RU2810517C1

RU2810517C1 - Truss console of melt localization device

Info

Publication number: RU2810517C1
Application number: RU2023112495A
Authority: RU
Inventors: Александр Стальевич Сидоров; Михаил Александрович Рощин; Надежда Васильевна Сидорова; Андрей Борисович Недорезов
Original assignee: Акционерное Общество "Атомэнергопроект"
Filing date: 2023-05-15
Publication date: 2023-12-27

Abstract

FIELD: nuclear industry.

SUBSTANCE: melt localization devices (hereinafter referred to as MLDs), equipped with a vessel for receiving and distributing the melt, in particular mechanisms that ensure the preservation of the structural integrity of the MLDs during severe accidents. The truss console of the melt localization device contains external, internal parallel and radial sectors. Additionally, it contains L-shaped pipes for receiving steam from the reactor shaft and T-shaped pipes for distributing gas and steam. The L-shaped pipes contain a first end passing through the lower force plate, a second end passing through the middle shell, and the inner shell. The T-shaped pipes contain a first end passing through the lower power plate, a second end passing through the middle shell, an inner shell, the third end is equipped with a manifold with pipelines connected to it for discharging steam. In this case, some second ends of the L-shaped pipes and T-shaped pipes are connected to pipes for steam removal, installed on the inside of the inner shell and directed upwards.

EFFECT: improving the reliability of the truss console of the melt localization device.

4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам локализации расплава (далее - УЛР), снабженным сосудом для приема и распределения расплава, в частности, к механизмам, обеспечивающим сохранение целостности конструкции УЛР при тяжелых авариях.The invention relates to melt localization devices (hereinafter referred to as MLDs), equipped with a vessel for receiving and distributing the melt, in particular, to mechanisms that ensure the preservation of the integrity of the MLL structure during severe accidents.

Наибольшую радиациофнную опасность представляют аварии с расплавлением активной зоны, которые могут происходить при множественном отказе систем охлаждения активной зоны.The greatest radiation hazard is posed by accidents with core melting, which can occur with multiple failures of core cooling systems.

При таких авариях расплав активной зоны - кориум, расплавляя внутриреакторные конструкции и корпус реактора, вытекает за его пределы, и вследствие сохраняющегося в нем остаточного тепловыделения, может нарушить целостность герметичной оболочки АЭС - последнего барьера на пути выхода радиоактивных продуктов в окружающую среду.In such accidents, the core melt - corium, melting the internal reactor structures and the reactor vessel, flows beyond its limits, and due to residual heat generation remaining in it, can disrupt the integrity of the sealed shell of the nuclear power plant - the last barrier to the release of radioactive products into the environment.

Для исключения этого необходимо локализовать вытекший из корпуса реактора расплав активной зоны (кориум) и обеспечить его непрерывное охлаждение, вплоть до полной кристаллизации. Эту функцию выполняет устройство локализации расплава, которое предотвращает повреждения герметичной оболочки АЭС и тем самым защищает население и окружающую среду от радиационного воздействия при тяжелых авариях ядерных реакторов.To eliminate this, it is necessary to localize the core melt (corium) that has leaked from the reactor vessel and ensure its continuous cooling until complete crystallization. This function is performed by a melt localization device, which prevents damage to the sealed shell of a nuclear power plant and thereby protects the population and the environment from radiation exposure during severe accidents of nuclear reactors.

Известные конструкции УЛР, предназначенные для локализации и охлаждения расплава, как правило, содержат следующие основные элементы: направляющий аппарат, установленный на специальном опорном элементе - ферме-консоли, корпус с наполнителем из жертвенных материалов. Кроме того, к УЛР подключены различные системы коммуникаций (датчики контрольно-измерительных приборов, каналы орошения кориума, каналы для отвода пара и др.), обеспечивающие функционирование УЛР в условиях тяжелой аварии.Known HLR designs intended for localization and cooling of the melt, as a rule, contain the following main elements: a guide apparatus mounted on a special support element - a console truss, a housing filled with sacrificial materials. In addition, various communication systems are connected to the HLR (instrument sensors, corium irrigation channels, channels for steam removal, etc.), ensuring the functioning of the HLR in the conditions of a severe accident.

Ферма-консоль защищает корпус, внутренние коммуникации УЛР от разрушения со стороны кориума и является опорой для направляющей плиты, которая передает статические и динамические воздействия на ферму-консоль, раскрепленную в шахте реактора. Ферма-консоль также обеспечивает работоспособность направляющей плиты в случае ее разрушения.The console truss protects the housing and internal communications of the ULR from destruction from the corium and is a support for the guide plate, which transmits static and dynamic impacts to the console truss, secured in the reactor shaft. The cantilever truss also ensures the operability of the guide plate in the event of its destruction.

Известна ферма-консоль [1, 2, 3, 4] УЛР, содержащая параллельные и радиальные силовые ребра, внешнюю, среднюю и внутреннюю обечайки, верхнюю силовую плиту и нижнюю силовую плиту, формирующие внутренние и внешние секторы, в которых выполнены трубы-чехлы, обеспечивающие подключение датчиков контрольно-измерительных приборов (КИП), каналы орошения кориума (коллектор с раздающими трубопроводами), обеспечивающие подачу охлаждающей воды от внешних источников, которая по каналам орошения поступает через ферму-консоль сверху на кориум, каналы для отвода пара, обеспечивающие отвод пара из подреакторного помещения бетонной шахты в гермозону на стадии охлаждения кориума в корпусе УЛР, каналы для подвода воздуха, обеспечивающие поступление воздуха для охлаждения направляющей плиты при нормальной эксплуатации.A well-known truss-console [1, 2, 3, 4] ULR, containing parallel and radial power ribs, outer, middle and inner shells, an upper power plate and a lower power plate, forming internal and external sectors in which pipe covers are made, providing connection of instrumentation and control sensors, corium irrigation channels (collector with distribution pipelines), providing supply of cooling water from external sources, which flows through the irrigation channels through a console truss from above to the corium, channels for steam removal, ensuring steam removal from the sub-reactor room of the concrete shaft into the containment zone at the stage of corium cooling in the ULR housing, channels for air supply, providing air supply for cooling the guide plate during normal operation.

Недостатком фермы-консоли является то, что она не выдерживает запроектного теплового нагружения, возникающего при отсутствии охлаждения свободной поверхности расплава активной зоны (зеркала расплава) внутри корпуса УЛР. Для несущих элементов фермы-консоли и элементов раскрепления фермы-консоли в шахте реактора эти воздействия особенно разрушительны при длительном воздействии высокой температуры на ферму-консоль.The disadvantage of the cantilever truss is that it does not withstand the beyond design thermal load that occurs in the absence of cooling of the free surface of the core melt (melt mirror) inside the LLR housing. For the load-bearing elements of the cantilever truss and the fastening elements of the cantilever truss in the reactor shaft, these effects are especially destructive during prolonged exposure to high temperatures on the cantilever truss.

Известна ферма-консоль [5] устройства локализации расплава с силовым каркасом, состоящим из параллельных и радиальных силовых ребер, внешней, средней и внутренней обечаек, верхней силовой плиты и нижней силовой плиты, формирующих внешние и внутренние параллельные и радиальные секторы частично заполненные бетоном, при этом в средней силовой обечайке и в верхней силовой плите выполнены отверстия.A well-known truss-console [5] of a melt localization device with a power frame consisting of parallel and radial power ribs, outer, middle and inner shells, an upper power plate and a lower power plate, forming external and internal parallel and radial sectors partially filled with concrete, with In this case, holes are made in the middle force shell and in the upper force plate.

Одним недостатком фермы-консоли является низкая надежность, обусловленная тем, что она не выдерживает запроектного теплового нагружения, возникающего при отсутствии охлаждения свободной поверхности расплава активной зоны (зеркала расплава) внутри корпуса УЛР. Для несущих элементов фермы-консоли (обечайки, силовые ребра, плиты) и элементов раскрепления (лапы-опоры) фермы-консоли в шахте реактора эти воздействия особенно разрушительны при длительном воздействии высокой температуры на ферму-консоль.One disadvantage of the cantilever truss is its low reliability, due to the fact that it cannot withstand the beyond design thermal load that occurs in the absence of cooling of the free surface of the core melt (melt mirror) inside the ULR housing. For the load-bearing elements of the cantilever truss (shells, load-bearing ribs, plates) and the fastening elements (legs-supports) of the cantilever truss in the reactor shaft, these effects are especially destructive during prolonged exposure to high temperatures on the cantilever truss.

Еще одним недостатком фермы-консоли является ограниченная функциональность, обусловленная отсутствием элементов, обеспечивающих поступление охлаждающей воды из шахты реактора внутрь корпуса УЛР в случае отказа клапанов подачи воды, установленных на корпусе УЛР, а также перелив охлаждающей воды из корпуса УЛР в шахту реактора для обеспечения отвода тепла с внешней стороны корпуса УЛР.Another disadvantage of the console truss is its limited functionality due to the lack of elements that ensure the flow of cooling water from the reactor shaft into the reactor housing in the event of failure of the water supply valves installed on the reactor housing, as well as the overflow of cooling water from the reactor housing into the reactor shaft to ensure drainage heat from the outside of the HLR housing.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности фермы-консоли устройства локализации расплава.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the truss console of the melt localization device.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание конструкции фермы-консоли УЛР, позволяющей обеспечить следующие функции:The problem to be solved by the claimed invention is the creation of a structure for a cantilever truss, which allows the following functions to be provided:

- выравнивание давления между гермообъемом, шахтой реактора и УЛР при проектных и запроектных авариях;- equalization of pressure between the containment volume, the reactor shaft and the control unit during design basis and beyond design basis accidents;

- эвакуацию пара из шахты реактора при кипении охлаждающей воды вокруг корпуса УЛР и охлаждение силового каркаса и направляющей плиты при проектных и запроектных авариях;- evacuation of steam from the reactor shaft during boiling of cooling water around the reactor housing and cooling of the load-bearing frame and guide plate during design basis and beyond design basis accidents;

- поступление охлаждающей воды из шахты реактора внутрь корпуса УЛР в случае отказа клапанов подачи воды, установленных на корпусе УЛР, а также перелив охлаждающей воды из корпуса УЛР в шахту реактора для обеспечения отвода тепла с внешней стороны корпуса УЛР.- the flow of cooling water from the reactor shaft into the reactor housing in the event of a failure of the water supply valves installed on the reactor housing, as well as the overflow of cooling water from the reactor housing into the reactor shaft to ensure heat removal from the outside of the reactor housing.

Поставленная задача решается за счет того, что ферма-консоль устройства локализации расплава, содержащая внешние, внутренние параллельные и радиальные секторы, состоящие из параллельных, радиальных силовых ребер (15), (14), внешней, средней, внутренней обечаек (16), (18), (17), верхнюю силовую плиту (19), нижнюю силовую плиту (20), согласно изобретению, дополнительно содержит Г-образные патрубки (28) для приема пара из шахты реактора, каждый из которых содержит первый конец (28а), проходящий через нижнюю силовую плиту (20), второй конец (286), проходящий через среднюю обечайку (18), внутреннюю обечайку (17), Т-образные патрубки (31) для распределения газа и пара, каждый из которых содержит первый конец (31а), проходящий через нижнюю силовую плиту (20), второй конец (31b), проходящий через среднюю обечайку (18), внутреннюю обечайку (17), третий конец (31в) снабжен коллектором (32) с подведенными к нему трубопроводами (33) для сброса пара, которые установлены через прокладки (37) со съемными фланцами (35) и защитными сетками (36), рециркуляционные трубопроводы (34), соединяющие трубопроводы (33) для сброса пара, при этом некоторые вторые концы (28b), (31b) Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) соединены с патрубками (30) для отвода пара, установленными с внутренней стороны внутренней обечайки (18) и направленными вверх.The problem is solved due to the fact that the truss console of the melt localization device contains external, internal parallel and radial sectors, consisting of parallel, radial power ribs (15), (14), external, middle, internal shells (16), ( 18), (17), upper power plate (19), lower power plate (20), according to the invention, additionally contains L-shaped pipes (28) for receiving steam from the reactor shaft, each of which contains a first end (28a), passing through the lower force plate (20), the second end (286), passing through the middle shell (18), the inner shell (17), T-shaped pipes (31) for gas and steam distribution, each of which contains a first end (31a ), passing through the lower force plate (20), the second end (31b), passing through the middle shell (18), the inner shell (17), the third end (31c) is equipped with a manifold (32) with pipelines (33) connected to it for steam discharge, which are installed through gaskets (37) with removable flanges (35) and protective grids (36), recirculation pipelines (34) connecting pipelines (33) for steam discharge, with some second ends (28b), (31b) L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) are connected to pipes (30) for steam removal, installed on the inside of the inner shell (18) and directed upward.

Существенным признаком заявленного изобретения является наличие в силовом каркасе фермы-консоли УЛР Г-образных патрубков (28) для приема пара из шахты реактора. Каждый Г-образный патрубок (28) содержит первый конец (28а), который проходит через нижнюю силовую плиту (20), и второй конец (28b), который проходит через среднюю обечайку (18) и внутреннюю обечайку (17). Также в ферме-консоли (3) установлены Т-образные патрубки (31), которые предназначены для распределения газа и пара. Каждый Т-образный патрубок (31) содержит первый конец (31а), который проходит через нижнюю силовую плиту (20), второй конец (31b), который проходит через среднюю обечайку (18) и внутреннюю обечайку (17), третий конец (31в) снабжен коллектором (32), к которому подведены трубопроводы (33) для сброса пара. Указанные трубопроводы (33) для сброса пара установлены через прокладки (37) со съемными фланцами (35) и защитными сетками (36). Также имеются рециркуляционные трубопроводы (34), которые соединяют трубопроводы (33) для сброса пара. Кроме того, вторые концы (28b), (31b) некоторых Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) соединены с патрубками (30) для отвода пара, установленными с внутренней стороны внутренней обечайки (18) и направленными вверх.An essential feature of the claimed invention is the presence in the power frame of the ULR console truss of L-shaped pipes (28) for receiving steam from the reactor shaft. Each L-shaped pipe (28) includes a first end (28a) that passes through the lower force plate (20), and a second end (28b) that passes through the middle shell (18) and the inner shell (17). Also in the console truss (3) T-shaped pipes (31) are installed, which are intended for the distribution of gas and steam. Each T-tube (31) includes a first end (31a) that passes through the lower force plate (20), a second end (31b) that passes through the middle shell (18) and the inner shell (17), a third end (31b) ) is equipped with a manifold (32), to which pipelines (33) are connected to discharge steam. The said pipelines (33) for steam discharge are installed through gaskets (37) with removable flanges (35) and protective nets (36). There are also recirculation lines (34) that connect the lines (33) to release steam. In addition, the second ends (28b), (31b) of some L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) are connected to steam exhaust pipes (30) installed on the inside of the inner shell (18) and directed upward .

Такая конструкция фермы-консоли, оснащенная Г-образными, Т-образными патрубками, коллекторами, соединенными с трубопроводами для сброса пара и рецииркуляционными трубопроводами, позволяет сформировать паро-газораспределительную систему, которая обеспечивает выравнивание давления внутри и снаружи УЛР при проектных и запроектных авариях, в результате которых между герметичной оболочкой и УЛР возможны перепады или колебания давления.This design of the console truss, equipped with L-shaped and T-shaped pipes, manifolds connected to pipelines for steam discharge and recirculation pipelines, makes it possible to form a steam and gas distribution system that ensures equalization of pressure inside and outside the control unit during design basis and beyond design basis accidents, in as a result of which pressure drops or fluctuations are possible between the hermetic shell and the HLR.

Кроме того, такая паро-газораспределительная система обеспечивает эффективное выравнивание давлений, гашение колебаний давления, выравнивание скоростей потоков парогазовой смеси по периметру корпуса УЛР, гашение автоколебаний уровня охлаждающей воды при неосесимметричном разогреве корпуса УЛР.In addition, such a steam-gas distribution system ensures effective equalization of pressures, damping of pressure fluctuations, equalization of flow rates of the steam-gas mixture along the perimeter of the HLR body, damping of self-oscillations of the cooling water level during non-axisymmetric heating of the HLR body.

Кроме того, такая паро-газораспределительная система обеспечивает эффективное водяное, пароводяное и парогазовое охлаждение фермы-консоли и направляющей плиты на различных стадиях поступления расплава в корпус УЛР из корпуса реактора и в процессе локализации расплава в корпусе УЛР, препятствуя перегреву фермы-консоли и направляющей плиты, обеспечивая их прочность и устойчивость к внешним воздействиям.In addition, such a steam-gas distribution system provides effective water, steam-water and steam-gas cooling of the console truss and the guide plate at various stages of the melt entering the CDU housing from the reactor vessel and in the process of localizing the melt in the CLC housing, preventing overheating of the console truss and the guide plate , ensuring their strength and resistance to external influences.

Кроме того, паро-газораспределительная система обеспечивает эффективное водяное охлаждение зеркала расплава при отказе клапанов подачи воды через пароприемные патрубки, соединенные с патрубками выравнивания давления, через которые охлаждающая вода из шахты реактора переливается внутрь корпуса УЛР.In addition, the steam-gas distribution system provides effective water cooling of the melt mirror in the event of failure of the water supply valves through the steam receiving pipes connected to the pressure equalization pipes, through which cooling water from the reactor shaft is poured into the ULR housing.

Кроме того, паро-газораспределительная система позволяет выполнить обратный перелив охлаждающей воды из внутренних объемов системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора в шахту реактора при недостатке воды в ней и при недостаточно эффективном отводе тепла со стороны наружной поверхности корпуса УЛР.In addition, the steam-gas distribution system allows for the reverse flow of cooling water from the internal volumes of the system for localizing and cooling the nuclear reactor core melt into the reactor shaft when there is a lack of water in it and when heat removal from the outer surface of the ULR housing is insufficiently effective.

Дополнительно, в ферме-консоли устройства локализации расплава, согласно изобретению, пустоты (24) в параллельных и радиальных секторах, образованных между Г-образными патрубками (28) и Т-образными патрубками (31), заполнены защитным бетоном, что позволяет снизить тепловую нагрузку на Г-образные и Т-образные патрубки, и, как следствие, устранить их разрушение.Additionally, in the cantilever truss of the melt localization device, according to the invention, the voids (24) in the parallel and radial sectors formed between the L-shaped pipes (28) and the T-shaped pipes (31) are filled with protective concrete, which reduces the thermal load on L-shaped and T-shaped pipes, and, as a result, eliminate their destruction.

Дополнительно, в ферме-консоли устройства локализации расплава, согласно изобретению, в средней силовой обечайке (18) и в верхней силовой плите (19) выполнены отверстия (23) для повышения эффективности отвода парогазовой среды в условиях протекания тяжелой запроектной аварии.Additionally, in the truss console of the melt localization device, according to the invention, in the middle power shell (18) and in the upper power plate (19), holes (23) are made to increase the efficiency of removal of the vapor-gas environment in conditions of a severe beyond design basis accident.

Дополнительно, в ферме-консоли устройства локализации расплава, согласно изобретению, с внешней стороны внешней силовой обечайки (16) установлены лапы-опоры (21) с якорными ребрами (11) для обеспечения надежного закрепления фермы-консоли в стенках шахты реактора.Additionally, in the cantilever truss of the melt localization device, according to the invention, on the outer side of the outer power shell (16), support legs (21) with anchor ribs (11) are installed to ensure reliable fastening of the cantilever truss in the walls of the reactor shaft.

На фиг.1 изображено устройство локализации расплава с фермой-консолью, выполненное в соответствии с заявленным изобретением.Figure 1 shows a melt localization device with a cantilever truss, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.2 изображена ферма-консоль устройства локализации расплава, выполненная в соответствии с заявленным изобретением.Figure 2 shows a truss console of a melt localization device, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.3 изображена ферма-консоль (без верхней силовой плиты) устройства локализации расплава, выполненная в соответствии с заявленным изобретениемFigure 3 shows a truss-console (without the upper power plate) of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention

На фиг.4 изображен разрез фермы-консоли по паро-газораспределительной системе устройства локализации расплава, выполненной в соответствии с заявленным изобретением.Figure 4 shows a section of the cantilever truss along the steam-gas distribution system of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.5 изображен разрез фермы-консоли по паро-газораспределительной системе устройства локализации расплава, выполненной в соответствии с заявленным изобретением.Figure 5 shows a section of the console truss along the steam-gas distribution system of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.6 изображен разрез фермы-консоли (без верхней силовой плиты) устройства локализации расплава, выполненной в соответствии с заявленным изобретением.Figure 6 shows a section of the cantilever truss (without the upper power plate) of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.7 изображен вид снизу фермы-консоли устройства локализации расплава, выполненной в соответствии с заявленным изобретением.Figure 7 shows a bottom view of the truss console of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.8 изображен вид снизу фермы-консоли (без нижней силовой плиты) устройства локализации расплава, выполненной в соответствии с заявленным изобретением.Figure 8 shows a bottom view of the cantilever truss (without the lower power plate) of the melt localization device, made in accordance with the claimed invention.

На фиг.9 изображен сетчатый фильтр выполненный в соответствии с заявленным изобретением.Figure 9 shows a mesh filter made in accordance with the claimed invention.

Как показано на фиг.1-9, устройство локализации расплава содержит направляющую плиту (1), установленную под корпусом (2) ядерного реактора и опирающуюся на ферму-консоль (3). Под фермой-консолью (3) установлен корпус (4) с наполнителем (7) для приема и распределения расплава. В верхней части корпуса (4) выполнен фланец (5), снабженный тепловой защитой (6). Наполнитель (7) состоит из нескольких установленных друг на друга кассет (8), каждая из которых содержит одно центральное отверстие (13) и несколько периферийных отверстий (9). В зоне между верхней кассетой (8) и фланцем (5) по периметру корпуса (4) расположены клапаны (10) подачи воды. Между фермой-консолью (3) корпусом (4) УЛР может быть установлена мембрана (12). Ферма-консоль (3) состоит из радиальных силовых ребер (14) (фиг.3, 4, 5), параллельных силовых ребер (15) (фиг.3, 4, 6), внешней силовой обечайки (16) (фиг.2, 3, 4), внутренней силовой обечайки (17) (фиг.4, 5, 6), средней силовой обечайки (18) (фиг.4, 5, 6), верхней силовой плиты (19), нижней силовой плиты (20) (фиг.2, 7), которые формируют внутренние параллельные и радиальные секторы (26) и внешние параллельные и радиальные секторы (27). В ферме-консоли (3) установлены Г-образные патрубки (28) для приема пара из шахты (25) реактора. Каждый Г-образный патрубок (28) имеет первый конец (28а), который проходит через нижнюю силовую плиту (20). Второй конец (28b) проходит через среднюю обечайку (18) и внутреннюю обечайку (17). Каждый из Т-образных патрубков (31) для распределения газа и пара имеет первый конец (31а), проходящий через нижнюю силовую плиту (20), а также второй конец (31b), проходящий через среднюю обечайку (18) и внутреннюю обечайку (17). Третий конец (31в) Т-образного патрубка (31) снабжен коллектором (32). К коллектору (32) подведены трубопроводы (33) для сброса пара. Указанные трубопроводы (33) установлены через прокладки (37) со съемными фланцами (35) и защитными сетками (36). Снаружи фермы-консоли установлены рециркуляционные трубопроводы (34), которые соединяют трубопроводы (33) для сброса пара. Вторые концы (28b) и (31b) некоторых Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) соединены с патрубками (30) для отвода пара, установленными с внутренней стороны внутренней обечайки (18) и направленными вверх. Пустоты (24), образуемые между внешней силовой обечайкой (16), средней силовой обечайкой (18), радиальными силовыми ребрами (14), а также установленными Г-образными и Т-образными патрубками (28), (31) заполнены защитным бетоном (22) (фиг.3). В средней силовой обечайке (18) и в верхней силовой плите (19) выполнены отверстия (23) (фиг.2) для выхода пара. С внешней стороны внешней силовой обечайки (16) установлены лапы-опоры (21) (фиг.2, 8) с якорными ребрами (11).As shown in Figs. 1-9, the melt localization device contains a guide plate (1) installed under the nuclear reactor body (2) and resting on a cantilever truss (3). A housing (4) with a filler (7) is installed under the console truss (3) to receive and distribute the melt. In the upper part of the housing (4) there is a flange (5) equipped with thermal protection (6). The filler (7) consists of several cassettes (8) stacked on top of each other, each of which contains one central hole (13) and several peripheral holes (9). In the area between the upper cassette (8) and the flange (5) along the perimeter of the housing (4) there are water supply valves (10). A membrane (12) can be installed between the console truss (3) and the HLR housing (4). The cantilever truss (3) consists of radial power ribs (14) (Fig. 3, 4, 5), parallel power ribs (15) (Fig. 3, 4, 6), an external power shell (16) (Fig. 2 , 3, 4), internal power shell (17) (Fig. 4, 5, 6), middle power shell (18) (Fig. 4, 5, 6), upper power plate (19), lower power plate (20 ) (Fig. 2, 7), which form internal parallel and radial sectors (26) and external parallel and radial sectors (27). L-shaped pipes (28) are installed in the console truss (3) to receive steam from the reactor shaft (25). Each L-shaped pipe (28) has a first end (28a) that extends through the lower force plate (20). The second end (28b) passes through the middle shell (18) and the inner shell (17). Each of the T-shaped pipes (31) for distribution of gas and steam has a first end (31a) passing through the lower force plate (20), and a second end (31b) passing through the middle shell (18) and the inner shell (17 ). The third end (31c) of the T-shaped pipe (31) is equipped with a manifold (32). Pipelines (33) are connected to the collector (32) to discharge steam. The said pipelines (33) are installed through gaskets (37) with removable flanges (35) and protective nets (36). Recirculation pipelines (34) are installed outside the console farm, which connect pipelines (33) for steam discharge. The second ends (28b) and (31b) of some L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) are connected to steam exhaust pipes (30) installed on the inside of the inner shell (18) and directed upwards. The voids (24) formed between the outer power shell (16), the middle power shell (18), the radial power ribs (14), as well as the installed L-shaped and T-shaped pipes (28), (31) are filled with protective concrete ( 22) (Fig. 3). In the middle power shell (18) and in the upper power plate (19) there are holes (23) (Fig. 2) for steam outlet. On the outer side of the outer power shell (16) there are support legs (21) (Fig. 2, 8) with anchor ribs (11).

Ферма-консоль устройства локализации расплава работает следующим образом.The truss console of the melt localization device operates as follows.

В результате прямого взаимодействия с расплавом активной зоны и под воздействием теплового излучения со стороны зеркала расплава внутри фермы-консоли (3) устанавливается градиент температур, что приводит к перетокам тепла между силовыми ребрами (14), (15), силовыми обечайками (16), (17), (18), силовыми плитами (19), (20) фермы-консоли (3). Улучшение оттока тепла от горячих областей указанных элементов (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20) и защитного бетона (22) при длительном нагреве обеспечивает паро-газораспределительная система (29), состоящая из Г-образных патрубков (28), Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33) для сброса пара, соединяемыми рециркуляционными трубопроводами (34). Функционально, такая система (29) улучшает отток тепла от указанных элементов (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20) фермы-консоли (3) и защитного бетона (22) за счет развитой естественной конвекции парогазовой смеси.As a result of direct interaction with the core melt and under the influence of thermal radiation from the side of the melt mirror, a temperature gradient is established inside the console truss (3), which leads to heat flows between power fins (14), (15), power shells (16), (17), (18), power plates (19), (20) console trusses (3). Improved heat transfer from the hot areas of the specified elements (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20) and protective concrete (22) during prolonged heating is ensured by a steam-gas distribution system ( 29), consisting of L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31), manifolds (32), connected to pipelines (33) for steam discharge, connected by recirculation pipelines (34). Functionally, such a system (29) improves heat transfer from the specified elements (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20) of the cantilever truss (3) and protective concrete ( 22) due to the developed natural convection of the vapor-gas mixture.

За счет поступления воды внутрь Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) с коллекторами (32), соединенными с трубопроводами (33) для сброса пара, которые в свою очередь соединены посредством рециркуляционных трубопроводов (34), обеспечивается эффективное водяное, пароводяное и парогазовое охлаждение фермы-консоли (3) и направляющей плиты (1) на различных стадиях поступления расплава в корпус (4) из корпуса (2) ядерного реактора и в процессе локализации расплава в корпусе (4), препятствуя перегреву фермы-консоли (3) и направляющей плиты (1), чем обеспечивается их устойчивость к тепловым воздействиям.Due to the flow of water inside the L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) with collectors (32) connected to pipelines (33) for steam discharge, which in turn are connected through recirculation pipelines (34), effective water, steam-water and steam-gas cooling of the console truss (3) and the guide plate (1) at various stages of the melt entering the housing (4) from the nuclear reactor housing (2) and in the process of localizing the melt in the housing (4), preventing overheating of the truss - console (3) and guide plate (1), which ensures their resistance to thermal influences.

При отказе клапанов (10) подачи воды, паро-газораспределительная система (29), состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) с коллекторами (32), соединенными с трубопроводами (33) для сброса пара, которые в свою очередь соединены посредством рециркуляционных трубопроводов (34), позволяет обеспечить эффективное водяное охлаждение зеркала расплава через Г-образные патрубки (28), соединенные с Т-образными патрубками (31), через которые охлаждающая вода из шахты реактора (25) может быть направлена внутрь корпуса (4) УЛР.If the water supply valves (10) fail, the steam-gas distribution system (29), consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) with manifolds (32) connected to pipelines (33) for steam discharge, which in turn are connected through recirculation pipelines (34), allows for effective water cooling of the melt mirror through L-shaped pipes (28) connected to T-shaped pipes (31), through which cooling water from the reactor shaft (25) can be directed inside the housing (4) of the HLR.

Г-образные патрубки (28) и Т-образные патрубки (31) позволяют выполнить обратный перелив охлаждающей воды из внутренних объемов системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора в шахту (25) реактора при недостатке воды в ней и при недостаточно эффективном отводе тепла со стороны наружной поверхности корпуса (4).L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) make it possible to perform a reverse overflow of cooling water from the internal volumes of the system for localizing and cooling the nuclear reactor core melt into the reactor shaft (25) when there is a lack of water in it and when heat removal is insufficiently effective from the outer surface of the housing (4).

Паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) с коллекторами (32), соединенными с трубопроводами (33) для сброса пара, которые в свою очередь соединены посредством рециркуляционных трубопроводов (34), обеспечивает эффективное гашение колебаний давления, выравнивание скоростей потоков парогазовой смеси по периметру корпуса (4) УЛР, а также гашение автоколебаний уровня охлаждающей воды при неосесимметричном разогреве корпуса (4) УЛР, и как следствие обеспечивает выравнивание давления внутри и снаружи шахты (25) реактора и устройства локализации расплава при проектных и запроектных авариях, в результате которых между герметичной оболочкой и системой локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора возможны перепады или колебания давления.Steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) with manifolds (32) connected to pipelines (33) for steam discharge, which in turn are connected through recirculation pipelines (34), provides effective damping of pressure fluctuations, equalization of flow rates of the steam-gas mixture along the perimeter of the ULR housing (4), as well as damping of self-oscillations in the level of cooling water during non-axisymmetric heating of the ULR housing (4), and as a result ensures equalization of pressure inside and outside the reactor shaft (25) and melt localization devices in case of design basis and beyond design basis accidents, as a result of which pressure drops or fluctuations are possible between the sealed shell and the system for localizing and cooling the melt of the nuclear reactor core.

Паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31) с коллекторами (32), соединенными с трубопроводами (33) для сброса пара, которые в свою очередь соединены посредством рециркуляционных трубопроводов (34), выполняет свои функции в следующих режимах:Steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) with manifolds (32) connected to pipelines (33) for steam discharge, which in turn are connected through recirculation pipelines (34), performs its functions in the following modes:

режим 1 - при нормальной эксплуатации в режиме естественной циркуляции охлаждающего воздуха между направляющей плитой (1), внутренним объемом корпуса (4) УЛР, шахтой (25) реактора и герметичной оболочкой;mode 1 - during normal operation in the mode of natural circulation of cooling air between the guide plate (1), the internal volume of the housing (4) of the ULR, the reactor shaft (25) and the sealed shell;

режим 2 - при проектных авариях в режиме выравнивания давления между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР при истечении теплоносителя первого контура из корпуса (2) ядерного реактора в герметичный объем с образованием волн давления, исходящих от места течи;mode 2 - during design basis accidents in the mode of pressure equalization between the sealed shell, the reactor shaft (25) and the internal volume of the vessel (4) of the ULR when the primary coolant flows out of the nuclear reactor vessel (2) into the sealed volume with the formation of pressure waves emanating from the place leaks;

режим 3 - при запроектных авариях на первой залповой стадии поступления, в основном, металлической компоненты расплава из корпуса (2) ядерного реактора в наполнитель (7) в режиме выравнивания давления между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР при сбросе давления из корпуса (2) ядерного реактора во внутренний объем корпуса (4) УЛР;mode 3 - in case of beyond design basis accidents at the first salvo stage of the entry, mainly, of the metal component of the melt from the vessel (2) of the nuclear reactor into the filler (7) in the pressure equalization mode between the sealed shell, the reactor shaft (25) and the internal volume of the vessel (4) LLR when releasing pressure from the vessel (2) of a nuclear reactor into the internal volume of the housing (4) of the LLR;

режим 4 - при запроектных авариях на второй длительной стадии поступления, в основном, оксидной компоненты расплава из корпуса (2) ядерного реактора в наполнитель (7) в режиме выравнивания давления между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР при сбросе давления паровых взрывов из внутреннего объема корпуса (4) УЛР при нештатном поступлении воды в корпус (2) ядерного реактора или в корпус (4) УЛР;mode 4 - in case of beyond design basis accidents at the second long stage of the entry, mainly, of the oxide component of the melt from the vessel (2) of the nuclear reactor into the filler (7) in the pressure equalization mode between the sealed shell, the reactor shaft (25) and the internal volume of the vessel (4) CLR when releasing the pressure of steam explosions from the internal volume of the housing (4) of the CLR in the event of an abnormal flow of water into the housing (2) of a nuclear reactor or into the housing (4) of the CLR;

режим 5 - при запроектных авариях на третьей стадии охлаждения расплава активной зоны в корпусе (4) УЛР в режиме конвективного тепломассопереноса парогазовой среды между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР до срабатывания клапанов (10) подачи воды;mode 5 - in case of beyond design basis accidents at the third stage of cooling the core melt in the ULR housing (4) in the mode of convective heat and mass transfer of the vapor-gas environment between the sealed shell, the reactor shaft (25) and the internal volume of the ULR housing (4) before the water supply valves (10) operate ;

режим 6 - при запроектных авариях на четвертой стадии охлаждения расплава активной зоны в корпусе (4) УЛР в режиме конвективного тепломассопереноса парокапельной среды между шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР после открытия клапанов (10) подачи воды;mode 6 - in case of beyond design basis accidents at the fourth stage of cooling the core melt in the ULR housing (4) in the mode of convective heat and mass transfer of the vapor-droplet medium between the reactor shaft (25) and the internal volume of the ULR housing (4) after opening the water supply valves (10);

режим 7 - при запроектных авариях в условиях недостаточного охлаждения расплава активной зоны в корпусе (4) УЛР при заливе внутреннего пространства корпуса (4) УЛР водой из шахты (25) реактора через вторые концы (28b) Г-образных патрубков (28) и вторые концы (31b) Т-образных патрубков (31);mode 7 - in case of beyond design basis accidents in conditions of insufficient cooling of the core melt in the housing (4) of the LLR when the internal space of the housing (4) of the LLR is flooded with water from the reactor shaft (25) through the second ends (28b) of the L-shaped pipes (28) and the second ends (31b) of T-shaped pipes (31);

режим 8 - при запроектных авариях в условиях недостаточного охлаждения наружной поверхности корпуса (4) УЛР при заливе шахты (25) реактора водой, поступающей во внутренний объем корпуса (4) УЛР из внутренних источников или с внешней стороны герметичной оболочки, например, от пожарных машин.mode 8 - in case of beyond design basis accidents in conditions of insufficient cooling of the outer surface of the housing (4) of the reactor when the reactor shaft (25) is flooded with water entering the internal volume of the housing (4) of the reactor from internal sources or from the outside of the sealed shell, for example, from fire engines .

В режиме 1 в условиях нормальной эксплуатации паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28), Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает отвод нагретого воздуха из направляющей плиты (1):In mode 1, under normal operating conditions, the steam-gas distribution system, consisting of L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31), manifolds (32), connected to pipelines (33), (34), ensures the removal of heated air from guide plate (1):

по первому маршруту - через патрубки (30), вторые концы (31b) Т-образных патрубков (31) в коллекторы (32) (фиг.5), из которых нагретый воздух поступает в паросбросные трубопроводы (33) и, двигаясь вверх, выходит в герметичный объем за пределы шахты (25) реактора,along the first route - through the pipes (30), the second ends (31b) of the T-shaped pipes (31) into the collectors (32) (Fig. 5), from which the heated air enters the steam discharge pipelines (33) and, moving upward, exits into a sealed volume outside the reactor shaft (25),

по второму маршруту - нагретый воздух входит через патрубки (30), проходит вторые концы (28b) Г-образных патрубков (28) и выходит через первые концы (28 а) в шахту (25) реактора, откуда поступает в первые концы (31а) Т-образных патрубков (31), затем проходит через третий конец (31в) в коллектор (32) откуда поступает в паросбросные трубопроводы (33) и, двигаясь вверх, выходит в герметичный объем за пределы шахты (25) реактора.along the second route - heated air enters through the nozzles (30), passes the second ends (28b) of the L-shaped nozzles (28) and exits through the first ends (28a) into the reactor shaft (25), from where it enters the first ends (31a) T-shaped pipes (31), then passes through the third end (31c) into the collector (32) from where it enters the steam discharge pipelines (33) and, moving upward, exits into a sealed volume outside the reactor shaft (25).

В режиме 2 в условиях протекания проектных аварий, связанных с течами теплоносителя первого контура, паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28), Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает выравнивание давления между внутренним объемом корпуса (4) УЛР, шахтой (25) реактора и герметичной оболочкой, являющейся источником повышения давления для устройства локализации расплава. Выравнивание давления происходит в два этапа.In mode 2, under conditions of design basis accidents associated with primary coolant leaks, a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31), manifolds (32) connected to pipelines (33) , (34), ensures pressure equalization between the internal volume of the housing (4) of the ULR, the reactor shaft (25) and the sealed shell, which is a source of pressure increase for the melt localization device. Pressure equalization occurs in two stages.

На первом этапе течи теплоносителя происходит рост давления и температуры в герметичной оболочке в зоне вокруг места течи, из которой волна давления или парогазовый поток (зависит от условий образования течи) начинает распространяться по всему объему герметичной оболочки, затекая в шахту (25) реактора. Учитывая особенности конструкции шахты (25) реактора, паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28), Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает одновременное воздействие избыточного давления (волны давления) на внешнюю и внутреннюю поверхности корпуса (4) УЛР, на внешнюю и внутреннюю поверхности клапана (10) подачи воды и на верхнюю и нижнюю поверхности направляющей плиты (1). Затекая в шахту (25) реактора, волна давления распространяется сверху вниз тремя путями:At the first stage of a coolant leak, there is an increase in pressure and temperature in the sealed shell in the area around the leak, from which a pressure wave or vapor-gas flow (depending on the conditions of leak formation) begins to spread throughout the entire volume of the sealed shell, flowing into the reactor shaft (25). Taking into account the design features of the reactor shaft (25), the steam-gas distribution system, consisting of L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31), manifolds (32), connected to pipelines (33), (34), ensures simultaneous the impact of excess pressure (pressure wave) on the outer and inner surfaces of the housing (4) of the ULR, on the outer and inner surfaces of the water supply valve (10) and on the upper and lower surfaces of the guide plate (1). Flowing into the reactor shaft (25), the pressure wave propagates from top to bottom in three ways:

первый путь - вдоль наружной поверхности корпуса (2) ядерного реактора в сторону направляющей плиты (1),the first path is along the outer surface of the nuclear reactor housing (2) towards the guide plate (1),

второй путь - по трубопроводам (33) в сторону коллекторов (32), находящихся внутри фермы-консоли (3), соединенных с третьими концами (31в) Т-образных патрубков (31), через вторые концы (31b), которые соединены с патрубками (30),the second path is through pipelines (33) towards the collectors (32) located inside the console truss (3), connected to the third ends (31c) of the T-shaped pipes (31), through the second ends (31b), which are connected to the pipes (thirty),

третий путь - по трубопроводам (33) в сторону коллекторов (32), находящихся внутри фермы-консоли (3), соединенных с третьими концами (31в) Т-образных патрубков (31), через первые концы (31а), соединенные с шахтой (25) реактора, откуда через первые концы (28а) Г-образных патрубков (28) для приема пара из шахты (25) реактора, волна давления проходит через вторые концы (28b).the third path is through pipelines (33) towards the collectors (32), located inside the console truss (3), connected to the third ends (31c) of the T-shaped pipes (31), through the first ends (31a), connected to the shaft ( 25) of the reactor, from where, through the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28) for receiving steam from the reactor shaft (25), the pressure wave passes through the second ends (28b).

Таким образом, двигаясь сверху, волна давления, дойдя до направляющей плиты (1), начинает на нее воздействовать сверху, проходя между направляющей плитой (1) и днищем корпуса (2) ядерного реактора.Thus, moving from above, the pressure wave, having reached the guide plate (1), begins to influence it from above, passing between the guide plate (1) and the bottom of the nuclear reactor vessel (2).

С другой стороны, двигаясь снизу, волна давления, выйдя из коллекторов (32) через третьи концы (31 в) во вторые концы (31b) Т-образных патрубков (31), соединенных с патрубками (30), и, выйдя из вторых концов (28b) Г-образных патрубков (28), начинает воздействовать на направляющую плиту (1) снизу, таким образом, компенсируя одностороннее воздействие сверху избыточного давления на направляющую плиту (1).On the other hand, moving from below, a pressure wave exits the manifolds (32) through the third ends (31c) into the second ends (31b) of the T-shaped pipes (31) connected to the pipes (30), and, emerging from the second ends (28b) of the L-shaped pipes (28), begins to act on the guide plate (1) from below, thus compensating for the one-sided impact of excess pressure on the guide plate (1) from above.

Из коллекторов (32) волна давления проходит не только через третьи концы (31в) Т-образных патрубков (31), соединенных со вторыми концами (31b), и выходит через патрубки (30) во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР, воздействуя снизу на направляющую плиту (1) и на внутреннюю поверхность корпуса (4) реактора, но и, продолжая двигаться вниз, проходит через первые концы (31а) Т-образных патрубков (31), поступая в шахту (25) реактора, что приводит к одновременному воздействию волны давления на внутреннюю и наружную поверхности корпуса (4) УЛР и внутренние и наружные поверхности клапанов подачи воды (10), таким образом, компенсируя одностороннее избыточное давление на оборудование системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора.From the collectors (32), the pressure wave passes not only through the third ends (31c) of the T-shaped pipes (31), connected to the second ends (31b), and exits through the pipes (30) into the internal space of the housing (4) of the ULR, acting from below on the guide plate (1) and on the inner surface of the reactor body (4), but also, continuing to move downwards, passes through the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), entering the reactor shaft (25), which leads to simultaneous the impact of a pressure wave on the internal and external surfaces of the housing (4) of the ULR and the internal and external surfaces of the water supply valves (10), thus compensating for one-sided excess pressure on the equipment of the system for localizing and cooling the melt of the nuclear reactor core.

На втором этапе течи теплоносителя происходит заполнение шахты (25) реактора кипящей водой. Вода, заполняя пространство между внутренней стенкой шахты (25) реактора и наружной поверхностью корпуса (4) УЛР ниже расположения нижней силовой плиты (20) фермы-консоли (3), начинает вытеснять паровоздушную смесь тремя путями:At the second stage of the coolant leak, the reactor shaft (25) is filled with boiling water. Water, filling the space between the inner wall of the reactor shaft (25) and the outer surface of the reactor housing (4) below the location of the lower power plate (20) of the console truss (3), begins to displace the steam-air mixture in three ways:

первый путь - через пароприемные патрубки - первые концы (28а) Г-образных патрубков (28) и вторые концы (28b) во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР и через патрубки (30) во внутреннее пространство направляющей плиты (1),the first path is through the steam inlet pipes - the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28) and the second ends (28b) into the internal space of the housing (4) of the ULR and through the pipes (30) into the internal space of the guide plate (1),

второй путь - через пароприемные патрубки - первые концы (31а) Т-образных патрубков (31), далее через третьи концы (31 в) и связанные с ними вторые концы (31b), соединенные с патрубками (30), во внутреннее пространство направляющей плиты (1),the second way is through the steam inlet pipes - the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), then through the third ends (31c) and the associated second ends (31b), connected to the pipes (30), into the internal space of the guide plate (1),

третий путь - через пароприемные патрубки - первые концы (31а) Т-образных патрубков (31), далее через третьи концы (31в) и связанные с ними коллекторы (32), из которых паровоздушная смесь поступает в трубопроводы (33) для сброса пара и в рециркуляционные трубопроводы (34), откуда по трубопроводам (33) паровоздушная смесь поступает в герметичный объем, где расширяется и охлаждается. При этом корпус (4) УЛР испытывает только гидростатическое давление воды, поступающей в шахту (25) реактора.the third way is through the steam receiving pipes - the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), then through the third ends (31c) and associated collectors (32), from which the steam-air mixture enters the pipelines (33) for steam discharge and into recirculation pipelines (34), from where, through pipelines (33), the steam-air mixture enters a sealed volume, where it expands and cools. In this case, the housing (4) of the HLR experiences only the hydrostatic pressure of the water entering the reactor shaft (25).

В режиме 3 в условиях протекания запроектной аварии на первой залповой стадии поступления расплава из корпуса (2) ядерного реактора во внутренний объем корпуса (4) УЛР паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28), Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает выравнивание давления между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора, внутренним объемом корпуса (4) УЛР и внутренним объемом корпуса (2) ядерного реактора, являющегося источником повышения давления для системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора.In mode 3, under the conditions of a beyond design basis accident, at the first salvo stage of the melt flow from the vessel (2) of the nuclear reactor into the internal volume of the vessel (4), the ULR is a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31 ), collectors (32), connected to pipelines (33), (34), ensures equalization of pressure between the sealed shell, the reactor shaft (25), the internal volume of the vessel (4) of the ULR and the internal volume of the vessel (2) of the nuclear reactor, which is the source increasing pressure for the system of localization and cooling of the nuclear reactor core melt.

Поступая из корпуса (2) ядерного реактора, парогазовая смесь распространяется во внутреннем объеме корпуса (4) УЛР, поднимая давление в нем, и воздействуя на оборудование устройства локализации расплава. Из внутреннего объема корпуса (4) УЛР парогазовая смесь поступает напрямую или через патрубки (30) во вторые концы (28b) Г-образных патрубков (28), вторые концы (31b) и третьи концы (31в) Т-образных патрубков (31), из которых парогазовая смесь соответственно поступает по трем направлениям.Coming from the nuclear reactor housing (2), the vapor-gas mixture spreads into the internal volume of the ULR housing (4), raising the pressure in it and affecting the equipment of the melt localization device. From the internal volume of the housing (4) of the ULR, the vapor-gas mixture flows directly or through branch pipes (30) into the second ends (28b) of the L-shaped branch pipes (28), the second ends (31b) and the third ends (31c) of the T-shaped branch pipes (31) , from which the vapor-gas mixture is respectively supplied in three directions.

Первое направление - парогазовая смесь движется через пароприемные патрубки - первые концы (28а) Г-образных патрубков (28) в пространство, расположенное под нижней силовой плитой (20) фермы-консоли (3) между внутренней стенкой шахты (25) реактора и наружной поверхностью корпуса (4) УЛР, создавая некоторое избыточное давление, противодействующее давлению во внутреннем объеме корпуса (4) УЛР.The first direction - the vapor-gas mixture moves through the steam receiving pipes - the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28) into the space located under the lower power plate (20) of the console truss (3) between the inner wall of the reactor shaft (25) and the outer surface housing (4) of the LLR, creating some excess pressure that counteracts the pressure in the internal volume of the housing (4) of the LLR.

Второе направление - парогазовая смесь движется через пароприемные патрубки - первые концы (31а) Т-образных патрубков (31) в пространство, расположенное под нижней силовой плитой (20) фермы-консоли (3) между внутренней стенкой шахты (25) реактора и наружной поверхностью корпуса (4) УЛР, создавая некоторое избыточное давление, противодействующее давлению во внутреннем объеме корпуса (4) УЛР.The second direction - the steam-gas mixture moves through the steam receiving pipes - the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31) into the space located under the lower power plate (20) of the console truss (3) between the inner wall of the reactor shaft (25) and the outer surface housing (4) of the LLR, creating some excess pressure that counteracts the pressure in the internal volume of the housing (4) of the LLR.

Третье направление - парогазовая смесь движется через коллекторы (32) в рециркуляционные (34) трубопроводы, затем трубопроводы (33) для сброса пара и движется только через указанные трубопроводы (33), из которых поступает в герметичную оболочку, где расширяется и несколько охлаждается.The third direction - the vapor-gas mixture moves through the collectors (32) into the recirculation (34) pipelines, then the pipelines (33) for steam discharge and moves only through the indicated pipelines (33), from which it enters a sealed shell, where it expands and cools somewhat.

В силу того, что патрубки (28) существенно короче трубопроводов (33) для сброса пара и рециркуляционных трубопроводов (34), давление как внутри, так и снаружи корпуса (4) УЛР будет незначительно отличаться друг от друга, а давление между внутренней стенкой шахты (25) реактора и наружной поверхностью корпуса (4) УЛР будет поддерживаться на более высоком уровне, чем в герметичной оболочке, до окончания процесса истечения парогазовой смеси из корпуса (2) ядерного реактора, то есть до выравнивания давления между герметичной оболочкой и корпусом (2) ядерного реактора.Due to the fact that the pipes (28) are significantly shorter than the pipelines (33) for steam discharge and recirculation pipelines (34), the pressure both inside and outside the housing (4) of the ULR will differ slightly from each other, and the pressure between the inner wall of the shaft (25) of the reactor and the outer surface of the vessel (4) the ULR will be maintained at a higher level than in the sealed shell until the end of the process of outflow of the vapor-gas mixture from the vessel (2) of the nuclear reactor, that is, until the pressure is equalized between the sealed shell and the housing (2 ) nuclear reactor.

На первой залповой стадии поступления, в основном, металлической компоненты расплава активной зоны из корпуса (2) ядерного реактора в наполнитель (7), при которой давление между корпусом (2) ядерного реактора и корпусом (4) УЛР уже выровнено, а корпус (4) УЛР еще не прогрет, в теплопередаче к воде не участвует и кипение воды на внешней поверхности корпуса (4) УЛР отсутствует, пассивная циркуляция парогазовой смеси по паро-газораспределительной системе носит неустойчивый характер, меняя свое направление не только в коллекторах (32), но и в трубопроводах (33) для сброса пара и рециркуляционных трубопроводах (34). По мере прогрева наполнителя (7) температура металлической компонентой расплава снижается, а нагрев излучением тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР и фермы-консоли (3), расположенных выше образовавшегося в колодцах (9) кассет (8) наполнителя (7) зеркала расплава, частично блокируется кассетами (8), то есть самим наполнителем (7), частично - парогазовой средой, находящейся над зеркалом расплава, а частично отводится конвективным теплообменом как от самого зеркала расплава, так и от тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР и фермы-консоли (3). В этих условиях устанавливается циркуляция парогазовой смеси между внутренним пространством корпуса (4) УЛР и герметичной оболочкой. Разогретая над расплавом парогазовая смесь поступает из корпуса (4) УЛР по Т-образным патрубкам (31) в коллекторы (32), из которых поступает сначала в рециркуляционные трубопроводы (34), а затем в трубопроводы (33) для сброса пара, или напрямую - в трубопроводы (33) для сброса пара. Двигаясь вверх по трубопроводам (33) для сброса пара, парогазовая смесь поступает в герметичный объем, где расширяется и охлаждается. Одновременно с этим процессом идет и другой процесс - поступление относительно холодной парогазовой смеси из герметичной оболочки во внутренний объем корпуса (4) УЛР. Относительно холодная парогазовая смесь поступает тремя путями.At the first salvo stage of the entry of mainly the metal component of the core melt from the nuclear reactor vessel (2) into the filler (7), at which the pressure between the nuclear reactor vessel (2) and the ULR vessel (4) is already equalized, and the vessel (4 ) The LLR is not yet warmed up, the boiling of water on the outer surface of the body is not involved in heat transfer to the water (4) The LLR is absent, the passive circulation of the steam-gas mixture through the steam-gas distribution system is unstable, changing its direction not only in the collectors (32), but and in pipelines (33) for steam discharge and recirculation pipelines (34). As the filler (7) warms up, the temperature of the metal component of the melt decreases, and the heating by radiation of the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR and the console truss (3), located above the cassettes (8) formed in the wells (9) filler (7) of the melt mirror, is partially blocked by cassettes (8), that is, by the filler itself (7), partially by the vapor-gas environment located above the melt mirror, and partially removed by convective heat exchange both from the melt mirror itself and from thermal protection (6 ) flange (5) of the body (4) of the ULR and the console truss (3). Under these conditions, circulation of the vapor-gas mixture is established between the internal space of the housing (4) of the ULR and the sealed shell. The steam-gas mixture heated above the melt enters from the housing (4) of the ULR through T-shaped pipes (31) into the collectors (32), from which it flows first into the recirculation pipelines (34), and then into the pipelines (33) for steam discharge, or directly - into pipelines (33) for steam discharge. Moving up through pipelines (33) to discharge steam, the steam-gas mixture enters a sealed volume, where it expands and cools. Simultaneously with this process, another process is taking place - the entry of a relatively cold vapor-gas mixture from the sealed shell into the internal volume of the housing (4) of the ULR. The relatively cold vapor-gas mixture enters in three ways.

Первый путь - из первых концов (28а) Г-образных патрубков (28) парогазовая смесь из шахты (25) реактора поступает во вторые концы (28b), откуда поступает непосредственно, либо через патрубки (30) во внутренний объем, ограниченный внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), и во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР.The first path - from the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28), the vapor-gas mixture from the reactor shaft (25) enters the second ends (28b), from where it enters directly, or through the pipes (30) into the internal volume limited by the internal power shell (17) console trusses (3), and into the internal space of the body (4) ULR.

Второй путь - из первых концов (31а) Т-образных патрубков (31) парогазовая смесь из шахты (25) реактора поступает в третьи концы (31в), далее во вторые концы (31b) и через патрубки (30) во внутренний объем, ограниченный внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), и во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР.The second way - from the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), the vapor-gas mixture from the reactor shaft (25) enters the third ends (31c), then to the second ends (31b) and through the pipes (30) into the internal volume limited the internal power shell (17) of the console truss (3), and into the internal space of the housing (4) of the ULR.

Третий путь - из герметичного объема поступает в трубопроводы (33) для сброса пара, затем в коллекторы (32), из которых через третьи (31в) и вторые (31b) концы Т-образных патрубков (31) поступает через патрубки (30) во внутренний объем, ограниченный внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), и во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР.The third way - from the sealed volume it enters the pipelines (33) for releasing steam, then into the collectors (32), from which through the third (31c) and second (31b) ends of the T-shaped pipes (31) it enters through the pipes (30) into the internal volume limited by the internal power shell (17) of the console truss (3), and into the internal space of the housing (4) of the ULR.

Относительно холодная парогазовая смесь, поступившая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), движется вниз вдоль внутренней поверхности внутренней силовой обечайки (17), имея большую плотность, чем плотность поднимающейся вверх парогазовой смеси, находящейся внутри корпуса (4) УЛР. Движущаяся вниз парогазовая смесь постепенно нагревается, охлаждая ферму-консоль (3) и тепловую защиту (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР. По мере нагрева парогазовая смесь смещается к центру корпуса (4) УЛР, опускное движение сменяется подъемным, и разогретая парогазовая смесь снова поступает в Г-образные патрубки (28) и в Т-образные патрубки (31), повторяя циркуляционный режим в паро-газораспределительной системе. В зависимости от перепадов температур парогазовых смесей в герметичном объеме и внутри корпуса (4) УЛР в паро-газораспределительной системе может установиться несколько типов движения опускных и подъемных течений парогазовых смесей:The relatively cold vapor-gas mixture coming from the L-shaped nozzles (28) and T-shaped nozzles (31) moves down along the inner surface of the inner power shell (17), having a higher density than the density of the upwardly moving vapor-gas mixture located inside the housing ( 4) HLR. The vapor-gas mixture moving downward gradually heats up, cooling the console truss (3) and the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR. As the steam-gas mixture is heated, it moves to the center of the housing (4) of the ULR, the lowering movement is replaced by an upward movement, and the heated steam-gas mixture again enters the L-shaped pipes (28) and the T-shaped pipes (31), repeating the circulation mode in the steam-gas distribution system. Depending on the temperature differences of the vapor-gas mixtures in the sealed volume and inside the housing (4) of the ULR, several types of movement of downward and upward flows of vapor-gas mixtures can be established in the steam-gas distribution system:

- встречные потоки - в одной трубе два потока движутся в противоположных направлениях;- counter flows - in one pipe two flows move in opposite directions;

- раздельное течение - в одной трубе поток направлен только в одну сторону;- separate flow - in one pipe the flow is directed only in one direction;

- смешанное течение - в результате циркуляции по рециркуляционным трубопроводам (34) и трубопроводам (33) для сброса пара парогазовые потоки смешиваются и, в зависимости от установившейся температуры смеси, продолжают либо опускное, либо подъемное движение.- mixed flow - as a result of circulation through the recirculation pipelines (34) and pipelines (33) for steam discharge, the steam-gas flows are mixed and, depending on the established temperature of the mixture, continue either downward or upward movement.

Наличие в паро-газораспределительной системе рециркуляционных трубопроводов (34), соединенных в верхней части с трубопроводами (33) для сброса пара, обеспечивает быструю смену режимов циркуляции при изменении температуры внутри корпуса (4) УЛР, что позволяет обеспечить устойчивое парогазовое охлаждение фермы-консоли (3).The presence in the steam-gas distribution system of recirculation pipelines (34), connected in the upper part with pipelines (33) for steam discharge, ensures a quick change of circulation modes when the temperature inside the housing (4) of the ULR changes, which allows for stable steam-gas cooling of the console farm ( 3).

В режиме 4 в условиях протекания запроектной аварии, на второй длительной стадии поступления расплава из корпуса (2) ядерного реактора во внутренний объем корпуса (4) УЛР паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает выравнивание давления между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР. В этом режиме возможны всплески давления, либо длительный подъем давления при нештатном поступлении воды в корпус (2) ядерного реактора или в корпус (4) УЛР на поверхность расплава. Давление из внутреннего объема корпуса (4) УЛР в этом случае сбрасывается в герметичную оболочку и в пространство между внутренней стенкой шахты (25) реактора и наружной поверхностью корпуса (4) УЛР аналогично режиму 3 работы паро-газораспределительной системы.In mode 4, under conditions of a beyond design basis accident, at the second long stage of melt flow from the vessel (2) of the nuclear reactor into the internal volume of the vessel (4), the ULR is a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes ( 31), collectors (32), connected to pipelines (33), (34), ensures pressure equalization between the sealed shell, the reactor shaft (25) and the internal volume of the ULR housing (4). In this mode, pressure surges or a prolonged rise in pressure are possible in the event of an abnormal flow of water into the nuclear reactor housing (2) or into the ULR housing (4) onto the surface of the melt. In this case, the pressure from the internal volume of the housing (4) of the LLR is released into a sealed shell and into the space between the inner wall of the reactor shaft (25) and the outer surface of the housing (4) of the LLR, similar to mode 3 of the steam-gas distribution system.

На второй длительной стадии поступления, в основном, оксидной компоненты расплава активной зоны из корпуса (2) ядерного реактора в наполнитель (7) происходит следующее:At the second long stage of the entry of mainly the oxide component of the core melt from the nuclear reactor vessel (2) into the filler (7), the following occurs:

- с одной стороны, формируется зеркало расплава в корпусе (4) УЛР и лучистые тепловые потоки начинают оказывать тепловое воздействие на оборудование системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора;- on the one hand, a melt mirror is formed in the housing (4) of the ULR and radiant heat flows begin to have a thermal effect on the equipment of the system for localizing and cooling the melt of the nuclear reactor core;

- с другой стороны, корпус (4) УЛР постепенно прогревается и начинает участвовать в теплопередаче к воде, а кипение воды на внешней поверхности корпуса (4) УЛР от конвективного теплообмена переходит в стадию «кипения в большом объеме».- on the other hand, the housing (4) of the LLR gradually warms up and begins to participate in heat transfer to the water, and the boiling of water on the outer surface of the housing (4) of the LLR from convective heat transfer goes into the stage of “boiling in a large volume”.

В этих условиях устойчивая пассивная циркуляция парогазовой смеси по паро-газораспределительной системе приобретает важное значение для устойчивого охлаждения фермы-консоли (3).Under these conditions, stable passive circulation of the steam-gas mixture through the steam-gas distribution system becomes important for sustainable cooling of the console farm (3).

На второй длительной стадии поступления, расплава активной зоны тепло, выделяемое оксидной компонентой расплава, расходуется, в основном, на растворение наполнителя (7) и химические реакции между расплавом и наполнителем (7). В результате этого температура оксидной компоненты снижается, а после завершения растворения основной части наполнителя (7) в расплаве активной зоны формируется зеркало расплава. Лучистые тепловые потоки со стороны зеркала расплава нагревают тепловую защиту (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР и ферму-консоль (3). Парогазовая среда, находящаяся над зеркалом расплава, разогревается и поднимается вверх к днищу корпуса (2) ядерного реактора. Разогрев парогазовой среды происходит не только от зеркала расплава, но и от тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР, фермы-консоли (3) и направляющей плиты (1). Тепло, выделяемое расплавом активной зоны, увеличивает скорость конвективных потоков парогазовой смеси между направляющей плитой (1) корпусом (2) ядерного реактора. Конвективные потоки захватывают парогазовую смесь, вытекающую из паро-газораспределительной системы фермы-консоли (3) во внутреннее пространство, ограниченное внутренней силовой обечайкой (17), что приводит к охлаждению внутренней силовой обечайки (17), других элементов и защитного бетона (22) фермы-консоли (3).At the second long stage of the entry of the core melt, the heat released by the oxide component of the melt is spent mainly on the dissolution of the filler (7) and chemical reactions between the melt and the filler (7). As a result of this, the temperature of the oxide component decreases, and after the dissolution of the main part of the filler (7) is completed, a melt mirror is formed in the core melt. Radiant heat flows from the side of the melt mirror heat the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR and the console truss (3). The vapor-gas environment located above the melt mirror heats up and rises up to the bottom of the nuclear reactor housing (2). Heating of the vapor-gas environment occurs not only from the melt mirror, but also from the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR, the console truss (3) and the guide plate (1). The heat generated by the core melt increases the speed of convective flows of the vapor-gas mixture between the guide plate (1) and the nuclear reactor body (2). Convective flows capture the vapor-gas mixture flowing from the steam-gas distribution system of the console truss (3) into the internal space limited by the internal power shell (17), which leads to cooling of the internal power shell (17), other elements and protective concrete (22) of the truss -console (3).

Под действием разности плотностей парогазовой смеси за пределами шахты (25) реактора и внутри корпуса (4) УЛР развивается парогазовая конвекция, уносящая тепло от тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР, фермы-консоли (3), направляющей плиты (1) и днища корпуса (2) ядерного реактора за пределы шахты (25) реактора. За пределами шахты (25) реактора средняя температура парогазовой среды при разрушении главного циркуляционного трубопровода первого контура может составлять до 150°С, а внутри корпуса (4) УЛР температура парогазовой среды может составлять несколько сотен градусов Цельсия. Это приводит к интенсивному конвективному перемешиванию парогазовой среды внутри корпуса (4) УЛР и по всей высоте от зеркала расплава до днища корпуса (2) ядерного реактора, включая и пространство внутри внутренней силовой обечайки (17) фермы-консоли (3), находящееся, примерно, на середине этой высоты. Относительно холодная парогазовая смесь с температурой до 150°С поступает с внешней стороны шахты (25) реактора, двигаясь вниз, например, по трубопроводам (33) для сброса пара через коллекторы (32) по Т-образным патрубкам (31) во внутреннее пространство внутренней силовой обечайки (17). Поступление относительно холодной парогазовой смеси во внутренне пространство внутренней силовой обечайки (17) приводит к возникновению опускного движения относительно холодной парогазовой смеси, омывающей и охлаждающей внутреннюю силовую обечайку (17), часть нижней силовой плиты (20), обращенной к зеркалу расплава, и тепловую защиту (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР. По мере перемещения вниз парогазовая смесь нагревается, постепенно смещаясь от периферии к центру, ее плотность уменьшается и опускное движение сменяется подъемным. Поднимаясь, парогазовая смесь нагревается, ее движение ускоряется и, достигнув днища корпуса (2) ядерного реактора горячая парогазовая смесь движется тремя путями:Under the influence of the difference in the densities of the vapor-gas mixture outside the reactor shaft (25) and inside the housing (4) of the reactor, steam-gas convection develops, carrying away heat from the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the reactor, the console truss (3), and the guide the plate (1) and the bottom of the nuclear reactor vessel (2) beyond the reactor shaft (25). Outside the reactor shaft (25), the average temperature of the vapor-gas environment when the main circulation pipeline of the primary circuit is destroyed can be up to 150°C, and inside the housing (4) of the ULR, the temperature of the vapor-gas environment can be several hundred degrees Celsius. This leads to intense convective mixing of the vapor-gas environment inside the housing (4) of the ULR and along the entire height from the melt mirror to the bottom of the nuclear reactor housing (2), including the space inside the internal power shell (17) of the console truss (3), located approximately , at the middle of this height. A relatively cold steam-gas mixture with a temperature of up to 150°C enters from the outside of the reactor shaft (25), moving down, for example, through pipelines (33) to discharge steam through collectors (32) through T-shaped pipes (31) into the internal space of the power shell (17). The entry of a relatively cold vapor-gas mixture into the internal space of the internal power shell (17) leads to the occurrence of a downward movement of the relatively cold vapor-gas mixture, washing and cooling the internal power shell (17), part of the lower power plate (20) facing the melt mirror, and thermal protection (6) flange (5) housing (4) ULR. As it moves downward, the vapor-gas mixture heats up, gradually shifting from the periphery to the center, its density decreases and the downward movement is replaced by an upward movement. As it rises, the steam-gas mixture heats up, its movement accelerates and, having reached the bottom of the nuclear reactor vessel (2), the hot steam-gas mixture moves in three ways:

- первый путь - внутрь корпуса (2) ядерного реактора и далее в герметичную оболочку за пределами шахты (25) реактора;- the first path is inside the nuclear reactor housing (2) and then into the hermetic shell outside the reactor shaft (25);

- второй путь - вдоль наружной поверхности корпуса (2) ядерного реактора за пределы шахты (25) реактора в герметичную оболочку;- the second path - along the outer surface of the nuclear reactor housing (2) beyond the reactor shaft (25) into a sealed shell;

- третий путь - через Г-образные патрубки (28) и Т-образные патрубки (31), в коллекторы (32), затем по рециркуляционным трубопроводам (34) и трубопроводам (33) для сброса папа в герметичную оболочку.- the third way is through the L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), into the collectors (32), then through the recirculation pipelines (34) and pipelines (33) to discharge the waste into a sealed shell.

В герметичной оболочке парогазовая смесь расширяется, охлаждается и снова засасывается внутрь шахты (25) реактора через паро-газораспределительную систему, которая обеспечивает циркуляцию парогазовой смеси и охлаждение оборудования УЛР.In a sealed shell, the vapor-gas mixture expands, cools and is again sucked into the reactor shaft (25) through a steam-gas distribution system, which ensures circulation of the vapor-gas mixture and cooling of the HLR equipment.

В режиме 5 на третьей стадии охлаждения расплава активной зоны в корпусе (4) УЛР паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), в условиях интенсивного теплового излучения со стороны зеркала расплава до срабатывания клапанов (10) подачи воды обеспечивает конвективный тепломассоперенос парогазовой среды между герметичной оболочкой, шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР.In mode 5, at the third stage of cooling the core melt in the ULR housing (4), a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), a manifold (32), connected to pipelines (33) , (34), under conditions of intense thermal radiation from the side of the melt mirror, before the water supply valves (10) are activated, it provides convective heat and mass transfer of the vapor-gas environment between the sealed shell, the reactor shaft (25) and the internal volume of the housing (4) of the ULR.

На третьей стадии охлаждения расплава после завершения растворения наполнителя (7) в расплаве активной зоны корпус (4) УЛР полностью прогрет, идет интенсивный теплообмен между корпусом (4) УЛР и охлаждающей водой, находящейся в шахте (25) реактора. Вода, движущаяся вдоль наружной поверхности корпуса (4) УЛР, кипит, насыщенный пар поднимается вверх и через первые концы (28а) Г-образных патрубков (28) и первые концы (31а) Т-образных патрубков (31) поступает в коллекторы (32), через которые движется по двум направлениям.At the third stage of melt cooling, after the completion of dissolution of the filler (7) in the core melt, the housing (4) of the reactor is completely heated, there is intense heat exchange between the housing (4) of the reactor and the cooling water located in the reactor shaft (25). Water moving along the outer surface of the housing (4) of the ULR boils, saturated steam rises upward and through the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28) and the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31) enters the collectors (32 ), through which it moves in two directions.

Первое направление - насыщенный пар, поступая в первые концы (28а) Г-образных патрубков (28), движется через вторые концы (28b) непосредственно, либо через патрубки (30) во внутренний объем, ограниченный внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), и во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР. Кроме того, насыщенный пар, поступая в первые концы (31а) Т-образных патрубков (31) движется через третьи концы (31в), вторые концы (31b), через патрубки (30) во внутренний объем, ограниченный внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), и во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР. Далее насыщенный пар, движется вниз вдоль внутренней поверхности внутренней силовой обечайки (17), имея большую плотность, чем плотность поднимающегося вверх перегретого пара, находящегося внутри корпуса (4) УЛР. Движущийся вниз насыщенный пар постепенно перегревается, охлаждая ферму-консоль (3) и тепловую защиту (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР. По мере перегрева насыщенный пар смещается к центру корпуса (4) УЛР, опускное движение сменяется подъемным. Достигнув внутреннего пространства, ограниченного внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), перегретый пар движется тремя путями:The first direction - saturated steam, entering the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28), moves through the second ends (28b) directly, or through the pipes (30) into the internal volume limited by the internal power shell (17) of the console truss (3), and into the internal space of the housing (4) of the ULR. In addition, saturated steam, entering the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), moves through the third ends (31c), the second ends (31b), through the pipes (30) into the internal volume limited by the internal power shell (17) console trusses (3), and into the internal space of the housing (4) ULR. Next, the saturated steam moves down along the inner surface of the inner power shell (17), having a higher density than the density of the rising superheated steam located inside the housing (4) of the ULR. The saturated steam moving downward gradually overheats, cooling the console truss (3) and the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR. As it overheats, the saturated steam moves to the center of the housing (4) of the ULR, the lowering movement is replaced by an upward movement. Having reached the internal space limited by the internal power shell (17) of the console truss (3), the superheated steam moves in three ways:

- третий путь - через Г-образные патрубки (28) и Т-образные патрубки (31) в коллекторы (32), затем вверх по рециркуляционным трубопроводам (34) и трубопроводам (33) для сброса пара в герметичную оболочку. Причем, в связи с тем, что гидравлическое сопротивление трубопроводов (33) для сброса пара, соединенных с рециркуляционными трубопроводами (34), значительно отличается от гидравлического сопротивления одиночных трубопроводов (33) для сброса пара, возникающие локальные спутные потоки насыщенного и перегретого пара, движущиеся вертикально вверх, будут иметь различное соотношение (занимаемую площадь, скорость, расход), вплоть до возникновения в рециркуляционных трубопроводах (34) опрокидывания потоков насыщенного пара. Аналогично, в зависимости от степени перегрева насыщенного пара в корпусе (4) УЛР, внутри паро-газораспределительной системы, состоящей из Г-образных патрубков (28) Т-образных патрубков (31), коллекторов (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), будет устанавливаться различное теплогидравлическое равновесие между Г-образными патрубками (28) и Т-образными патрубками (31), работающими на вход насыщенного пара внутрь корпуса (4) УЛР и работающими на выход перегретого пара из корпуса (4) УЛР.- the third way is through the L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) into the collectors (32), then up through the recirculation pipelines (34) and pipelines (33) to discharge steam into a sealed shell. Moreover, due to the fact that the hydraulic resistance of pipelines (33) for steam discharge connected to recirculation pipelines (34) differs significantly from the hydraulic resistance of single pipelines (33) for steam discharge, local cocurrent flows of saturated and superheated steam arise, moving vertically upward, will have different ratios (occupied area, speed, flow rate), up to the occurrence of overturning of saturated steam flows in the recirculation pipelines (34). Similarly, depending on the degree of overheating of the saturated steam in the housing (4) of the ULR, inside the steam-gas distribution system, consisting of L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31), manifolds (32), connected to pipelines (33) , (34), a different thermal-hydraulic equilibrium will be established between the L-shaped pipes (28) and the T-shaped pipes (31), working for the entrance of saturated steam into the housing (4) of the HLR and working for the exit of superheated steam from the housing (4) of the HLR .

Пассивная циркуляция насыщенного и перегретого пара по паро-газораспределительной системе носит неустойчивый характер, меняя свое направление не только в коллекторах (32), но и в трубопроводах (33) для сброса пара и рециркуляционных трубопроводах (34). По мере роста температуры зеркала расплава, увеличиваются лучистые тепловые потоки, и, как следствие, происходит разогрев излучением тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР и фермы-консоли (3). Лучистые тепловые потоки со стороны зеркала расплава частично блокируются паром, находящимся над зеркалом расплава, а частично отводятся конвективным теплообменом как от самого зеркала расплава, так и от тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР и фермы-консоли (3). В этих условиях устанавливается циркуляция пара между внутренним пространством корпуса (4) УЛР и герметичной оболочкой. Перегретый относительно состояния насыщения пар поступает из корпуса (4) УЛР по Г-образным патрубкам (28) и Т-образным патрубкам (31) в коллекторы (32) соответственно, из которых поступает сначала в рециркуляционные трубопроводы (34), а затем в трубопроводы (33) для сброса пара, или напрямую - в трубопроводы (33) для сброса пара. Двигаясь вверх по трубопроводам (33) для сброса пара, парогазовая смесь поступает в герметичный объем, где расширяется и охлаждается.The passive circulation of saturated and superheated steam through the steam-gas distribution system is unstable, changing its direction not only in the collectors (32), but also in the pipelines (33) for steam discharge and recirculation pipelines (34). As the temperature of the melt mirror increases, the radiant heat fluxes increase, and, as a result, the thermal protection (6) of the flange (5) of the body (4) of the ULR and the console truss (3) are heated by radiation. Radiant heat flows from the side of the melt mirror are partially blocked by steam located above the melt mirror, and are partially removed by convective heat exchange both from the melt mirror itself and from the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR and the console truss (3 ). Under these conditions, steam circulation is established between the internal space of the housing (4) of the ULR and the sealed shell. The steam, superheated relative to the saturation state, enters from the housing (4) of the ULR through L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) into the collectors (32), respectively, from which it flows first into the recirculation pipelines (34), and then into the pipelines (33) for steam release, or directly - into pipelines (33) for steam release. Moving up through pipelines (33) to discharge steam, the steam-gas mixture enters a sealed volume, where it expands and cools.

Второе направление - насыщенный пар, поступая в коллекторы (32), движется напрямую через рециркуляционные трубопроводы (34) и трубопроводы (33) для сброса пара в герметичную оболочку, где расширяется и несколько охлаждается. Однако этот режим в значительной степени зависит от гидравлического сопротивления первого и второго путей, которыми движется перегретый пар из внутреннего пространства, ограниченного внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3):The second direction - saturated steam, entering the collectors (32), moves directly through the recirculation pipelines (34) and pipelines (33) to discharge the steam into a sealed shell, where it expands and cools somewhat. However, this mode largely depends on the hydraulic resistance of the first and second paths through which superheated steam moves from the internal space limited by the internal power shell (17) of the console truss (3):

- второй путь - вдоль наружной поверхности корпуса (2) ядерного реактора за пределы шахты (25) реактора в герметичную оболочку.- the second path - along the outer surface of the nuclear reactor housing (2) beyond the reactor shaft (25) into a sealed shell.

Если первый и второй пути выхода перегретого пара в герметичную оболочку имеют большие гидравлические сопротивления, связанные, например, с перекрытием (завариванием) расплавом проходных сечений между направляющей плитой (1) и днищем корпуса (2) ядерного реактора, то основным каналом эвакуации перегретого пара из внутреннего пространства корпуса (4) УЛР становится паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивающая охлаждение оборудования системы локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора.If the first and second paths for the exit of superheated steam into the sealed shell have large hydraulic resistances, associated, for example, with the blocking (welding) of the flow sections between the guide plate (1) and the bottom of the nuclear reactor body (2) with the melt, then the main channel for evacuating superheated steam from The internal space of the housing (4) of the ULR becomes a steam-gas distribution system, consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), a manifold (32), connected to pipelines (33), (34), providing cooling of the equipment systems for localizing and cooling the melt of a nuclear reactor core.

В режиме 6 на четвертой стадии охлаждения расплава активной зоны в корпусе (4) УЛР паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает конвективный тепломассоперенос парокапельной среды между шахтой (25) реактора и внутренним объемом корпуса (4) УЛР после открытия клапанов (10) подачи воды.In mode 6, at the fourth stage of cooling the core melt in the ULR housing (4), a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), a manifold (32), connected to pipelines (33) , (34), provides convective heat and mass transfer of the vapor-droplet environment between the reactor shaft (25) and the internal volume of the ULR housing (4) after opening the water supply valves (10).

После открытия клапанов (10) подачи воды начинается пароводяное охлаждение шлаковой шапки и тонкой корки на поверхности расплава. Поступающая вода из клапанов (10) подачи воды быстро снижает температуру парогазовой среды над зеркалом расплава. Водоохлаждаемая корка над зеркалом расплава стабилизируется. Температура тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР, температура фермы-консоли (3) и направляющей плиты (1) постепенно снижается и устанавливается близкой к температуре насыщенного пара. В этот период на корке расплава появляется уровень воды. Масса выкипающей воды становится меньше массы воды, поступающей из шахты (25) реактора через открытые клапаны (10) подачи воды во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР. Этот процесс заканчивается выравниванием уровней воды в шахте (25) реактора и внутри корпуса (4) УЛР.After opening the water supply valves (10), steam-water cooling of the slag cap and thin crust on the surface of the melt begins. The incoming water from the water supply valves (10) quickly reduces the temperature of the vapor-gas environment above the melt surface. The water-cooled crust above the melt surface is stabilized. The temperature of the thermal protection (6) of the flange (5) of the housing (4) of the ULR, the temperature of the console truss (3) and the guide plate (1) gradually decreases and is set close to the temperature of saturated steam. During this period, a water level appears on the melt crust. The mass of boiling water becomes less than the mass of water coming from the reactor shaft (25) through the open water supply valves (10) into the internal space of the ULR housing (4). This process ends with leveling the water levels in the reactor shaft (25) and inside the ULR housing (4).

Насыщенный пар из корпуса (4) УЛР поднимается вверх и, достигнув внутреннего пространства, ограниченного внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3), движется тремя путями:Saturated steam from the housing (4) of the HLR rises upward and, having reached the internal space limited by the internal power shell (17) of the console truss (3), moves in three ways:

- третий путь - через Г-образные патрубки (28) и Т-образные патрубки (31) в коллекторы (32), затем вверх по рециркуляционным трубопроводам (34) и трубопроводам (33) для сброса пара в герметичную оболочку. Причем, в связи с тем, что гидравлическое сопротивление трубопроводов (33) для сброса пара, соединенных с рециркуляционными трубопроводами (34), значительно отличается от гидравлического сопротивления одиночных трубопроводов (33) для сброса пара, на различных участках паро-газораспределительной системы возникают локальные спутные потоки насыщенного пара разной интенсивности. Происходит параллельное движение и перемешивание потоков насыщенного пара, поступающих из шахты (25) реактора и из корпуса (4) УЛР в Т-образные патрубки (31). Перемешивание и спутное течение потоков насыщенного пара возникает в коллекторах (32). При интенсивном парообразовании на начальной стадии охлаждения поверхности расплава после срабатывания клапанов (10) подачи воды внутри корпуса (4) УЛР происходит увеличение давления относительно давления насыщенного пара в шахте (25) реактора, вырабатываемого при кипении воды вокруг наружной поверхности корпуса (4) УЛР.- the third way is through the L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) into the collectors (32), then up through the recirculation pipelines (34) and pipelines (33) to discharge steam into a sealed shell. Moreover, due to the fact that the hydraulic resistance of pipelines (33) for steam discharge connected to recirculation pipelines (34) differs significantly from the hydraulic resistance of single pipelines (33) for steam discharge, local associated flows of saturated steam of different intensity. There is a parallel movement and mixing of saturated steam flows coming from the reactor shaft (25) and from the ULR housing (4) into the T-shaped pipes (31). Mixing and co-flow of saturated steam flows occurs in the collectors (32). With intense vaporization at the initial stage of cooling the surface of the melt after the actuation of the water supply valves (10) inside the housing (4) of the LLR, an increase in pressure occurs relative to the pressure of saturated steam in the shaft (25) of the reactor, generated by boiling water around the outer surface of the housing (4) of the LLR.

Шахта (25) реактора и внутренний объем корпуса (4) УЛР образуют гидравлическую систему, связанную гидравлическими каналами в корпусе (4) УЛР и паровыми каналами паро-газораспределительной системы:The reactor shaft (25) and the internal volume of the LLR housing (4) form a hydraulic system connected by hydraulic channels in the LLR housing (4) and the steam channels of the steam-gas distribution system:

- гидравлические каналы в корпусе (4) УЛР - открытые после срабатывания клапанов (10) подачи воды;- hydraulic channels in the housing (4) of the ULR - open after actuation of the water supply valves (10);

- паровые каналы паро-газораспределительной системы - Г-образные патрубки (28), Т-образные патрубки (31) и коллекторы (32).- steam channels of the steam-gas distribution system - L-shaped pipes (28), T-shaped pipes (31) and manifolds (32).

Гидравлический контур «шахта (25) реактора - внутренний объем корпуса (4) УЛР», обладает отрицательной обратной связью, приводящей к затуханию колебаний давления при быстром парообразовании на поверхности расплава внутри корпуса (4) УЛР. Работает такая гидравлическая система следующим образом. Как только давление во внутреннем пространстве корпуса (4) УЛР становится больше давления в шахте (25) реактора, тогда расход воды из шахты (25) реактора через клапаны (10) подачи воды во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР прекращается или становиться отрицательным: вода отжимается повышенным давлением из корпуса (4) УЛР в шахту (25) реактора. Парообразование на поверхности расплава уменьшается, а пар через паровые каналы паро-газораспределительной системы поступает в шахту (25) реактора, выравнивая давление внутри и снаружи корпуса (4) УЛР. Скорость выравнивания давления определяется скоростью эвакуации пара по трубопроводам (33) для сброса пара в герметичную оболочку, поэтому до наступления критического истечения пара из трубопроводов (33) для сброса пара, давление в шахте (25) реактора будет несколько ниже, чем давление внутри корпуса (4) УЛР и отрицательная обратная связь гидравлического контура «шахта (25) реактора - внутренний объем корпуса (4) УЛР» будет приводить к затуханию колебаний давления при поступлении воды на поверхность расплава через клапаны (10) подачи воды. После наступления критического истечения пара из трубопроводов (33) для сброса пара, давление пара внутри корпуса (4) УЛР будет определяться расходом пара по двум направлениям, которыми движется насыщенный пар из внутреннего пространства, ограниченного внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3):The hydraulic circuit “reactor shaft (25) - internal volume of the ULR housing (4)” has negative feedback, leading to attenuation of pressure fluctuations during rapid vaporization on the surface of the melt inside the ULR housing (4). This hydraulic system works as follows. As soon as the pressure in the internal space of the housing (4) of the LLR becomes greater than the pressure in the shaft (25) of the reactor, then the flow of water from the shaft (25) of the reactor through the water supply valves (10) into the internal space of the housing (4) of the LLR stops or becomes negative: water is pressed out by increased pressure from the housing (4) of the ULR into the reactor shaft (25). Vaporization on the surface of the melt is reduced, and steam enters the reactor shaft (25) through the steam channels of the steam-gas distribution system, equalizing the pressure inside and outside the ULR housing (4). The rate of pressure equalization is determined by the rate of steam evacuation through pipelines (33) for releasing steam into a sealed shell, therefore, before the critical outflow of steam from pipelines (33) for releasing steam, the pressure in the reactor shaft (25) will be slightly lower than the pressure inside the vessel ( 4) LLR and negative feedback of the hydraulic circuit “reactor shaft (25) - internal volume of the housing (4) LLR” will lead to attenuation of pressure fluctuations when water enters the surface of the melt through the water supply valves (10). After the critical outflow of steam from the pipelines (33) for steam release, the steam pressure inside the housing (4) of the ULR will be determined by the steam flow in two directions in which saturated steam moves from the internal space limited by the internal power shell (17) of the console truss (3 ):

- второй путь - вдоль наружной поверхности корпуса (2) ядерного реактора за пределы шахты (25) реактора в герметичную оболочку.- the second path is along the outer surface of the nuclear reactor housing (2) beyond the reactor shaft (25) into a sealed shell.

Если по этим направлениям эвакуация пара из внутреннего пространства корпуса (4) УЛР будет существенно затруднена, тогда давление насыщенного пара внутри корпуса (4) УЛР будет расти, что приведет к повышению давления в шахте (25) реактора, увеличению высоты паровой подушки под нижней силовой плитой (20) фермы-консоли (3) и, как следствие этого, уменьшению уровня воды в шахте (25) реактора. Процесс понижения уровня воды в шахте (25) реактора, в условиях практического равенства давления пара в шахте (25) реактора и внутри корпуса (4) УЛР, будет идти до момента оголения клапанов (10) подачи воды, через которые вода, оставшаяся внутри корпуса (4) УЛР, под действием гидростатического давления будет вытекать в шахту (25) реактора. Слив воды из корпуса (4) УЛР приведет к уменьшению парообразования над поверхностью расплава, что приведет к снижению давления как в гидравлическом контуре «шахта (25) реактора - внутренний объем корпуса (4) УЛР», так и в паро-газораспределительной системе, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34). После понижения давления в шахте (25) реактора, уровень воды восстанавливается до уровня расположения клапанов (10) подачи воды, вода поступает внутрь корпуса (4) УЛР, внутри которого начинается процесс парообразования с повышением давления, это приводит к тому, что процессы в гидравлическом контуре «шахта (25) реактора - внутренний объем корпуса (4) УЛР» могут несколько раз циклически повториться до завершения расхолаживания поверхности расплава внутри корпуса (4) УЛР.If in these directions the evacuation of steam from the internal space of the reactor housing (4) is significantly hampered, then the pressure of saturated steam inside the reactor housing (4) will increase, which will lead to an increase in pressure in the reactor shaft (25), an increase in the height of the steam cushion under the lower power plate (20) of the console truss (3) and, as a consequence, a decrease in the water level in the reactor shaft (25). The process of lowering the water level in the reactor shaft (25), under conditions of practical equality of steam pressure in the reactor shaft (25) and inside the reactor housing (4), will continue until the water supply valves (10) are exposed, through which the water remaining inside the housing (4) The ULR, under the influence of hydrostatic pressure, will flow into the reactor shaft (25). Draining water from the ULR housing (4) will lead to a decrease in steam formation above the surface of the melt, which will lead to a decrease in pressure both in the hydraulic circuit “reactor shaft (25) - internal volume of the ULR housing (4)” and in the steam-gas distribution system, consisting from L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), a manifold (32), connected to pipelines (33), (34). After the pressure in the reactor shaft (25) is reduced, the water level is restored to the level of the water supply valves (10), water enters the inside of the housing (4) of the reactor, inside which the process of steam formation begins with an increase in pressure, this leads to the fact that the processes in the hydraulic the circuit “reactor shaft (25) - internal volume of the reactor housing (4)” can be repeated cyclically several times until the cooling of the melt surface inside the reactor housing (4) is completed.

В режиме 7 при недостаточном охлаждении расплава активной зоны в корпусе (4) УЛР паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает залив внутреннего пространства корпуса (4) УЛР водой из шахты (25) реактора.In mode 7, with insufficient cooling of the core melt in the housing (4) of the ULR, a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), a manifold (32), connected to pipelines (33), (34), ensures that the internal space of the ULR housing (4) is filled with water from the reactor shaft (25).

При длительном отсутствии срабатывания на открытие клапанов (10) подачи воды, процесс охлаждения фермы-консоли (3) и направляющей плиты (1) стабилизируется, в результате чего над зеркалом расплава устанавливаются две явно выраженные температурные зоны: горячая нижняя зона - внутри корпуса (4) УЛР, холодная верхняя зона - внутри пространства, ограниченного внутренней силовой обечайкой (17) фермы-консоли (3). Горячая нижняя зона имеет температуру парогазовой среды в несколько сотен градусов, что обеспечивает ей интенсивный конвективный теплообмен с холодной верхней зоной, в которую по паро-газораспределительной системе, состоящей из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), из шахты (25) реактора поступает насыщенный пар. Чем выше уровень воды в шахте (25) реактора и чем интенсивнее кипение воды, тем большее количество воды в виде парокапельного потока будет поступать в холодную верхнюю зону, тем более интенсивным будет охлаждение фермы-консоли (3), направляющей плиты (1) и тепловой защиты (6) фланца (5) корпуса (4) УЛР.If there is no response to the opening of the water supply valves (10) for a long time, the cooling process of the console truss (3) and the guide plate (1) is stabilized, as a result of which two clearly defined temperature zones are established above the melt mirror: the hot lower zone - inside the housing (4 ) ULR, cold upper zone - inside the space limited by the internal power shell (17) of the console truss (3). The hot lower zone has a vapor-gas medium temperature of several hundred degrees, which provides it with intense convective heat exchange with the cold upper zone, into which the manifold is supplied through a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31). (32), connected to pipelines (33), (34), saturated steam comes from the reactor shaft (25). The higher the water level in the reactor shaft (25) and the more intense the boiling of the water, the greater the amount of water in the form of a vapor-droplet flow will enter the cold upper zone, the more intense the cooling of the console truss (3), the guide plate (1) and the thermal protection (6) flange (5) housing (4) ULR.

Для обеспечения устойчивого охлаждения оборудования устройства локализации расплава необходимо подать воду внутрь корпуса (4) УЛР. Это достигается подачей воды в шахту (25) реактора от внешних систем, например, от пожарных машин. Уровень воды в шахте (25) реактора будет постепенно повышаться, а, дойдя до первых концов (28а) Г-образных патрубков (28) и первых концов (31а) Т-образных патрубков (31), вода спутным потоком вместе с насыщенным паром через вторые концы (28b) Г-образных патрубков (28) и вторые концы (31b) Т-образных патрубков (31) начнет поступать во внутреннее пространство корпуса (4) УЛР, в котором на начальном этапе этот процесс приведет к перемешиванию парогазовой смеси с насыщенным паром и к полному испарению воды, а на конечном этапе этот процесс приведет к снижению температуры парогазовой среды над поверхностью расплава и установлению режима поверхностного кипения воды с охлаждением шлаковой шапки и образованием толстой корки над расплавом.To ensure stable cooling of the equipment of the melt localization device, it is necessary to supply water inside the housing (4) of the ULR. This is achieved by supplying water to the reactor shaft (25) from external systems, for example, from fire engines. The water level in the reactor shaft (25) will gradually increase, and, having reached the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28) and the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), the water will flow in a co-flow together with saturated steam through the second ends (28b) of the L-shaped pipes (28) and the second ends (31b) of the T-shaped pipes (31) will begin to flow into the internal space of the housing (4) of the ULR, in which at the initial stage this process will lead to mixing of the vapor-gas mixture with the saturated steam and complete evaporation of water, and at the final stage this process will lead to a decrease in the temperature of the vapor-gas environment above the surface of the melt and the establishment of a regime of surface boiling of water with cooling of the slag cap and the formation of a thick crust above the melt.

При повышении давления внутри корпуса (4) УЛР, пар противотоком движется через Т-образные патрубки (31) в коллекторы (32), затем вверх по рециркуляционным трубопроводам (34) и трубопроводам (33) для сброса пара в герметичную оболочку. При истечении пара по каналам паро-газораспределительной системы из внутреннего объема корпуса (4) УЛР происходит встречное движение пара и воды. В условиях возникновения повышенного давления внутри корпуса (4) УЛР происходит запирание водяных потоков паром, вытекающим из корпуса (4) УЛР, то есть происходит прекращение поступления воды из шахты (25) реактора, длительность которого определяется временем существования и величиной избыточного давления внутри корпуса (4) УЛР относительно гидростатического давления воды в шахте (25) реактора. При уменьшении давления внутри корпуса (4) УЛР гидростатическое давление воды в шахте (25) реактора снова обеспечит проталкивание воды через паро-газораспределительную систему внутрь корпуса (4) УЛР для охлаждения поверхности расплава.When the pressure inside the housing (4) of the ULR increases, steam moves countercurrently through the T-shaped pipes (31) into the collectors (32), then up through the recirculation pipelines (34) and pipelines (33) to discharge the steam into a sealed shell. When steam flows through the channels of the steam-gas distribution system from the internal volume of the housing (4) of the ULR, a counter movement of steam and water occurs. Under conditions of increased pressure inside the housing (4) of the reactor, the water flows are blocked by steam flowing from the housing (4) of the reactor, that is, the flow of water from the reactor shaft (25) stops, the duration of which is determined by the time of existence and the amount of excess pressure inside the housing ( 4) ULR relative to the hydrostatic water pressure in the reactor shaft (25). When the pressure inside the ULR housing (4) decreases, the hydrostatic pressure of water in the reactor shaft (25) will again ensure that water is pushed through the steam-gas distribution system into the ULR housing (4) to cool the surface of the melt.

В режиме 8 при недостаточном охлаждении наружной поверхности корпуса (4) УЛР паро-газораспределительная система, состоящая из Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), коллектора (32), соединенных с трубопроводами (33), (34), обеспечивает залив водой шахты (25) реактора из внутреннего объема корпуса (4) УЛР.In mode 8, with insufficient cooling of the outer surface of the housing (4), the ULR is a steam-gas distribution system consisting of L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31), a manifold (32), connected to pipelines (33), (34 ), ensures that the reactor shaft (25) is filled with water from the internal volume of the ULR housing (4).

При длительном отсутствии срабатывания на открытие клапанов (10) подачи воды и в условиях низкого положения уровня воды в шахте (25) реактора возможно нарушение охлаждения наружной поверхности корпуса (4) УЛР, приводящее к его перегреву. Для исключения этого явления необходимо увеличить уровень охлаждающей воды в шахте (25) реактора. С этой целью охлаждающая вода из внутренних источников или с внешней стороны герметичной оболочки, например, от пожарных машин, подается внутрь корпуса (2) реактора, из которого через разрушенное днище корпуса (2) реактора поступает в направляющую плиту (1), откуда скатывается внутрь корпуса (4) УЛР. Температура внутри корпуса (4) УЛР стабилизируется, насыщенный пар по паро-газораспределительной системе выходит в герметичный объем. Постепенно повышается уровень воды внутри корпуса (4) УЛР и достигает Г-образных патрубков (28) и Т-образных патрубков (31), расположенных в ферме-консоли (3). Через первые концы (28а) Г-образных патрубков (28) и первые концы (31а) Т-образных патрубков (31) вода стекает вниз в шахту (25) реактора, повышая уровень воды в ней. Этот процесс идет до выравнивания уровней воды в шахте (25) реактора и внутри корпуса (4) УЛР. Процесс выравнивания уровней воды и последующее установление гидродинамического равновесия уровней воды в шахте (25) реактора и внутри корпуса (4) УЛР сопровождается движением спутных и встречных потоков насыщенного пара в элементах паро-газораспределительной системы.If there is no response to the opening of the water supply valves (10) for a long time and in conditions of a low water level in the reactor shaft (25), a violation of the cooling of the outer surface of the housing (4) of the ULR may occur, leading to its overheating. To eliminate this phenomenon, it is necessary to increase the level of cooling water in the reactor shaft (25). For this purpose, cooling water from internal sources or from the outside of the sealed shell, for example, from fire engines, is supplied inside the reactor housing (2), from which it enters the guide plate (1) through the destroyed bottom of the reactor housing (2), from where it rolls inside buildings (4) ULR. The temperature inside the housing (4) of the ULR is stabilized, saturated steam enters the sealed volume through the steam-gas distribution system. The water level inside the housing (4) of the ULR gradually increases and reaches the L-shaped pipes (28) and T-shaped pipes (31) located in the console truss (3). Through the first ends (28a) of the L-shaped pipes (28) and the first ends (31a) of the T-shaped pipes (31), water flows down into the reactor shaft (25), increasing the water level in it. This process continues until the water levels in the reactor shaft (25) and inside the reactor housing (4) are equalized. The process of equalizing water levels and the subsequent establishment of hydrodynamic equilibrium of water levels in the reactor shaft (25) and inside the reactor housing (4) is accompanied by the movement of co-current and counter flows of saturated steam in the elements of the steam-gas distribution system.

Параллельные силовые ребра (15), радиальные силовые ребра (14), внутренняя, средняя и внешняя силовые обечайки (17), (18), (16), а также верхняя и нижняя силовые плиты (19), (20) могут быть выполнены из стали марки 09Г2С.Parallel load-bearing ribs (15), radial load-bearing ribs (14), inner, middle and outer load-bearing shells (17), (18), (16), as well as upper and lower load-bearing plates (19), (20) can be made made of steel grade 09G2S.

Диаметр внутренней силовой обечайки (16) равен 5,1 м. Диаметр средней силовой обечайки (17) равен 5,9 м. Диаметр внешней силовой обечайки (18) равен 9,2 м. Высота фермы-консоли (3) равна 2 м.The diameter of the inner power shell (16) is 5.1 m. The diameter of the middle power shell (17) is 5.9 m. The diameter of the outer power shell (18) is 9.2 m. The height of the cantilever truss (3) is 2 m.

Г-образные и Т-образные патрубки выполнены в форме кольцевых труб, соединенных друг с другом посредством сварки, либо выполнены в монолитной форме.L-shaped and T-shaped pipes are made in the form of ring pipes connected to each other by welding, or made in monolithic form.

Таким образом применение в фермы-консоли устройства локализации расплава газо-парораспределительной системы, состоящая из Г-образных патрубков, Т-образных патрубков, коллекторов, врезанных в элементы конструкции фермы-консоли и соединенных с трубопроводами для сброса пара и рециркуляционными трубопроводами, позволило повысить надежность фермы-консоли за счет выравнивания давления между гермообъемом, шахтой реактора и УЛР при проектных и запроектных авариях, эвакуации пара из шахты реактора при кипении охлаждающей воды вокруг корпуса УЛР и охлаждения элементов фермы-консоли и направляющей плиты при проектных и запроектных авариях, поступления охлаждающей воды из шахты реактора внутрь корпуса УЛР в случае отказа клапанов подачи воды, установленных на корпусе УЛР, а также перелива охлаждающей воды из корпуса УЛР в шахту реактора для обеспечения отвода тепла с внешней стороны корпуса УЛР. Thus, the use of a melt localization device of a gas-steam distribution system in the cantilever truss, consisting of L-shaped pipes, T-shaped pipes, manifolds embedded in the structural elements of the cantilever truss and connected to pipelines for steam discharge and recirculation pipelines, made it possible to increase reliability console trusses due to pressure equalization between the containment volume, the reactor shaft and the control unit during design basis and beyond design basis accidents, evacuation of steam from the reactor shaft during boiling of cooling water around the control unit body and cooling of the elements of the console truss and guide plate during design basis and beyond design basis accidents, the flow of cooling water from the reactor shaft into the reactor housing in the event of failure of the water supply valves installed on the reactor housing, as well as the overflow of cooling water from the reactor housing into the reactor shaft to ensure heat removal from the outside of the reactor housing.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №2576517, МПК G21C 9/016, приоритет от 16.12.2014 г.;1. RF Patent No. 2576517, IPC G21C 9/016, priority dated December 16, 2014;

2. Патент РФ №2576516, МПК G21C 9/016, приоритет от 16.12.2014 г.;2. RF Patent No. 2576516, IPC G21C 9/016, priority dated December 16, 2014;

3. Патент РФ №2575878, МПК G21C 9/016, приоритет от 16.12.2014 г.;3. RF Patent No. 2575878, IPC G21C 9/016, priority dated December 16, 2014;

4. Устройство локализации расплава для АЭС с ВВЭР-1200, И.А. Сидоров, 7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Россия, 17-20 мая 2011 г.;4. Melt localization device for NPPs with VVER-1200, I.A. Sidorov, 7th MNTK “Ensuring the safety of NPPs with VVER”, OKB “GIDROPRESS”, Russia, May 17-20, 2011;

5. Патент РФ №2742583, МПК G21C 9/016, приоритет от 18.03.2020 г. 5. RF Patent No. 2742583, IPC G21C 9/016, priority dated 03/18/2020

Claims

1. Truss-cantilever of the melt localization device, containing external, internal parallel and radial sectors, consisting of parallel, radial power ribs (15), (14), external, middle, internal shells (16), (18), (17) , upper power plate (19), lower power plate (20), characterized in that it additionally contains L-shaped pipes (28) for receiving steam from the reactor shaft, each of which contains a first end (28a) passing through the lower power plate (20), second end (286) passing through the middle shell (18), inner shell (17), T-shaped pipes (31) for gas and steam distribution, each of which contains a first end (31a) passing through the lower power plate (20), the second end (31b), passing through the middle shell (18), the inner shell (17), the third end (31c) is equipped with a manifold (32) with pipelines (33) connected to it for steam discharge, which are installed through gaskets (37) with removable flanges (35) and protective grids (36), recirculation pipelines (34), connecting pipelines (33) for steam discharge, with some second ends (28b), (31b) of L-shaped pipes ( 28) and T-shaped pipes (31) are connected to pipes (30) for steam removal, installed on the inside of the inner shell (18) and directed upward.

2. Truss-cantilever of the melt localization device according to claim 1, characterized in that the voids in the parallel and radial sectors formed between the L-shaped pipes (28) and the T-shaped pipes (31) are filled with protective concrete.

3. Truss-cantilever of the melt localization device according to claim 1, characterized in that holes (23) are made in the middle power shell (18) and in the upper power plate (19).

4. Truss-cantilever of the melt localization device according to claim 1, characterized in that on the outer side of the outer power shell (16) support legs (21) with anchor ribs (11) are installed.