SU597351A3 - Ядерный реактор на быстрых нейтронах - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к  дерной технике и может быть использовано дл  усовершенствовани  конструкции  дерного реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким металлом , например натрием, в так называемой баковой компоновке. Известен  дерный реактор на быстрых нейтронах с баковой компоновкой оборудовани  первого контура 1, 2. Известен также  дерный реактор на быстрых нейтронах 3 охлаждаемый жидким металлом, например натрием, содержащий вертикально расположенный основной бак, в котором размещен внутренний бак, содержащий активную зону, расположенную на горизонтальнол настиле, соединенном со стенкой основного бака коническим звеном, и обеспечивающий разделение гор чего жидкого металла, выход щего из активной зоны, и холодного жидкого металла, выход щего из теплообменников, размещенных внутри основного бака вместе с насосами дл  прокачки жидкого металла. Недостатком известной конструкции  вл етс  неустойчивость термогидравлического режима течени  натри  внутри основного бака дл  реакторов очень больщой мощности (1000 Мвт и выще), что приводит к нежеательным термически . напр жени м в стенах бака, к снижению надежности установки. Цель изобретени  - иовыщение надежности установки путем снижени  температуры стенок основного бака. Указанна  цель достигаетс  тем, что верхн   часть боковой стенки внутреннего бака расположена ниже верхнего кра  активной зоны и выще уровн  выхода из теплообменников , а наружный край боковой стенки отогнут книзу и соединен непосредственно с основным баком. Кооме того, стенка основного бака содержит по меньшей мере одну перегородку, образующую между стенкой и перегородкой пространство дл  циркул ции восход щего потока жидкого .металла, выход щего из теплообменников , а также содержит контр-перегородку, ограничивающую с указанной перегородкой кольцевое пространсгво дл  циркул ции нисход щего потока жидкого металла перед с.мещение .м его с .массой охлажденного жидкого металла. Кроме того, наружный край боковой стенки внутреннего бака соединен с коническим звеном вблизи его соединени  со стенкой основной камеры. Кроме того, наружный край боковой стеики внутреннего бака соединен со стенкой контрперегородки . На фиг. 1 схематически изображен  дерный реактор на быстры.х нейтронах с внутренним баком, в продольном разрезе; на фиг. 2 - раЗрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 изображен главный вид и частичный разрез одного варианта конструкции рассматриваемого внутреннего бака. На фи1 1 схематически представлен  дерный реактор на быстрых нейтронах компоновки , содержащий внешнюю конструкцию 1 с толстымн бетонными стенками, ограничиваюHiyro внутреннюю полость больншх размеров, в которой смонтирован металлический бак 2 из стали, названный основным баком и нредназначенный дл  размещени  и ноддержки активной зонь реактора, а также объема жидкого натри , обосиечивающего охлаждение. Этот основной сиа)у/ки окружен вторым параллельным к;)аксиальным баком-кожухом 3, образующим защитную нолость в случае разрыва или аварии основного бака, которые могут возникнуть в процессе работы. Баки 2 и 3 нодвешены за их верхнюю часть к массивной плите 4. В этой плите 4 размещены пробки 5 б и 7, которые могут осуществл ть относительное вращение но отноплению друг к другу, что обеснечивает доступ через загрузочные устройства к активной зоне реактора. В плите 4 предусмотрены вертикальные проходы, как например 8 и 9, дл  монтажа в этой плите теплообмепьп-1ков 10 и насосов дл  циркул ции (.металла) 11; на фиг. 1 даетс  при.мер раз менлени  каждого из указанных устройств, расположенных в диаметрально противоположных участках; чис;10 этих теплообменников и насосов может быть какое угодно, оно устанавливаетс  в зависимости от рабочих характеристик реактора. В предпочтительном варианте насосы и обменники распредел ютс  через равные промежутки вокруг вертикальной оси основного бака 2, каждый насос может, нанример, соответствовать одно.му или двум соседним теплообменникам . Внутри бака 2 располагаетс  активна  зона 12 реактора, содержаща  центральную часть 13 с  дерным топливом, окруженную экраном 14 из воспроизвод щего материала, например нриродного урана. Нейтронна  защита 15 располагаетс  гю стенкам активного участка вокруг активной зоны. Активна  зона 12 находитс  в(утри емкости 16, называемой внутренним баком. Коллектор 17 размещен на основании 18. Само основание соединено на конце с коническим звеном 19, внещний край которого сопр жен с точкой соединени  20 на боковой стенке основного бака 2, котора  поддерживает таким образом посредством этого звена и основани  активную зону 12 и внутренний бак 16. Внутренний бак 16 представл етсобой тело вращени  вокруг вертикальной оси, общей дл  основного бака 2 и активной зоны 12, и имеет горизонтальное дно 21, образую1цее верхнюю часть коллектора 17 и боковую стенку 22, иродо;1жающуюс  наклонным выступом 23. Этот высгуп боковой стенки оканчинаетс  повернутым концом 24, параллельным боковой стенке 22, и подсоедин етс  к точке соединени  20 конического звена 19 и основного бака 2. Наклонный выступ 23 боковой стенки внутреннего бака 16 содержит, кроме всего прочего , справа от теплообменников 10 и насосов 11, отверсти  дл  прохода этих компонентов , часть которых находитс  во внутреннем баке, а верхн   часть находитс  на ней. В св зи с эти.м, выступ 23 имеет дл  каждого теплообменника 10 отверстие, отграничиваемое вертикальным воротником 25, способным взаимодействовать с патрубком 26, сопр женным с корпусом соответствующего теплообменника; эти элементы 25 и 26 составл ют вместе герметичное покрытие, в которо.м может иоддерживатьс  давление соответствующего нейтрального газа. Наклонный выступ 23 соединен с вертикальными цилиндрическими(трубчатымп ) кожухами 27 справа от расположени  корпусов насосов дл  циркул ции (металла) 11. Внутренний бак 16 отграничивает внутри основного бака два независимых пространства, одно из которых 28 заключает активную зопу, собирающую гор чий натрий на выходе из него; второе 29 находитс  под внутренним баком 16, между этой камерой и дном основного бака 2, образу  сборник дл  холодного натри . Дл  того, чтобы попасть пз одного пространства в другое, гор чий натрий из пространства 28 проходит через теплообменники 10, . на выходе из них отводитс  в пространство 29, где он свободно распростран етс  перед тем как быть откаченным насосами 11 и затем отсылаетс  в трубопроводы циркул ции 30, далее собираетс  в подущке 17 дл  нового прохождени  через активную зону. Бокова  стенка основного бака 2 посто нно о.хлаждаетс  частью холодного натри , вз того из пространства 29 и циркулирующего за перегородкой, ограниченной первым покрытием 31, располагаюплимс  параллельпо этой стенке . Эта перегородка (покрытие) 31 отделена контр-иерегородкой 32, что позвол ет холодному натрию, предназначенному дл  охлаждени , соверп ать двойной путь вблизи от стеикп; перегородки 31 и 32 отграничивают .между собой и баком узкое кольцевое пространство 33. В предпочтительном варианте это пространство наполн етс  хо.юдным натрием через входные отверсти  34, 35, предусмотренные в нижней конечности кра  24 выступа 23 под коническим звеном 19; натрий выходит, после прохождени  между перегородками, через отверстие 36, также предусмотренное в крае 24, по наход п:еес  на конечной части перегородки 32. На фиг. 2 представлены пекоторые другие основные элементы реактора, в частности топливные пакеты 37, составл ющие активную зону 12 с активной частью 13 и экраном 14. Эти пакеты 37 могут перегружатьс  посредством перегрузочного устройства 38, смонтированного сквозь вращающиес  пробки 5, 6 и 7; их относительные вращени  позво ют приводить нижнюю часть перегрузочного

устройства, имеющего захватные устройства 39 над любым пакетом в активной зоне и экране . Оно захватывает нужный пакет и затем кладет в приемный ковш 40.

Последний может перемещатьс  посредством соответствующей системы т г вдоль отгрузочной рампы 41, котора  выходит к мащине 42 дл  перегрузки, покрытой защитным кожухом; машина 42 располагаетс  вне полости 1, на верху закрывающей плиты 4; мащина 42 осуществл ет перемещение топливных пакетов из активной зоны к зоне складировани  43.

В другом варианте конструировани  выступа -стенки внутреннего бака на фиг. 3 показано основание 18, несущее активную зону .посредством коллектора 17; однако в это.м случае св зующее звено основани  со стенками основного бака 2 не соедин етс  с повернутым концом 24 выступа 23, а через звено 44 опираетс  на дно бака 2 справа от накладки 45 дл  усилени .

В этом варианте повернутый конец 24 выступа соединен пр мо с нижней конечностью контр-перегородки 32; выход холодного натри , циркулирующего между перегородкой 31 и боковой стенкой основного бака 2, осуществл етс  на уровне конца звена 44, через проходные отверсти  46; выход этого натри  за пределы контр-перегородки 32 осуществл етс  через отверсти  47, устроенные под отдельным соединением, наход щимс  между повернутым краем 24 выступа и внещней поверхностью контр-перегородки 32.

Claims (4)

1. Ядерный реактор на быстрых нейтронах, охлаждаемый жидким металлом, например натрием ,. содержа1ций вертикально расположе)ный основной бак, в которол; размещен внутренний бак, включающий активную зону, расположенную на горизонтальном настиле, соединенном со стенкой основного бака коническим звеном, обеспечивающие разделение гор чего жидкого металла, выход щего из активной зоны, и холодного жидкого металла, выход щего из теплообменников, размещенных внутри основного бака вместе с насосами дл  прокачки жидкого металла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности установки путем снижени  температуры стенок основного бака, верхн   часть боковой стенки внутреннего бака расположена ниже верхнего кра  активной зоны и выше уровн  выхода из теплообменников , а наружный край боковой стенки отогнут книзу и соединен непосредственно с основным баком.

2.Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что стенка основного бака содержит по меньшей

мере, одну перегородку, образ ющую со стенкой нространство дл  циркул ции восход щего потока лчидкого металла, выход пгего из теплообменников, а также содержит контр-перегородку . ограничивающую с указанной перегородкой кольцевое пространство дл  1щркул ции нисход щего потока жидкого металла перед смещением его с массой охлажденного жидкого металла.

3. Реактор но п. 1, отличающийс  тем,

что наружный край боковой стенки внутреннего бака соединен с коническим звеном вблизи его соединени  со стенкой основной камеры.

4. Реактор по п. 2. отличающийс  тем, что наружный край боковой стенки внутреннего

бака соединен со стенкой контр-перегородки. Источники информации, прин тые во внимание при эксперт11зе:

1. Багдасаров Ю. Е. и др. Технические проблемы реакторов на быстрых нейтронах. М., Атомиздат, 1969, с. 27.

2. Крамеров А. Я. Вопросы конструировани   дерных реакторов. ... Атомиздат, 1971, с. 33.

3.За вка Франции « 2077444, G 21 С 1/00, 1971. по которой прин то положительное реП1ение о выдаче авторского свидетельства.

25