RU2761441C1 - Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system - Google Patents

Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system Download PDF

Info

Publication number
RU2761441C1
RU2761441C1 RU2020143963A RU2020143963A RU2761441C1 RU 2761441 C1 RU2761441 C1 RU 2761441C1 RU 2020143963 A RU2020143963 A RU 2020143963A RU 2020143963 A RU2020143963 A RU 2020143963A RU 2761441 C1 RU2761441 C1 RU 2761441C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coolant
tank
pit
sump tank
sump
Prior art date
Application number
RU2020143963A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Иванович Курчевский
Игорь Александрович Кудрявцев
Кирилл Юрьевич Коробейников
Original Assignee
Акционерное Общество "Атомэнергопроект"
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 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" filed Critical Акционерное Общество "Атомэнергопроект"
Priority to RU2020143963A priority Critical patent/RU2761441C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761441C1 publication Critical patent/RU2761441C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02Settling tanks with single outlets for the separated liquid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear energy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of nuclear energy, namely, to ensuring the safety of the operation of a nuclear power plant (NPP) in an accident due to the uninterrupted supply of coolant inside the protective shell of the NPP. The coolant flow filtration system of the tank-pit of the emergency core cooling system contains a tank-pit equipped with vertical separation barriers, round holes for coolant supply are made in the lid of the tank-pit. Guiding devices are vertically located under them, the inlet of which is located under the hole in the lid of the tank-pit, and the outlet is at the floor level of the tank-pit. Holes are made in the bottom of the tank-pit to drain the purified coolant. Separation barriers are located in the tank-pit room in such a way that they form the maximum path of the coolant from the guide devices to the holes for the discharge of the purified coolant. The separation barriers are made in the form of filter screens, made with the possibility of entrapping large pieces of debris.
EFFECT: coolant flow filtration system of the tank-pit of the core cooling system makes it possible to increase the safety of nuclear power plants in emergency conditions and can be used at nuclear power plants of various types.
3 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к обеспечению безопасности работы атомной электростанции (АЭС) при аварии за счет бесперебойной подачи охлаждающей жидкости внутрь защитной оболочки АЭС.The invention relates to the field of nuclear energy, namely to ensure the safety of a nuclear power plant (NPP) in an accident due to the uninterrupted supply of coolant inside the containment shell of the nuclear power plant.

Предшествующий уровень техникиPrior art

В вопросе обеспечения безопасности АЭС в аварийных режимах важную роль играют системы аварийно-планового расхолаживания активной зоны и отвода остаточных энерговыделений. Эти системы приспособлены как для планового расхолаживания ядерной энергетической установки при перегрузе топлива, так и для аварийного расхолаживания в случае утечки теплоносителя при серьезной аварии путем подачи в активную зону реактора резервного теплоносителя. В состав таких систем входят насосы подачи, раствора борной кислоты (РБК), подающие его через трубопроводы в активную зону, баки-приямки борированной воды, системы аварийного ввода бора, спринклерная система и теплообменники аварийно-планового расхолаживания. Одним из ключевых узлов являются баки-приямки, которые специально располагают внутри защитной оболочки реактора таким образом, чтобы в случае серьезной аварии вся жидкость, поступающая в контейнмент вследствие утечек (вода из разрывов контуров, вода из спринклерной системы, сконденсировавшийся пар и т.п.) собиралась в баках-приямках, расположенных внизу защитной оболочки, и отбор воды на насосы системы аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ) и спринклерной системы осуществлялся непосредственно из них. Другим положительным эффектом от размещения баков-приямков под защитной оболочкой является возможность организации подачи воды в устройство локализации расплава в течение, как минимум, 72 часов без внешних источников энергоснабжения. В режиме нормальной эксплуатации баки-приямки содержат запас раствора борной кислоты, который в случае аварии с потерей теплоносителя подается системами аварийного впрыска в активную зону реактора, после израсходования этого запаса критически важной становится обеспечение возможности очистки жидкости, поступившей в баки-приямки, от осколков разрушенных при аварии систем (так называемого дебриса) для последующей подачи ее в активную зону для охлаждения.In the issue of ensuring the safety of nuclear power plants in emergency modes, an important role is played by the systems for emergency-planned cooling of the core and the removal of residual energy release. These systems are adapted both for the planned cooling down of a nuclear power plant during refueling and for emergency cooling in the event of a coolant leak in a serious accident by supplying a backup coolant to the reactor core. Such systems include feed pumps for boric acid solution (RBK), supplying it through pipelines to the core, borated water sump tanks, emergency boron injection systems, a sprinkler system, and emergency cooling heat exchangers. One of the key components are sump tanks, which are specially located inside the containment shell of the reactor in such a way that, in the event of a serious accident, all the liquid entering the containment due to leaks (water from circuit breaks, water from a sprinkler system, condensed steam, etc.) ) was collected in sump tanks located at the bottom of the containment, and water was withdrawn to the pumps of the emergency core cooling system (ECCS) and the sprinkler system directly from them. Another positive effect of the placement of sump tanks under the containment is the possibility of organizing the supply of water to the melt localization device for at least 72 hours without external sources of power supply. During normal operation, the sump tanks contain a stock of boric acid solution, which, in the event of an accident with a loss of coolant, is supplied by the emergency injection systems to the reactor core; after this stock is used up, it becomes critical to ensure the possibility of cleaning the liquid entering the sump tanks from fragments of destroyed in the event of a system failure (the so-called debris) for its subsequent supply to the core for cooling.

В этих условиях важное значение для безопасности АЭС в аварийных режимах приобретает способность фильтрующих элементов баков-приямков задерживать дебрис и прочие посторонние примеси таким образом, чтобы не уменьшать поток теплоносителя, подаваемый насосами из баков-приямков в активную зону. При этом начальный поток теплоносителя при разрыве трубопроводов большого диаметра может быть очень большим и нести большое количество дебриса, что может привести к быстрому засорению фильтрующих элементов. Для решения этой задачи требуется разработать фильтрующую систему рециркуляции потока теплоносителя, обеспечивающую фильтрацию большого потока теплоносителя в пассивном режиме.Under these conditions, the ability of the filter elements of the sump tanks to retain debris and other impurities in such a way as not to reduce the flow of the coolant supplied by pumps from the sump tanks to the core is of great importance for the safety of nuclear power plants in emergency modes. In this case, the initial flow of the coolant in the event of a rupture of large-diameter pipelines can be very large and carry a large amount of debris, which can lead to rapid clogging of the filter elements. To solve this problem, it is required to develop a filtering system for recirculating the coolant flow, which provides filtration of a large coolant flow in a passive mode.

Для решения подобно задачи применялось несколько различных технических решений.To solve a similar problem, several different technical solutions were used.

Известен способ очистки жидкости от загрязнений путем пропускания потока жидкости через слои фильтрующего коалесцентного материала, сформированного в блочно-модульный коалесцентный фильтр (патент РФ на изобретение № 2541544, опубл. 20.02.2015), в котором блочно-модульным коалесцентным фильтром разделяют поток на две разного объема зоны сепарации, первую зону грубой очистки и вторую зону финишной очистки; в первой, большей зоне первичной сепарации снижают скорость движения потока жидкости за счет расширения потока и направляют его для дальнейшего гашения энергии в коллекторы переменного сечения со щелевыми зазорами разного сечения, оснащенными внутренними дефлекторами разного размера и радиуса гиба, после чего поток разделяется за счет гравитации на фазы, которые отводят из зоны первичной сепарации; грубо очищенную жидкость с остатками нефтепродукта направляют через блочно-модульный коалесцентный фильтр в зону вторичной сепарации финишной очистки, где поток тоже разделяется за счет гравитации на фазы, которые отводят из зоны вторичной сепарации; при увеличении перепада давления на блочно-модульном коалесцентном фильтре поток жидкости автоматически отводят в зону вторичной сепарации в обход фильтра, через защитные устройства.A known method of purifying a liquid from impurities by passing a liquid flow through layers of filtering coalescent material formed into a block-modular coalescent filter (RF patent for invention No. 2541544, publ. 20.02.2015), in which a block-modular coalescent filter divides the flow into two different the volume of the separation zone, the first coarse cleaning zone and the second finishing zone; in the first, larger zone of primary separation, the speed of the liquid flow is reduced due to the expansion of the flow and it is directed for further extinguishing of energy into collectors of variable cross-section with slotted gaps of different sections, equipped with internal deflectors of different sizes and bending radii, after which the flow is divided by gravity into phases that are withdrawn from the primary separation zone; coarsely purified liquid with oil product residues is directed through a block-modular coalescent filter to the secondary separation zone of final treatment, where the flow is also separated by gravity into phases that are taken from the secondary separation zone; with an increase in the pressure drop across the block-modular coalescent filter, the liquid flow is automatically diverted to the secondary separation zone bypassing the filter through protective devices.

Недостатком такого способа является невозможность фильтрации большого потока теплоносителя в аварийном режиме.The disadvantage of this method is the impossibility of filtering a large flow of coolant in emergency mode.

Также известен способ очистки технологической жидкости от загрязняющих механических примесей и плавающей жидкой среды (патент РФ на изобретение № 2626833, опубл. 02.08.2017), в котором очищаемую технологическую жидкость направляют в проточный отстойник, очистка технологической жидкости от механических примесей и плавучей жидкой среды производится путем гравитационного осаждения механических примесей и всплытия плавающей жидкой среды из тонкого плоского слоя, образованного движущейся смесью очищаемой технологической жидкости и части очищенной технологической жидкости, при этом оба компонента смеси предварительно подают в смеситель (гомогенизатор), в котором струи очищаемой и части чистой технологической жидкости направлены навстречу друг другу с равным поперечным сечением в месте столкновения струй, а затем полученную смесь подают в проточный отстойник через горизонтальный щелевой диффузор шириной, равной внутренней ширине отстойника, и с высотой, обеспечивающей ламинарный режим течения тонкого плоского слоя.There is also known a method for purifying a process fluid from contaminating mechanical impurities and a floating liquid medium (RF patent for invention No. 2626833, publ. 02.08.2017), in which the process fluid to be purified is sent to a flow sump, the process fluid is purified from mechanical impurities and a floating liquid medium by gravitational sedimentation of mechanical impurities and the ascent of a floating liquid medium from a thin flat layer formed by a moving mixture of the process liquid to be purified and a part of the purified process liquid, while both components of the mixture are preliminarily fed into the mixer (homogenizer), in which the jets of the purified and part of the pure process liquid are directed towards each other with an equal cross-section at the point of collision of the jets, and then the resulting mixture is fed into a flow-through settler through a horizontal slotted diffuser with a width equal to the inner width of the settler and with a height that ensures a laminar flow regime thin flat layer.

Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для получения очищенной воды (патент РФ на полезную модель № 157474, опубл. 10.12.2015), содержащее корпус, разделенный по крайней мере одной вертикальной перегородкой на камеры, сообщающиеся между собой через перепускные отверстия в перегородках, из которых, по крайней мере, одна камера является рабочей, а другая - осадкоуплотнителем, причем рабочая камера оборудована расположенной в нижней ее части эжекционной системой, а в верхней части камер над перепускными отверстиями установлены погружные мембраны, связанные с трубопроводом отвода очищенной воды.Closest to the claimed invention is a device for producing purified water (RF patent for utility model No. 157474, publ. of which at least one chamber is a working chamber, and the other is a sludge compactor, and the working chamber is equipped with an ejection system located in its lower part, and submersible membranes are installed in the upper part of the chambers above the bypass openings connected to the purified water drainage pipeline.

Недостатком такого технического решения, как и перечисленных выше, является невозможность фильтрации большого потока теплоносителя в аварийном режиме.The disadvantage of this technical solution, as well as those listed above, is the impossibility of filtering a large flow of coolant in an emergency mode.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является разработка системы фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ), обеспечивающей фильтрацию большого потока теплоносителя в пассивном режиме.The objective of the present invention is to develop a system for filtering the coolant flow of the sump tank of the emergency core cooling system (ECCS), which provides filtration of a large coolant flow in a passive mode.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение безопасности АЭС в аварийных режимах за счет повышения эффективности фильтрации большого потока теплоносителя в пассивном режиме.The technical result of the present invention is to improve the safety of nuclear power plants in emergency modes by increasing the filtration efficiency of a large flow of coolant in a passive mode.

Технический результат достигается тем, что в известной системе фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны, содержащей бак-приямок, снабженный вертикальными разделительными барьерами, в крышке бака-приямка выполнены круглые отверстия для подачи теплоносителя, под ними вертикально расположены направляющие устройства, входное отверстие которых расположено под отверстием в крышке бака-приямка, а выходное отверстие - на уровне пола, в днище бака-приямка выполнены отверстия для отвода очищенного теплоносителя, разделительные барьеры расположены в помещении бака-приямка таким образом, что формируют максимальный путь теплоносителя от направляющих устройств до отверстий для отвода очищенного теплоносителя.The technical result is achieved by the fact that in the well-known system for filtering the coolant flow of the sump tank of the emergency core cooling system containing the sump tank equipped with vertical dividing barriers, round holes are made in the sump tank cover for supplying the coolant, guiding devices are vertically located under them, the inlet of which is located under the hole in the cover of the sump tank, and the outlet is at the floor level, holes are made in the bottom of the sump to drain the purified coolant, the separating barriers are located in the room of the sump in such a way that they form the maximum path of the coolant from the guides devices to the holes for the outlet of the purified heat carrier.

Технический результат также достигается тем, что разделительные барьеры выполнены в виде фильтрующих решеток, выполненных с возможностью задержки крупных кусков дебриса.The technical result is also achieved by the fact that the separating barriers are made in the form of filter grids, made with the possibility of retaining large pieces of debris.

Технический результат также достигается тем, что направляющие устройства формируют канал выхода теплоносителя, при этом некоторые участки разделительных барьеров выполнены непроницаемыми для теплоносителя.The technical result is also achieved by the fact that the guiding devices form a channel for the coolant outlet, while some sections of the separation barriers are made impermeable to the coolant.

Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Figures of the Drawings

На фиг. 1 приведен общий вид фильтрующей системы рециркуляции теплоносителя АЭС.FIG. 1 shows a general view of the NPP coolant recirculation filtering system.

На фиг. 2 представлены результаты предварительного гидравлического расчета течения в одной из секций корпуса системы.FIG. 2 shows the results of a preliminary hydraulic calculation of the flow in one of the sections of the system body.

Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы САОЗ состоит из бака-приямка 1, с вертикальными разделительными барьерами 2, в крышке бака выполнены круглые отверстия для подачи теплоносителя, под ними вертикально расположены направляющие устройства 3, входное отверстие которых расположено под отверстием в крышке бака-приямка 1, а выходное отверстие - на уровне пола бака-приямка 1, в днище бака-приямка 1 выполнены отверстия для отвода очищенного теплоносителя, разделительные барьеры 2 расположены в помещении бака-приямка 1 таким образом, что формируют максимальный путь теплоносителя от направляющих устройств 3 до отверстий для отвода очищенного теплоносителя.The filtration system for the coolant flow of the ECCS system sump consists of a sump tank 1, with vertical dividing barriers 2, round holes are made in the tank lid for supplying the coolant, guiding devices 3 are vertically located under them, the inlet of which is located under the hole in the tank cover - sump 1, and the outlet is at the level of the floor of the sump tank 1, holes are made in the bottom of the sump tank 1 to drain the purified heat carrier, dividing barriers 2 are located in the room of the sump tank 1 in such a way that they form the maximum path of the heat carrier from the guiding devices 3 to the holes for the outlet of the purified heat carrier.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы САОЗ работает следующим образом. При возникновении тяжелой аварии с разрывом трубопроводов большой поток теплоносителя с большим содержанием дебриса попадает на крышку бака-приямка 1, откуда через входные отверстия направляющих устройств 3 попадает внутрь бака-приямка 1 и через выходные отверстия направляющих устройств 3, расположенные на уровне пола бака-приямка 1 попадает на пол бака-приямка 1. Поскольку разделительные барьеры 2 расположены в помещении бака-приямка 1 таким образом, что формируют максимальный путь теплоносителя от отверстий в крышке бака-приямка 1 до отверстий 4 для отвода очищенного теплоносителя, поток теплоносителя на пути к отверстиям 4 успевает разнести дебрис по большой площади пола бака-приямка 1, что исключает засорение отверстий 4 для отвода очищенного теплоносителя дебрисом, обеспечивая тем самым сбор очищенного теплоносителя для последующей использования при охлаждении защитной оболочки. Отверстия 4 для отвода очищенного теплоносителя дополнительно могут быть снабжены фильтрами, обеспечивающими фильтрацию потока теплоносителя, однако важная роль настоящего изобретения заключается в том, что основная часть дебриса, в том числе наиболее крупные его куски, остаются на полу бака-приямка 1 и не засоряют фильтры, размещенные в отверстиях 4 для отвода очищенного теплоносителя.The filtration system of the coolant flow of the tank-sump of the ECCS system works as follows. In the event of a severe accident with a rupture of pipelines, a large flow of coolant with a high content of debris enters the lid of the sump tank 1, from where it enters the sump tank 1 through the inlet holes of the guiding devices 3 and through the outlets of the guiding devices 3 located at the floor level of the sump tank 1 falls on the floor of the tank-sump 1. Since the separation barriers 2 are located in the room of the tank-sump 1 in such a way that they form the maximum path of the coolant from the holes in the lid of the tank-sump 1 to the holes 4 for removing the purified coolant, the flow of the coolant on the way to the holes 4 manages to spread debris over a large area of the floor of the tank-sump 1, which eliminates clogging of the holes 4 for removing the cleaned coolant with debris, thereby collecting the cleaned coolant for subsequent use when cooling the containment shell. Holes 4 for draining the cleaned heat carrier can be additionally equipped with filters that provide filtration of the heat carrier flow, however, the important role of the present invention is that the bulk of the debris, including its largest pieces, remain on the floor of the sump tank 1 and do not clog the filters placed in the holes 4 for the removal of the purified heat carrier.

Разделительные барьеры 2 в предпочтительном варианте изобретения выполнены в виде фильтрующих решеток, выполненных с возможностью задержки крупных кусков дебриса. Это позволяет уменьшить количество дебриса, остающегося на полу бака-приямка 1 посередине между разделительными барьерами 2 и тем самым дополнительно защитить фильтры в отверстиях 4 для отвода очищенного теплоносителя от дебриса. Кроме того, отдельные участки разделительных барьеров 2 могут быть выполнены непроницаемыми для теплоносителя с целью организации зон скопления дебриса, что также позволяет дополнительно защитить от дебриса отверстия 4 для отвода очищенного теплоносителя. Такие участки могут быть выбраны на основе численного моделирования потоков теплоносителя в зависимости от конфигурации направляющих устройств 3 и разделительных барьеров 2. Очищенный теплоноситель, таким образом, поступает в «чистую» зону бака-приямка 1 и кратчайшим путем подается к отверстиям 4 для отвода очищенного теплоносителя. Теплоноситель же с увеличенной концентрацией мусора направляется в периферийные зоны с организацией зон осаждения дебриса. В конечном итоге теплоноситель из периферийных зон также поступает к фильтрам отверстий 4 для отвода очищенного теплоносителя, однако при этом количество дошедшего до них дебриса существенно снижается.The dividing barriers 2 in a preferred embodiment of the invention are made in the form of filter grids made with the possibility of retaining large pieces of debris. This makes it possible to reduce the amount of debris remaining on the floor of the sump tank 1 in the middle between the separation barriers 2 and thereby additionally protect the filters in the openings 4 for removing the cleaned heat carrier from debris. In addition, individual sections of the dividing barriers 2 can be made impermeable to the coolant in order to organize debris accumulation zones, which also makes it possible to additionally protect the holes 4 from debris for removing the cleaned coolant. Such areas can be selected on the basis of numerical modeling of the coolant flows, depending on the configuration of the guiding devices 3 and separation barriers 2. The purified coolant, thus, enters the “clean” zone of the sump tank 1 and is supplied by the shortest route to openings 4 for removing the purified coolant ... The coolant with an increased concentration of debris is directed to the peripheral zones with the organization of debris sedimentation zones. Ultimately, the coolant from the peripheral zones also enters the filters of the openings 4 for removing the cleaned coolant, however, the amount of debris that has reached them is significantly reduced.

Таким образом, разделительные барьеры 2 разделяют «чистую» и «грязную» зоны бака-приямка 1 и обеспечивает предварительное разделение потока на «чистый» и «грязный».Thus, dividing barriers 2 separate the "clean" and "dirty" zones of the sump tank 1 and provide preliminary separation of the flow into "clean" and "dirty".

Разделительные барьеры 2 могут быть выполнены в виде самоочищающегося фильтра, выполненного из щелевой решетки. Очистка такого фильтра производится направленной струей воды, поступающей из направляющих устройств 3.Separating barriers 2 can be made in the form of a self-cleaning filter made of a slotted grid. Cleaning of such a filter is carried out with a directed stream of water coming from the guiding devices 3.

Направляющие устройства 3 могут быть выполнены в форме цилиндра с непроницаемыми боковыми стенками либо стенками, выполненными из фильтрующих решеток.The guiding devices 3 can be made in the form of a cylinder with impermeable side walls or walls made of filter gratings.

Кроме того, в предпочтительном варианте настоящего изобретения направляющие устройства 3 могут быть попарно соединены разделительными барьерами 2, при этом разделительные барьеры 2 формируют канал выхода теплоносителя из направляющего устройства 3, а соседние с каждым направляющим устройством 3 участки разделительных барьеров 2 выполнены непроницаемыми для теплоносителя. Такое решение позволяет, с одной стороны обеспечить длительный путь теплоносителя к отверстиям 4 отвода очищенного теплоносителя, а с другой стороны - формирование на выходе из направляющего устройства 3 канала теплоносителя таким образом (фиг. 1), чтобы обеспечить закручивание теплоносителя в направляющих устройствах 3 вокруг оси направляющего устройства 3, что обеспечивает максимальную скорость потока теплоносителя на выходе из направляющего устройства 3, что, в свою очередь, позволяет обеспечить отвод этим потоком дебриса на максимальное расстояние от направляющих устройств 3 для того, чтобы дебрис не блокировал выходные отверстия направляющих устройств 3.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the guiding devices 3 can be connected in pairs by dividing barriers 2, while the dividing barriers 2 form a channel for the coolant out of the guiding device 3, and the sections of the dividing barriers 2 adjacent to each guiding device 3 are made impermeable to the heat carrier. This solution allows, on the one hand, to provide a long path of the coolant to the holes 4 of the purified coolant outlet, and on the other hand, the formation of a coolant channel at the outlet from the guide device 3 in such a way (Fig. 1) to ensure that the coolant is twisted in the guide devices 3 around the axis guiding device 3, which ensures the maximum flow rate of the coolant at the outlet of the guiding device 3, which, in turn, allows this flow to remove debris to the maximum distance from the guiding devices 3 so that the debris does not block the outlet openings of the guiding devices 3.

Эффективность разделительных барьеров 2 определяется отношением количества воды, поступающей из «грязной» зоны в чистую, к количеству воды, поступившей в бак-приямок.The effectiveness of the separation barriers 2 is determined by the ratio of the amount of water coming from the "dirty" zone to the clean one, to the amount of water entering the sump tank.

В качестве примера конкретной реализации настоящего изобретения может быть рассмотрена авария, например, с потерей теплоносителя в боксе парогенераторов.As an example of a specific implementation of the present invention, an accident can be considered, for example, with a loss of coolant in a steam generator box.

Разрыв трубопровода большого диаметра приводит к залповому выбросу теплоносителя из первого контура АЭС.A rupture of a large-diameter pipeline leads to a salvo discharge of the coolant from the primary circuit of the nuclear power plant.

Вода поступает из бокса парогенераторов через зазор между перекрытием и защитной оболочкой на крышку бака-приямка 1.Water flows from the steam generator box through the gap between the overlap and the protective shell to the cover of the sump tank 1.

Максимальный расход воды в этом случае имеет место в течение не более 1 мин. После аварии расход снижается и стабилизируется примерно на уровне расхода систем безопасности (пассивная и активная часть САОЗ, спринклерная система).In this case, the maximum water consumption takes place for no more than 1 min. After an accident, the flow rate decreases and stabilizes approximately at the level of the safety systems flow rate (passive and active parts of the ECCS, sprinkler system).

При этом вода через направляющие устройства 3 диаметром до 2 м начинает поступать в бак-приямок 1. Общий объем воды при этом может составить до 240 м3.In this case, water through the guiding devices 3 with a diameter of up to 2 m begins to flow into the sump tank 1. The total volume of water in this case can be up to 240 m 3 .

Затем уровень воды в «чистой» и «грязной» зоне бака-приямка 1 выравнивается за счет перетекания чистой воды через разделительные барьеры 2 и загрязненной воды через направляющие устройства 3 без фильтрующих барьеров. При этом при поступлении первой порции воды в бак-приямок 1 дебрис с высокой степенью вероятности не попадет в «чистую» зону.Then the water level in the "clean" and "dirty" area of the sump tank 1 is leveled due to the flow of clean water through the separation barriers 2 and contaminated water through the guiding devices 3 without filter barriers. At the same time, when the first portion of water enters the tank-sump 1, the debris with a high degree of probability will not fall into the "clean" zone.

После начала работы системы САОЗ и спринклерной системы устанавливается циркуляция с максимальным расходом в каждом баке-приямке 1 0,81 м3After the start of the ECCS system and the sprinkler system, circulation is established with a maximum flow rate in each sump tank 1 0.81 m 3 / s

Результаты предварительного гидравлического расчета течения в одной секции бака-приямка, соответствующей нижней части фиг. 1, при подобном развитии ситуации представлены на фиг. 2. Представлены эпюры скоростей на различных уровнях (0,5; 1,0; 1,5 и 1,95 м от уровня пола) в баке-приямке при суммарном расходе теплоносителя 2000 кг/с (что характерно для начальной стадии аварии с потерей теплоносителя; максимальный расход при работе систем САОЗ составляет около 800 кг/с). В указанном расчете загрязнение сеток разделительных барьеров 2 не учитывалось, однако оценочные расчеты с частично загрязненными поверхностями показали похожую картину течения. Предварительный расчет показывает общее движение теплоносителя (показано на фиг. 2 стрелками) по максимальному пути от направляющих элементов 3 до отверстий 4 для отвода теплоносителя.The results of a preliminary hydraulic calculation of the flow in one section of the sump tank corresponding to the lower part of FIG. 1, with a similar development of the situation are presented in FIG. 2. The diagrams of velocities at different levels (0.5; 1.0; 1.5 and 1.95 m from the floor level) in the sump tank with a total coolant flow rate of 2000 kg / s (which is typical for the initial stage of an accident with a loss of coolant; the maximum flow rate during the operation of ECCS systems is about 800 kg / s). In the above calculation, the contamination of the mesh of the separation barriers 2 was not taken into account, however, the estimated calculations with partially contaminated surfaces showed a similar flow pattern. A preliminary calculation shows the general movement of the coolant (shown in Fig. 2 by arrows) along the maximum path from the guiding elements 3 to the holes 4 for removing the coolant.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы САОЗ позволяет повысить безопасность АЭС в аварийных режимах и может быть применена на атомных электростанциях различных типов.The system for filtering the coolant flow of the ECCS system sump allows increasing the safety of nuclear power plants in emergency modes and can be used at nuclear power plants of various types.

Claims (3)

1. Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны, содержащая бак-приямок, снабженный вертикальными разделительными барьерами, отличающаяся тем, что в крышке бака-приямка выполнены круглые отверстия для подачи теплоносителя, под ними вертикально расположены направляющие устройства, входное отверстие которых расположено под отверстием в крышке бака-приямка, а выходное отверстие - на уровне пола бака-приямка, в днище бака-приямка выполнены отверстия для отвода очищенного теплоносителя, разделительные барьеры расположены в помещении бака-приямка таким образом, что формируют максимальный путь теплоносителя от направляющих устройств до отверстий для отвода очищенного теплоносителя.1. A filtration system for the coolant flow of the sump tank of the emergency core cooling system, containing a sump tank equipped with vertical dividing barriers, characterized in that round holes for coolant supply are made in the sump tank cover, guiding devices are vertically located under them, an inlet which is located under the hole in the lid of the sump tank, and the outlet is at the level of the floor of the sump tank, holes are made in the bottom of the sump tank for draining the purified coolant, dividing barriers are located in the tank-sump room in such a way that they form the maximum path of the coolant from guiding devices to the holes for the outlet of the purified heat carrier. 2. Система фильтрации по п. 1, отличающаяся тем, что разделительные барьеры выполнены в виде фильтрующих решеток, выполненных с возможностью задержки крупных кусков дебриса.2. The filtration system according to claim 1, characterized in that the separating barriers are made in the form of filter grids made with the possibility of retaining large pieces of debris. 3. Система фильтрации по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие устройства формируют канал выхода теплоносителя, при этом некоторые участки разделительных барьеров выполнены непроницаемыми для теплоносителя.3. The filtration system according to claim 1, characterized in that the guiding devices form a channel for the coolant outlet, while some sections of the separation barriers are made impermeable to the coolant.
RU2020143963A 2020-12-30 2020-12-30 Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system RU2761441C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143963A RU2761441C1 (en) 2020-12-30 2020-12-30 Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143963A RU2761441C1 (en) 2020-12-30 2020-12-30 Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761441C1 true RU2761441C1 (en) 2021-12-08

Family

ID=79174557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020143963A RU2761441C1 (en) 2020-12-30 2020-12-30 Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761441C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795981C1 (en) * 2022-09-30 2023-05-16 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Nuclear reactor core

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5108592A (en) * 1990-04-09 1992-04-28 Perfection Sprinkler Co. Rotary self-cleaning strainer simultaneously cleaned and rotated by nozzle structure
JP2581833B2 (en) * 1989-09-11 1997-02-12 株式会社日立製作所 Plant operation status monitoring system
WO2010134822A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Aker Process Systems As Method and apparatus for breaking a stable emulsion
RU2541544C1 (en) * 2013-12-26 2015-02-20 Закрытое акционерное общество "Теплосервис" Method of purifying liquid
RU2626833C1 (en) * 2016-06-28 2017-08-02 Александр Сергеевич Кондратьев Method for process fluid purification from mechanical impurities and floating liquid medium
RU2687434C1 (en) * 2017-12-29 2019-05-13 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" Active filter of tank-pit of nuclear power plant
RU2696819C1 (en) * 2017-06-30 2019-08-06 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" Chemical control system of power plant
RU2720116C1 (en) * 2019-12-30 2020-04-24 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" Self-cleaning fluid cleaning system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2581833B2 (en) * 1989-09-11 1997-02-12 株式会社日立製作所 Plant operation status monitoring system
US5108592A (en) * 1990-04-09 1992-04-28 Perfection Sprinkler Co. Rotary self-cleaning strainer simultaneously cleaned and rotated by nozzle structure
WO2010134822A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Aker Process Systems As Method and apparatus for breaking a stable emulsion
RU2541544C1 (en) * 2013-12-26 2015-02-20 Закрытое акционерное общество "Теплосервис" Method of purifying liquid
RU2626833C1 (en) * 2016-06-28 2017-08-02 Александр Сергеевич Кондратьев Method for process fluid purification from mechanical impurities and floating liquid medium
RU2696819C1 (en) * 2017-06-30 2019-08-06 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" Chemical control system of power plant
RU2687434C1 (en) * 2017-12-29 2019-05-13 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" Active filter of tank-pit of nuclear power plant
RU2720116C1 (en) * 2019-12-30 2020-04-24 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Энергетических Технологий "Атомпроект" Self-cleaning fluid cleaning system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795981C1 (en) * 2022-09-30 2023-05-16 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" Nuclear reactor core
RU219299U1 (en) * 2023-05-15 2023-07-11 Акционерное Общество "Атомэнергопроект" SUCTION TANK OF EMERGENCY COOLING SYSTEM OF NPP

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2609597B1 (en) Method for depressurizing a nuclear power plant, depressurization system for a nuclear power plant, and associated nuclear power plant
RU2687434C1 (en) Active filter of tank-pit of nuclear power plant
KR20150136119A (en) Venting system for the containment structure of a nuclear installation
JPH01159016A (en) Apparatus for filtering and removing heat and granular substance from compressed gas and use thereof
EP3336853B1 (en) Apparatus for filtering radioactive materials
RU2761441C1 (en) Coolant flow filtration system of the sump tank of the emergency core cooling system
CN201713406U (en) Oily wastewater treatment system for hydropower station
CN206881242U (en) High efficiency oil-water separate tank
JP6777758B2 (en) VVER emergency cooling system sewage tank protection device and its filter module
JP2007007757A (en) Underwater suspended matter collection method and device therefor
RU2720116C1 (en) Self-cleaning fluid cleaning system
RU144327U1 (en) HEADER OIL SEPARATOR
CN218115136U (en) Buffer tank for treating oily sewage and oily sewage separation system
CN111033121B (en) Double-loop nuclear reactor steam generating device with purging and draining system
RU2808006C1 (en) Pipe protection device
JPH1028847A (en) Composite type filtering and desalting apparatus
RU2778712C1 (en) Tank for garbage filtration and collection
EA043953B1 (en) SELF-CLEANING FLUID CLEANING SYSTEM
WO2023128811A1 (en) Tank for filtering and collecting debris
RU2541544C1 (en) Method of purifying liquid
CN110002624A (en) A kind of dehydrogenating propane waste water treatment system and method
CN219209509U (en) Exhaust gas treatment device
CN221940283U (en) Liquid purifying treatment system for machine tool
JPS6059481B2 (en) Filtration equipment for water supply systems in thermal and nuclear power plants
RU211181U1 (en) PIPE PROTECTION DEVICE