 1999-06-02 2001-04-10 Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant
RU2514419C2 (en) * 2012-06-01 2014-04-27 Открытое акционерное общество "Восточно-Европейский головной научно-исследовательский и проектный институт энергетических технологий" (ОАО "Головной институт "ВНИПИЭТ" Device for localising and cooling nuclear reactor corium
RU2576517C1 (en) * 2014-12-16 2016-03-10 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" System for localisation and cooling of water-water nuclear reactor core region melt
WO2018217001A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Korea Atomic Energy Research Institute Cooling facility in a reactor vessel and electric power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2747576C9 (en) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2576517C1 (en) System for localisation and cooling of water-water nuclear reactor core region melt
KR102166205B1 (en) A practical molten salt fission reactor
RU2575878C1 (en) System of localisation and cooling of melt of active zone of pressurised water reactor
RU2608082C2 (en) Dual-fluid reactor
JP6195996B2 (en) Reactor system with lead-cooled fast reactor
CN106710645B (en) A kind of major loop EGR for nuclear power system
JP7050886B2 (en) Liquid metal cold reactor with fully passive residual force removal (DHR) system
KR20100072306A (en) Nuclear reactor with improved cooling in an accident situation
CN111508631B (en) External circulation type high-level radioactive waste liquid continuous evaporation concentration denitrator
RU2747576C1 (en) Method for reducing corium crystallization time and case of melt localization device for its implementation
BG112995A (en) Device for localization of corium of nuclear reactor of water-water type
RU2782957C1 (en) Device for localization of melt of core of pressurized water reactor
US4928497A (en) Cold trap for the purification of a liquid metal having separate trapping zones
JP7112295B2 (en) reactor equipment
RU2169953C2 (en) Nuclear-reactor core melt trap
RU100326U1 (en) DEVICE FOR THE WALL OF THE HEAT EXCHANGER HOUSING
RU2206929C1 (en) Nuclear reactor molten core catcher
US20240212872A1 (en) Liquid metal or molten salt(s) reactor incorporating a decay heat removal (dhr) system that removes heat through the primary reactor vessel, comprising a module of passively or actively triggered pivoting fins located in the guard gap
JPH07191171A (en) Small-sized atomic reactor using liquid nuclear fuel
RU2165652C2 (en) Shielding system for water-moderated reactor unit containment
JPS637289Y2 (en)
JP2006322816A (en) Reprocessing method for spent nuclear fuel
KR20240142005A (en) Small modular nuclear reactor having heat pipe type double container
WO2022197206A1 (en) Nuclear reactor with a heavy liquid metal coolant
JPS63270523A (en) Wet tray column type nox absorption tower

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 14-2021 FOR INID CODE(S) (72)

TH4A Reissue of patent specification