SU764533A1 - Исследовательский водо-вод ной дерный реактор,бассейнового типа - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к исследовд .тельскйм  дерным реакторам бассейнового типа.

Известен исследовательский водовод ной реактор бассейнового типа с верхней плитой биологической защиты 1. В известном реакторе активна  зона с отражателем располагаетс  в нижней -части бассейна с дистиллированной водой. В активной зоне, кроме тепловыдел ющих сборок, располагаютс  каналы дл  размещени  регулирующих стержней системы управлени  и защиты и экспериментальные каналы, которые закрепл ютс  на опорной площадке, расположенной выше уровн  воды бассейна.

На этой же площадке креп тс  отдельные узлы привода перемещени  стержней защиты и управлени .

Наибо.пее близким по технической сущности к Описываемому изобретению  вл етс  исследовательский водо-вод ной  дерный реактор бассейнового типа, содержащий бассейн выт нутой призматической формы, активную зону, расположенную в нижней части бассейна вблизи его короткой стороны , отражатель, окружающий, активную зону, экспериментальные кана- .

лы, систему теплоотвода от активнЬ зоны, верхнее защитное покрытие бассейна, средства дл  хранени  тепловыдел ющих сборок С 2 . .

Бассейн реактора окружен биологической защитой из бетона, через которую проход т горизонтальные экспериментальные каналы, перекрываемые , в случае необходимости, за10 щитными шиберами. Вверху вс  площадь бассейна закрыта плитой биологической защиты. Вертикальные экспериментальные каналы, а также каналы и кронштейны системы управле15 ни  и защиты на опорной площадке, расположенной между уровнем воды бассейна и плитой верхней биологической защиты. Защитна  плита состоит из 3 секций. На секции/ расположенной над активной зоной, имеетс  поворотный круг и смотровое окно. В защитной плите имеютс  также отверсти  со съемными пробками дл  обслуживани  отдельных устройств, расположенных ниже защитной плиты.

Дл  организации теплосъема -и активной зоны, непосредственно в бассейне реактора, в противоположной от

30 активной зоны стороне бассейна, устанрвлен теплообменник с встроенным насосом. Недостатком известного реактора  вл етс  затрудненность действи  об служивагацего персонала при проведеНИИ различных работ в пределах бас сейна и под плитой верхней биологи|ческой защиты (несмотр  на поворотный круг и на 1Ичие съёмных пробок в плите), а также значительные затраты времени в случае съема, а зате . установки на место отдельных секций плиты общим : дл  всего зала мостовым краномГ. Целью изобретени   вл етс  расши |рение эксплуатационных возможностей и повышение безопасности эксплуатации реактора за счет сокрицени  й рёмёнй при тгроведении различных 1работ, св занных перегрузкой тепловыдел ющих Сборок, установкой и транспортировкой вертикальных экспериментальных каналов в пределах и за пределы бассейна, обслуживанием узлов механизмов перемещени  регулирующих стержней Системы управ лени  и защиты, расположенных под п той, на опорной площадке;,и снижени  уровн  активности воды бассейна в зоне обслуживани . Цель достигаетс  за счет того, что в исследовательском водо-вод ной  дерном реакторе бассейнового типа бассейн снабжен горизонтальной перегородкой, расположенной ниже ак тивной зоны,раздел ющей бассейн на верхнюю и нижнюю полости, причем ниж н   полость гидравлически соединена с участком выхода теплоносител  из активной зоны и служит задерживающей емкостьн) дл  распада короткоживу цих изотопов в теплоносителе. Верхн   полость бассейна снабжена верти кальной перегородкой, расположенной Перпендикул рно большим сторонам бассейна в его средней части, выпол . н кадей функции успокоительной решетки и раздел кадей верхнюю часть бассейна на полость активной зоны и полость, в которой расположен стелла посто нного хранени  использованных тепловьщел ющих элементов. Верхнее защитное покрытие бассейна выполнено из плит, имеющих возможность пере мещени  в горизонтальной плоскости и снабженных индивидуал ньо ш приводами . Отражатель, окружак дий активную зону выполнен из двух частей: внешней - стационарной и внутренней со сменными блокаш. на фиг. 1 изображен предлагаемый реактор, вертикальное сечеКие вдоль бассейна , на фиг. 2 - то же, вид сверху.; нз фиг. 3 - горизонтальное сечение реактора на уровне расположени  горизонтальных экспериментальных каналов; на фиг. 4 - реактор. .горизонтальное сечение/ на фиг.5 то же, сечение по линии А-А на фиг..у на фиг. б -. сечение по линии Б-Б на фиг. 3 на фиг. 7 сечение по линии В-В на фиг. 2. .в бассейне 1 с водой (см. фиг.1-4у располагаетс  активна  зона 2, окруженна  стационарной 3 и сменной 4 част ми отражател . Бассейн располагаетс  в металлическом баке 5, забетонированном в массиве бетонной биологической защиты б. Бак 5 имеет форму призмы. Один Торец 7, вблизи которого расположена активна ,зона 2, имеет форму полуцилйндра , Возле противоположного торца к бассейну 1 примыкает перпендикул р нр каньон 8, по которому транспортируютс  активные издели  в камеру дл  осмотра и разделки. В каньоне 8 имеетс  дверь 9 дл  пропуска активных изделий. Вблизи торца бака и у дна бассейна на опорной подставке 10 установлен стационарный бериллиевый отражатель 3,6 центре которого имеетсз  полость дл  расположени  тепловыдел ющих Сборок 11, образукадих активную зону 2, а также блоков сменного отражател  4 ( см , фиг 4 . От активной зоны, через стационарный отражатель расход тс  горизонтальные экспериментальные каналы 12 и 13, проход щие через бассейн 1, стенки бака 5 и биологическую защиту 6 в физический зал реактора (на чертеже не показан). Один из горизонтальных экспериментальных каналов 13 расположен по касательной к акт:ивной зоне и  вл етс  Сквозным, а другие (12 выполнены под рйзличными углами к активной зоне , На .выхрде из горизонтальных экспериментальных Каналов 12 и 13- в физический зал в пределах бетонного массива биологической защиты расположены шибера 14, предназначенные дл  перекрыти  отверстий горизонтальных каналов в биологическрй защите при помощи двух поворотных заслонок 15 и 16. . Сверху в бетоннбй защите б располо жены приводы 17 заслрнок 15 и 16 . шиберов 14 с площадкой 18 обслуживани . : Между стационарным отражателем 3 и полуцилиндрической стенкой бассейна 1 расположены защитные контейнеры 19, служащих дл  измерени  мощности реактора ( на ч ертеже не показаны. Верхн   полость бассейна реактора разделена .вертикальной перегородкой 20 на две части 21 и 22. В части 21 расположёна активна  зона 2/ в части 22 размещаетс  стеллаж 23 (см. фиг. 1 и б дл  хра.нени  отработанных тепловыдел ющих сборок, блоков сменного iотражател  и других сменных деталей.

В перегородке 20 размещен механизм 24 дл  передачи тепловьвдел кадих сборок через перегородку 20 на стеллаж 23 фиг. 6.

Бассейн 1 реактора сверху перекры защитными плитами 25, разделенными на три секции с люками 26 {см. фиг.2 и установленными на опорных консол х 27. Защитные плиты верхнего перекрытин бассейна служат дл  защиты от излучени  зеркала воды, обусловленного , в основном, натриевой активностью . Перекрытие выполнено, например , из стали. Плиты  вл ютс  под вижными в горизонтальной плоскости 1кп  обеспечени  доступа к активной зоне и в бассейн при обслуживании реактора. Кажда  секци  защитных плит 25 имеет индивидуальный механиз перемещени , бодержащий приводной электродвигатель 28 (см. фиг. 2 и i 7), редукторы 29, зубчатую передачу 30 и перемещающую рейку 31. Редукторы 29 и зубчата  передача 30 установ- лены на опорной раме 32. На валу электродвигател  28 установлена руко тка 33 ручного управлени .

Под защитными плитами 25, но над уровнем воды расположена площадка 34 дл  размещени  элементов системы управлени  и защиты. На этом же уровне в массиве биологической защиты б установлены исполнительные механизмы 35 регулирующих стержней.

Регулирующие стержни расположены в трубках 36, закрепленных на кронштейнах площадки 34 и проход щих в  чейки активной зоны 2 реактора.

На уровне защитных плит 25 расположены ограждени  37 и 38,к которым примыкают лестницы 39.

Через бассейн 1 в направлении активной зоны 2 проходит тракт 40 механизма 41 траспртировки изотопныь ампул, которые устанавливаютс  дл  облучени  в вертикальные каналы

42активной зоны (см. фиг. 1, 4 н б) Тракт 40 соединен с при мком

43(см. фиг. 2), из которого изотопные ампулы сбрасываютс  по каналу 44 (см. фиг. 3) в камеру разделки (на чертеже не показано}.

Кроме того, часть изделий, подлежащих облучению, поступает в активную зону 2 по каналам пневмопочты 45 (см. фиг. 3).

В бассейне реактора установлены светильники 46. Дл  осмотра бассейна служит смотровое окно 47 в верхних защитных плитах 25.

Охлаждение активной зоны 2 реактора- осуществл етс  принудительной циркул цией воды бассейна реактора, причем вода проходит через активную Зину 2 в направлении сверху вниз.

Циркул ционный контур, включающий циркул ционные насосы, теплообменник и арматуру, располржены в отдельном помещении, примыкающем к бетонному массиву 6 биологической защиты (элементы контура за границами защиты 6 не показаны на чертеже.

Бак 5 реактора изготовлен из двухслойной стали, причем слой из углеродистой стали контактирует с бетоном, а слой из коррозионностойкой стали обращен внутрь бассейна.

В пределах биологической защиты 6 выполнены отверсти  (на чертеже не показаны дл  вывода в физически зал нейтронных пучков из горизонтальных экспериментальных каналов 12.

Горизонтальные экспериментальные .каналы 12 прикреплены к имеющимс  в баке 5 фланцам на разъемных соедине:ни х с уплотнением рри помощи металлических прокладок С на чертеже не показаны).

В баке 5 на подставке 10 размеще стационарный отражатель 3, в центраной полости которого на опорной решетке (на чертеже не показана набираетс  активна  зона 2 реактора. В перегородке 20 имеетс  дверь 48 (см. фиг. 1 и 3, позвол юща  транс портировать от реактора в стеллаж хранени  23 под слоем- воды активные издели  - тепловыдел ющие сборки, блоки бериллиевого замедлител  и т.п.

Бассейн 1 разделен горизонтально перегородкой 49 на верхнюю полость и на нижнюю полость или задерживающ емкость 50, позвол ющую снизить активность воды по азоту - 16 перед выходом ее в циркул ционный контур.

Реакторна  часть 21 в верхней полости бассейна 1 реакторасоединена с подвод щим 51 и отвод щим 52 коленами трубопроводов циркул ционного контура. За счет образующегос  таким образом перепада давлени  межд верхней и нижней полост ми бассейна 1 реактора создаетс  циркул ци  воды через активную зону 2.

Активна  зона 2 набираетс  из тепловыдел ющих сборок 11, которые устанавливаютс  внутри бериллиевого стационарного отражател  3. Часть  чеек 5 полости стационарного отражтел  3 может быть зан та сменными блоками 4 из берилли .

Стационарный бериллиевый отражатель 3 выполнен в виде системы из фигурных бериллиевых блоков, объединенных внутри алюминиевого корпуса 53 и установленных на опорной подставке 10.

Блоки отражател  3 и 4 охлаждаютс  водой бассейна, котора  проходит

по зазорам между блоками, сверху вниз за счет перепада давлени  между верхней .полостью бассейна и задеживающей емкостью 50 реактора.

Контур циркул ции теплоносител  в пределах бассейна 1 реактора вклю чает в себ  Активную зону 2, отражатель 3 и 4, верхнюю и нижнюю полости в баке 3 реактора, которые разделены горизонтальной перегородкой 49, проложенной вдоль всего бака 5 реактора и опирающейс  на стойки 54, а также подвод щие 51 и отвод щие 52 колена трубопровода.

Подвод щее колено 51 имеет откры тый выход в верх;нюю полость бассейна реактора через распределительный коробу объединенный с вертикальной перегородкой 20 бассейна.

Система аварийного охлаждени  реактора содержит бак 56 аварийного охлаждени  (см. фиг. 5), имеющий в нижней части трубу 57, соедин ющую бак 56 с задерживающей емкостью, а в верхней части - дыхательный патрубок 58, соедин ющий баК 56 с пространством над уровнем воды бассейна 1.. Система аварийного охлаждени  позвол ет поддерживать интенсив , ное опускное, движение теплоносител  через активную зону 2, при прекра цении электропитани  циркул ционных насосов первого контура в течени начального периода времени после сбр;са аварийных стержней , когда тепловыделение в активной зоне 2 еще достаточно велико.

При нормальной работе реактора Уровень воды в соединительной трубе 57 поддерживаетс  на отметке 59.

Дл  повышени  надежности охлаждени  активной зоны предусмотрено два одинаковых аварийных клапана 60, обеспечивакицих соединение верхней и нижней полости бака реактора после того, как давление в этих полост  Ьравн дось. Пропускна  способность даже одного клапана обеспечивает требуемые услови  организации контура естественной циркул ции. Это позвол ет продолжать охлаждение активной зоны за счет организации контура естественной циркул ции воды в пределах бака реактора с восход щим движ ёниём воды в активной зоне..

Горизонтальные экспериментальные каналы 12 и 13 выполнены в виде труб герметичных по воде бассейна, проход щих от прохрдки в баке 5 реактора до отражател  3. Горизонтальные каналы 12 и 13 выполнены из коррозионнос .тойкой t стали и только участ .ки каналов вблизи активной зоны 2 реактора выполнены из .циркони . Дл соединени  циркони ,- со сталью в каналах имеютс  специальные переходники .

Вертикальные экспериментальные каналы 41 могутбыть установлены как в  чейки активной зоны 2, вместо тепловыдел кадих сборок 11, так и в отверсти , которые имеютс  в блоках сменного отражател  4. Коли р Зтёо таких каналов, одновременно устанавливаемых в пределах активной зоны 2 и сменногЬ отражател  4, определ етс  при каждой конкретной загрузке зоны 2, Кроме того, в стационарном отражателе 3 имеютс   чейки 61 (см. фиг. 4, в которые также могут быть установлены экспериментальные каналы.

В районе расположени  активной зоны 2 бетонный массив, прилегающий к баку 5 реактора, имеет слой тепловой защиты из т желого бетона, что обеспечивает снижение тепловьщелени  и температуры в основной толще бетона до приемлемых значений. Охлаждение бетонной защиты производитс  при помощи заложенных в нее труб (на чертежах не показаны с циркулирующей водой. . . . . i

Длинномерные издели , извлекаемые из реактора, обрабатываютс  в камере ;62 (см. фиг.5) разделки длинномерных изделий, котора  соединена с бассейном реактора при помощи патрубка 63. Патрубок 63 закрываетс  крышкой 64, управл емой дистанционно через защит при помощи механизма 65. Перед откры ванием патрубка 3 дверь 9 закрывают Ъ из секции бассейна 1 над камерой разделки дренируют воду (дренаж показан стрелкой на фиг..5;.

Все основные узлы реактора, ремон которых может потребоватьс  в ходе эксплуатации, выполнены с учетом улучшени  их ремонтоспособности: (.один из ни-х, например, сменный отражатель 4 и др.). обеспечивают проведение ремонта непосредственно в бассейне реактора, под защитой сло  воды, а другие (клапаны естественной циркул ции 60, горизонтальные каналы 12 и 13JI могут быть. извлечены из бассейна дл  проведени  ремонта в специально приспособленных помещени 

В результате использовани  описываемого изобретени  расшир ютс  возможности обслуживающего персонала реактора дл  проведени  различных работ в пределах бассейна и под плиФой верхней защиты, сокращаютс  сроки проведени  этих работ, св занных с перегрузкой тепловыдел ющих сборок и испытуемых образцов, установкой и транспортировкой вертикальHbix экспериментальных каналов в преДелах бассейна, а также упрощаетс  работа по обслуживанию узлов механиз .мов перемещени  регулирующих стержней , расположенных под плитой, на опорной плбщадке, улучшаетс  радиационна  обстановка при работах над. бассейном реактора.

Claims (4)

1.Исследовательский водо-вод ной  дерный реактор бассейнового типа, содержащий бассейн выт нутой призматической , активную зону, расположенную в нижней части бассейна вблизи его короткой стороны, отражатель , окружающий активную зону, экспериментальные каналы, систему теплоотвода от активной зоны, верхнее защитное покрытие бассейна, средства дл  хранени  тепловыдел ющих сборок , о тли. чающийс  тем, что, с целью повышени  безопасности

и удобства эксплуатации, бассейн снабжен горизонтальной перегородкой, расположенной ниже активной зоны, разДелйкицей бассейн на верхнюю и нижнюю полости, причем нижн   полост гидравлически соединена с участком вьЬсбда теплоносител  из активной зоны и служит задерживающей емкостью дл  распада короткоживуцих изотопов в теплоносителе.

2.Реактор по п. 1, о т л и чающийс  тем, что верхн   ,полость бассейна снабжена вертикальIf tf .

ной перегородкой, расположенной перпендикул рно большим сторонам бассейна в его средней части,-выполн ющей функции успокоительной решетки и раздел ющей верхнюю часть бассейна на полость активной зоны и полость, в которой расположен стеллаж посто нного хранени  использованных тепловыдел ющих элементов

3. Реактор по пп.1,2, отли0 чающийс  тем, что верхнее Зсццитное покрытие бассейна выполнено из плит, {блеющих возможность перемещени  в .горизонтальной плоскойти и снабженных индивидуальными

5

приводами. .

4. Реактор по пп.1-3 отличающийс  тем, что отражатель , окружающий активную зону, выполнен из двух частей: внешней стационарной и внутренней - со смен

0 ными блоками..

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Журнал Атомна  энерги , том 21, вып. 5, но брь, 1966,

5 с. 363. ,

2.Сборник докладов на симпозиуме. Опыт эксплуатации и использовани  исследовательских реакторов... г.Предеал , 30 сент бр , 4 окт бр  1974,

0

ч. 1, с. 409 прототип..

12

f j-д9::б у .:О. . о . о О OiVO.-X -o o-;.v v,-: vO; .. pv-,.o:0;;o-;-;)4: ):;: P.;-.о.-, f) - - . Шо:. . /.-.о... ,:c..o::--|::..; VST . jь;;:;.ё:v:;б:c ШШШШШ

-« iV----;-bv-: j ло.;. , .:Q.V;-,:-C...-;O.. ШШ