RU2789847C1 - System of long-term heat removal from the protective shell - Google Patents
System of long-term heat removal from the protective shell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789847C1 RU2789847C1 RU2022105729A RU2022105729A RU2789847C1 RU 2789847 C1 RU2789847 C1 RU 2789847C1 RU 2022105729 A RU2022105729 A RU 2022105729A RU 2022105729 A RU2022105729 A RU 2022105729A RU 2789847 C1 RU2789847 C1 RU 2789847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- cold
- hot
- coolant
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится настоящее изобретениеThe field of technology to which the present invention relates
[001] Настоящее изобретение относится к системе длительного отвода тепла из защитной оболочки.[001] The present invention relates to a long term containment heat removal system.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBackground of the Invention
[002] Усилия по повышению безопасности атомных электрических станций и опыт прошлых ядерных аварий направлены на функционирование сложной топологии отказов и неисправностей, которые заданы в качестве предсказуемых и стандартизированных. В настоящее время для решения подобных происшествий небольшого масштаба предусмотрены системы, которые реализованы в технологических устройствах электрических станций в начале подготовки проекта атомной электрической станции.[002] Efforts to improve the safety of nuclear power plants and the experience of past nuclear accidents are directed to the operation of a complex topology of failures and malfunctions that are set as predictable and standardized. At present, to deal with such incidents of a small scale, systems are provided that are implemented in the technological devices of power plants at the beginning of the preparation of a nuclear power plant project.
[003] Актуальные нормативные документы требуют от разработчика атомной электрической станции реализации таких средств, которые способны предупредить серьезные аварии на атомной электрической станции или снизить их последствия, выполнение чего посредством стандартных аварийных инструментов является более трудным. На случай серьезных происшествий был определен комплекс средств. Одним таким средством является создание новой функционально и энергетически автономной системы для длительного отвода тепла из защитной оболочки. Техническая необходимость такой системы обусловлена тем, что защитная оболочка реактора, поврежденного в результате серьезной аварии, должна охлаждаться поступающей снаружи водой, которая поступает в шахту реактора из бассейна, образованного на полу защитной оболочки. Нагретая вода испаряется и проходит в форме пара в защитную оболочку, в результате чего повышается давление внутри оболочки и ее конструкция нагревается. Если такая ситуация не будет решена, может возникнуть риск нарушения целостности защитной оболочки под действием высокого давления, значение которого превышает допустимый уровень для ее конструкции. Необходимо уменьшить давление в указанном пространстве ниже определенного допустимого уровня, а также стабилизировать давление в защитной оболочке на низком уровне.[003] Current regulations require the designer of a nuclear power plant to implement such means that are able to prevent serious accidents at a nuclear power plant or reduce their consequences, which is more difficult to achieve through standard emergency tools. In case of serious incidents, a set of means was determined. One such means is the creation of a new functionally and energetically autonomous system for long-term heat removal from the containment. The technical need for such a system is due to the fact that the containment of a reactor damaged as a result of a serious accident must be cooled by water entering from outside, which enters the reactor shaft from a pool formed on the floor of the containment. The heated water evaporates and passes in the form of steam into the containment, as a result of which the pressure inside the containment increases and its structure heats up. If this situation is not resolved, there may be a risk that the integrity of the containment will be compromised by high pressure, which exceeds the allowable level for its design. It is necessary to reduce the pressure in the specified space below a certain allowable level, and also to stabilize the pressure in the containment at a low level.
[004] Существуют несколько технических решений и предложений, направленных на то, как отвести тепло от указанных областей. Однако функционирование и конструкция защитных оболочек отличаются друг от друга. Очень часто источником энергии является[004] There are several technical solutions and proposals aimed at how to remove heat from these areas. However, the functioning and design of containment shells differ from each other. Often the source of energy is
паровая турбина, или отсутствует разделение циркуляции теплоносителя в первом контуре.steam turbine, or there is no separation of the coolant circulation in the primary circuit.
[005] Система длительного отвода тепла представлена в документе EP 3 451 346 A1. Система содержит холодный контур и горячий контур, при этом холодный контур содержит насосную станцию, которая одним концом соединена с источником теплоносителя холодного контура, а вторым концом соединена с турбиной, от которой теплоноситель поступает через холодный контур охладителя обратно к источнику теплоносителя холодного контура. Горячий контур содержит насос теплового контура, у которого впуск соединен с источником теплоносителя теплового контура, в частности полом защитной оболочки, а выпуск соединен с горячим контуром охладителя, из которого теплоноситель поступает в душевую установку. Недостаток такого решения заключается в том, что, когда температура теплоносителя на дне защитной оболочки поднимается до его точки кипения, его перекачивание очень усложняется, так как осуществляется подача не только жидкости, но и газа, что влияет на качество обмена энергией в теплообменнике.[005] A continuous heat rejection system is presented in
[006] Целью настоящего изобретения является создание системы длительного отвода тепла из защитной оболочки, которая способна устранить вышеуказанные недостатки.[006] It is an object of the present invention to provide a long-term containment heat removal system that can overcome the above disadvantages.
Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention
[007] Вышеописанные недостатки в значительной степени устраняются путем применения системы длительного отвода тепла из защитной оболочки, которая содержит холодный контур и горячий контур, при этом холодный контур содержит насосную станцию подпитки, которая с одной стороны соединена с источником теплоносителя холодного контура и со второй стороны соединена с фильтром мелких примесей, который соединен с основной насосной станцией, которая соединена посредством впускного запорно-регулирующего клапана с турбиной, а затем через холодный контур охладителя и выпускной запорно-регулирующий клапан с источником теплоносителя холодного контура, и при этом горячий контур содержит насос горячего контура, который на выпуске соединяется через горячий контур охладителя с душевой установкой, расположенной в защитной оболочке, а на впуске через механический сетчатый фильтр с источником теплоносителя горячего контура, при этом основная насосная станция соединена через первичное ответвление для дополнительного охлаждения теплового контура с впуском насоса горячего контура, в результате чего теплоноситель холодного контура смешивается с теплоносителем горячего контура.[007] The above disadvantages are largely eliminated by using a system of long-term heat removal from the containment, which contains a cold circuit and a hot circuit, while the cold circuit contains a make-up pumping station, which is connected on one side to the coolant source of the cold circuit and on the other side connected to the fines filter, which is connected to the main pumping station, which is connected through the inlet shut-off valve to the turbine, and then through the cold coolant circuit and outlet valve to the coolant source of the cold circuit, while the hot circuit contains a hot pump circuit, which at the outlet is connected through a hot cooler circuit with a shower installation located in a protective shell, and at the inlet through a mechanical strainer with a source of hot circuit coolant, while the main pumping station is connected through a primary branch for additional direct cooling of the heating circuit with hot circuit pump inlet, whereby the cold circuit heating medium is mixed with the hot circuit heating medium.
[008] Согласно преимущественному варианту осуществления холодный контур содержит первичное ответвление для дополнительного охлаждения холодного контура, которое соединяет впуск фильтра мелких примесей с источником теплоносителя холодного контура, и/или вторичное ответвление для дополнительного охлаждения холодного контура, которое соединяет выпуск основной насосной станции с источником теплоносителя холодного контура. [008] According to an advantageous embodiment, the cold loop comprises a primary branch for additional cooling of the cold loop, which connects the inlet of the fines filter to the source of the coolant of the cold loop, and/or a secondary branch for the additional cooling of the cold loop, which connects the outlet of the main pumping station to the source of the coolant cold circuit.
[009] Согласно другому преимущественному варианту осуществления горячий контур содержит вторичное ответвление для дополнительного охлаждения горячего контура, которое соединяет выпуск горячего контура охладителя с впуском насоса.[009] According to another advantageous embodiment, the hot loop includes a secondary branch for additional cooling of the hot loop, which connects the hot loop outlet of the coolant to the pump inlet.
Краткое описание фигурыBrief description of the figure
[0010] Далее настоящее изобретение будет пояснено со ссылками на фиг. 1, на которой представлена система длительного отвода тепла из защитной оболочки согласно настоящему изобретению.[0010] Hereinafter, the present invention will be explained with reference to FIGS. 1, which shows the system of long-term heat removal from the containment according to the present invention.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретенияPreferred Embodiments of the Present Invention
[0011] Система длительного отвода тепла из защитной оболочки согласно настоящему изобретению, представленная на фиг. 1, содержит холодный контур и горячий контур.[0011] The continuous containment heat removal system of the present invention shown in FIG. 1 contains a cold circuit and a hot circuit.
[0012] Холодный контур содержит насосную станцию 1 подпитки, которая с одной стороны соединена с источником теплоносителя холодного контура и со второй стороны соединена с фильтром 2 мелких примесей, который соединен с основной насосной станцией 3, которая соединена посредством впускного запорно-регулирующего клапана 4 с турбиной 5, а затем через холодный контур охладителя 6 и выпускной запорно-регулирующий клапан 7 с источником теплоносителя холодного контура, в результате чего холодный контур замыкается.[0012] The cold circuit comprises a make-up pumping station 1, which is connected on one side to the coolant source of the cold circuit and, on the other hand, is connected to a
[0013] Горячий контур содержит насос 8 горячего контура, который на выпуске соединяется через горячий контур охладителя 6 с душевой установкой 9, расположенной в защитной оболочке 10, а на впуске через механический сетчатый фильтр 11 с источником теплоносителя горячего контура.[0013] The hot circuit includes a
[0014] Кроме того, основная насосная станция 3 соединена через первичное ответвление 19а для дополнительного охлаждения теплового контура, которое содержит запорно-регулирующий клапан 20a, с впуском насоса 8 горячего контура, посредством чего осуществляют дополнительное охлаждение теплоносителя горячего контура, который поступает в насос 8, чтобы обеспечить его надлежащее функционирование.[0014] In addition, the
[0015] Например, источник теплоносителя холодного контура представляет собой бассейн 12 градирни 13. Теплоноситель представляет собой, например, воду. [0015] For example, the cold loop coolant source is
[0016] Кроме того, холодный контур снабжен ответвлением 14 для удаления осадка, которое соединяет фильтр 2 мелких примесей с баком-отстойником 15. Если датчиками, расположенными в фильтре 2, зафиксировано засорение фильтра, осуществляют его промывку, при этом осадок сливают в бак-отстойник 15. Ответвление 14 для удаления осадка снабжено клапаном 16 для удаления осадка.[0016] In addition, the cold circuit is equipped with a branch 14 for removing sediment, which connects the
[0017] Преимущественно, холодный контур снабжен одним или двумя ответвлениями 17a и 17b для дополнительного охлаждения холодного контура. Первичное ответвление 17а для дополнительного охлаждения холодного контура соединяет впуск фильтра 2 мелких примесей с источником теплоносителя холодного контура. Вторичное ответвление 17b для дополнительного охлаждения холодного контура соединяет выпуск основной насосной станции 3 с источником теплоносителя холодного контура. Оба этих ответвления 17a, 17b холодного контура могут быть активированы посредством регулирующих клапанов 18a, 18b, когда температура теплоносителя холодного контура превысит предварительно заданный уровень.[0017] Preferably, the cold loop is provided with one or two
[0018] Источник теплоносителя горячего контура представляет собой донную часть защитной оболочки 10, которую заполняют посредством душевой установки 9. Теплоноситель содержит смесь воды и борной кислоты.[0018] The source of the hot circuit coolant is the bottom of the
[0019] Согласно представленному варианту осуществления турбина 5 и насос 8 образуют компактный агрегат с одной роторной системой, т. е. турбонасос.[0019] According to the present embodiment, the
[0020] Горячий контур преимущественно снабжен вторичным ответвлением 19b для дополнительного охлаждения горячего контура, которое содержит запорно-регулирующий клапан 20b и которое соединяет выпуск горячего контура охладителя 6 с впуском насоса 8. Благодаря этому решается вопрос ограниченного объема теплоносителя в защитной оболочке 10, которого должно быть недостаточно для длительного отвода тепла. При отсутствии ответвления для дополнительного охлаждения критическая температура будет достигнута в течение нескольких часов.[0020] The hot circuit is preferably provided with a
[0021] Соединение вышеуказанных компонентов осуществляют при помощи шлангов или труб.[0021] The connection of the above components is carried out using hoses or pipes.
[0022] Принцип действия системы длительного отвода тепла из защитной оболочки согласно настоящему изобретению, которая представлена посредством вышеописанного иллюстративного варианта осуществления, изложен ниже.[0022] The operating principle of the long term containment heat removal system of the present invention, which is represented by the exemplary embodiment described above, is set forth below.
[0023] Насосная станция 1 подпитки забирает холодную воду из бассейна 12 под градирней 13 электрической станции или соответственно из резервуаров вентиляторных[0023] The make-up pumping station 1 takes cold water from the
градирен 13 и нагнетает ее через фильтр 2 примесей, который предназначен для обеспечения надлежащего качества воды, в основную насосную станцию 3. Обе насосные станции 1 и 3 содержат насосные агрегаты с тепловым дизельным приводом. Затем воду под давлением подают из основной насосной станции 3 на впуск защитной оболочки 10 реакторного блока. После этого ее подают в турбину 5 гидродинамического насосного агрегата, а затем отработавшую воду из турбины 5 гидродинамического агрегата подают в холодный контур теплообменника, который соответственно именуют охладителем 6, где она забирает тепловую энергию нагнетаемого теплоносителя горячего контура и после нагрева выходит из защитной оболочки 10 реакторного блока, а затем отводится в бассейн 12 под градирней 13 или в резервуары вентиляторных градирен 13. Насос 8 горячего контура всасывает горячую смесь воды и борной кислоты со дна защитной оболочки 10, фильтрует ее при помощи механического решетчатого фильтра 11 и направляет ее в горячий контур теплообменника, соответственно охладителя 6, а затем в спринклерную систему, в частности душевую установку 9, которая расположена внутри защитной оболочки 10, что обеспечивает требуемый эффект охлаждения важных компонентов защитной оболочки 10 реактора.
[0024] Система длительного отвода тепла согласно настоящему изобретению является полностью автономной независимо от технологии устройств, применяемых в атомном реакторе, и внешнего источника энергии, в частности источника электроэнергии. Возможными исключениями должны быть компоненты системы, которые расположены за пределами защитной оболочки и являются свободно доступными даже при серьезной аварии, хоть и на ограниченное время, например, на время, которое необходимо для заправки топлива в тепловой двигатель, и т.п.[0024] The system of long-term heat removal according to the present invention is completely autonomous, regardless of the technology of devices used in a nuclear reactor, and an external energy source, in particular an electric power source. Possible exceptions should be system components that are located outside the containment and are freely accessible even in a severe accident, albeit for a limited time, for example, for the time required to refuel a heat engine, etc.
[0025] В частности, система длительного отвода тепла из защитной оболочки согласно настоящем изобретению предназначена для атомных электрических станций с легководным реактором типа ВВЭР.[0025] In particular, the long-term containment heat removal system according to the present invention is intended for nuclear power plants with a light water reactor of the VVER type.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZPV2019-576 | 2019-09-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789847C1 true RU2789847C1 (en) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2942937C2 (en) * | 1979-10-24 | 1984-10-18 | Brown Boveri Reaktor GmbH, 6800 Mannheim | Device for residual heat removal and / or for emergency cooling of a water-cooled nuclear reactor plant |
RU2302674C1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и изыскательский институт "Атомэнергопроект", ФГУП "Атомэнергопроект" | Containment heat transfer system |
RU85029U1 (en) * | 2009-02-26 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") | PASSIVE HEAT REMOVAL SYSTEM FROM THE INTERNAL VOLUME OF THE PROTECTIVE SHELL |
US20130301787A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-11-14 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Pressurized water reactor with reactor collant pumps comprising turbo pumps driven by external pumps |
RU2595639C2 (en) * | 2014-12-04 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий "АТОМПРОЕКТ" ("АО "АТОМПРОЕКТ") | System for passive heat removal from internal volume of protective shell |
KR101659864B1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-09-26 | 한국원자력연구원 | Nuclear power plant |
US20160336083A1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Westinghouse Electric Company Llc | Remote heat removal system |
KR101790451B1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-10-25 | 한국수력원자력 주식회사 | Coolant supplying system, and reactor building passive cooling system including the same |
EP3451346B1 (en) * | 2017-09-01 | 2020-03-18 | Westinghouse Electric Germany GmbH | Containment cooling system |
GB2531479B (en) * | 2013-07-26 | 2020-10-14 | China Nuclear Power Eng Co Ltd | Mid-long term cooling method and system for containment and spent fuel pool in nuclear power plant after occurring accident |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2942937C2 (en) * | 1979-10-24 | 1984-10-18 | Brown Boveri Reaktor GmbH, 6800 Mannheim | Device for residual heat removal and / or for emergency cooling of a water-cooled nuclear reactor plant |
RU2302674C1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и изыскательский институт "Атомэнергопроект", ФГУП "Атомэнергопроект" | Containment heat transfer system |
RU85029U1 (en) * | 2009-02-26 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") | PASSIVE HEAT REMOVAL SYSTEM FROM THE INTERNAL VOLUME OF THE PROTECTIVE SHELL |
US20130301787A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-11-14 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Pressurized water reactor with reactor collant pumps comprising turbo pumps driven by external pumps |
GB2531479B (en) * | 2013-07-26 | 2020-10-14 | China Nuclear Power Eng Co Ltd | Mid-long term cooling method and system for containment and spent fuel pool in nuclear power plant after occurring accident |
RU2595639C2 (en) * | 2014-12-04 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий "АТОМПРОЕКТ" ("АО "АТОМПРОЕКТ") | System for passive heat removal from internal volume of protective shell |
KR101659864B1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-09-26 | 한국원자력연구원 | Nuclear power plant |
US20160336083A1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Westinghouse Electric Company Llc | Remote heat removal system |
KR101790451B1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-10-25 | 한국수력원자력 주식회사 | Coolant supplying system, and reactor building passive cooling system including the same |
EP3451346B1 (en) * | 2017-09-01 | 2020-03-18 | Westinghouse Electric Germany GmbH | Containment cooling system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101242746B1 (en) | Integrated passive safety system outside containment for nuclear power plants | |
CA2937668C (en) | Reactor system with a lead-cooled fast reactor | |
KR101463440B1 (en) | Passive safety system and nuclear power plant having the same | |
CN107293341A (en) | Pool reactor | |
US4587079A (en) | System for the emergency cooling of a pressurized water nuclear reactor core | |
CN101999149A (en) | Passive emergency feedwater system for a nuclear reactor | |
US9523513B2 (en) | Heating system for a thermal electric power station water circuit | |
JP2012233698A (en) | Nuclear power plant emergency cooling system | |
CN103021483A (en) | Auxiliary heating system for liquid-metal-cooled natural circulation reactor | |
CN113808764B (en) | Method and system for guiding out residual heat of reactor core in containment | |
US10762995B2 (en) | Shutdown cooling system and nuclear facility having same | |
KR101535479B1 (en) | Depressurization system of reactor coolant system and nuclear power plant having the same | |
RU2789847C1 (en) | System of long-term heat removal from the protective shell | |
CN104854661A (en) | Apparatus for replenishing coolant for passive auxiliary feedwater syatem of nuclear power plant | |
KR20200091247A (en) | Coolant recirculation system of nuclear power plant | |
FI130325B (en) | Long-term heat removal system from a containment | |
EP4158200B1 (en) | Turbopump and long-term heat removal system from a hermetic zone, which contains the turbopump | |
JP6854930B2 (en) | Reactor pressure vessel cooling system | |
RU2650504C2 (en) | Emergency nuclear reactor cooling system | |
KR20190114601A (en) | Passive safety injection device and nuclear reactor having the same | |
US20220199270A1 (en) | Coolant cleanup systems with direct mixing and methods of using the same | |
US20230016181A1 (en) | Nuclear fuel decay heat utilization system | |
RU2102800C1 (en) | Power plant | |
RU2002321C1 (en) | Passive residual-heat transfer system for nuclear reactor | |
RU144595U1 (en) | DUAL COOLING SYSTEM OF A TWO-CIRCUIT NUCLEAR POWER INSTALLATION |