UA124053C2

UA124053C2 - Віддалена система відведення тепла

Info

Publication number: UA124053C2
Application number: UAA201712204A
Authority: UA
Inventors: Френсіс П. Феррарассіо; Френсис П. Феррарассио; Нірмал К. Джейн; Нирмал К. Джэйн; Халтерн Мартін Л. Ван; Халтерн Мартин Л. ван; Даніел С. Флахіве; Даниел С. Флахиве
Original assignee: Вестінґгаус Електрік Компані Ллс; Вестинггаус Электрик Компани Ллс
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2021-07-14
Also published as: EP3295461A1; CN107636771B; JP6666360B2; KR102562605B1; KR20180005700A; EP3295461B1; EP3295461A4; WO2016182615A1; JP2018523090A; CN107636771A; US20160336083A1; US10032530B2

Abstract

Віддалена система відведення тепла, яка перекачує вторинну рідину з віддаленого резервуара через другий контур теплообмінника в співвідношенні теплообміну з первинною рідиною, яка підлягає охолодженню. Вторинна рідина приводить в рух рушійний пристрій, який проводить первинну рідину через перший контур теплообмінника.

Description

ПЕРЕХРЕСНЕ ПОСИЛАННЯ НА СПОРІДНЕНУ ЗАЯВКУ

ПІ Дана заявка запитує пріоритет попередньої заявки на отримання патенту США, серійний

Мо 62/160,665, подану 13 травня 2015 р., за назвою "ВІДДАЛЕНА СИСТЕМА ВІДВЕДЕННЯ

ТЕПЛА".

РІВЕНЬ ТЕХНІКИ

Ї2| Можуть виникати умови, коли необхідне відведення тепла з важкодоступного місця.

Незважаючи на те, що такий тип відведення тепла зазвичай може здійснюватися за допомогою звичайного теплообмінника, в деяких випадках електрична потужність не може бути гарантована або електродвигуни можуть не витримати умови навколишнього середовища, як це сталося на атомних електростанціях Фукусіма Даїчі в Японії внаслідок цунамі. В зв'язку із забрудненням ділянки небезпечною речовиною або радіацією доступ до таких ділянок не завжди можливий, а механізм усунення матеріалів з такого місця не завжди є легко здійсненним. В таких випадках корисним є комплексне віддалене обладнання для відведення тепла, що не потребує електроенергії на небезпечному об'єкті і не вимагає втручання людини на місці.

ЇЇ Прикладом такої умови, хоча і малоймовірним, є серйозна аварія на атомній електростанції, що призводить до пошкодження захисної оболонки ядерного реактора, де порушується первинна система реактора, і серйозно пошкоджується ядерне паливо. В даному випадку сильно забруднений теплоносій реактора і матеріали для аварійного впорскування з метою забезпечення безпеки конструкції, що витікають з первинної системи, потрапляють в захисну оболонку ядерного реактора. Тепло, що утворюється з радіоактивного розпаду матеріалу ядерного палива, має бути відведене із захисної оболонки для контролю тиску і температури всередині конструкції захисної оболонки. Традиційні розроблені системи відведення тепла на атомних станціях не можуть застосовуватися для охолодження затоплених матеріалів та сильно забруднені матеріали в зв'язку з серйозною аварією не можуть виходити за межі конструкції захисної оболонки. В даному винаході пропонуються засоби охолодження матеріалів, розлитих в захисній оболонці реактора, навіть у випадку втрати енергопостачання ділянки, відокремлюючи забруднений матеріал від чистого матеріалу, який застосовується для охолодження забруднених матеріалів, та недопущення виходу забрудненого матеріалу за межі

Зо захисної оболонки ядерного реактора.

СУТЬ ВИНАХОДУ

ЇЇ Для досягнення вищезазначеної мети в даному винаході пропонується віддалена система відведення тепла для відведення тепла з першої рідини, що знаходиться у небезпечному середовищі, зокрема захисна оболонка ядерного реактора або приміщення для відпрацьованого ядерного палива. Загалом, відповідно до даного винаходу теплообмінник поміщається у визначене небезпечне середовище в безпосередній близькості до першої рідини, такої як теплоносій реактора в захисній оболонці. Теплообмінник має перший контур у співвідношенні теплообміну з другим контуром, причому перша рідина сполучається по плинному середовищу з першим контуром. Віддалений резервуар розташований за межами небезпечного середовища і містить в собі другу рідину при температурі нижче температури першої рідини, причому друга рідина сполучається по плинному середовищу з другим контуром теплообмінника. Насос розташований за межами небезпечного середовища для приведення в рух другої рідини через другий контур теплообмінника. Система додатково включає в себе гідравлічний механізм транспортування рідини, який має першу секцію, що сполучається по плинному середовищу з другою рідиною, і другу секцію, що сполучається по плинному середовищу з першою рідиною, наприклад, теплоносієм реактора в захисній оболонці, причому перша секція рідинно ізольована від другої секції і виконана з можливістю приведення в рух насоса за допомогою другої рідини, що проводить першу рідину через другу секцію.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

ІЇЇ Подальше розуміння даного винаходу можна досягти завдяки нижченаведеному опису переважних варіантів його здійснення, читаючи їх спільно з супроводжувальними кресленнями, на яких:

ІБЇ Фігура 1 являє собою схематичне зображення першого варіанта здійснення даного винаходу; і

Ї/Ї Фігура 2 являє собою схематичне зображення другого варіанта здійснення даного винаходу.

ОПИС ПЕРЕВАЖНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ДАНОГО ВИНАХОДУ

ІЗ) Два варіанти здійснення вищезазначеного винаходу проілюстровані на Фігурах 1 і 2. На

Фігурі 1 типовий рідинно-рідинний теплообмінник 10 використовується для передавання тепла бо між первинним контуром 14 і вторинним контуром 12. Наприклад, первинний контур може бути з'єднаний з теплоносієм реактора 26 в небезпечному середовищі, в цьому прикладі - захисною оболонкою, а вторинний контур з'єднаний з віддаленим охолоджувальним ставком 28. Проте потрібно врахувати, що даний винахід може застосовуватися до будь-якого небезпечного середовища, з якого необхідно або бажано відвести тепло, локалізуючи середовище.

ІО|Ї Теплообмінник може бути будь-якої конструкції, зокрема пластинчастої конструкції, кожухотрубчастої конструкції або конструкції типу "труба в трубі". Матеріал 12, що поглинає тепло у другому контурі, наприклад, з охолоджувального ставка, передається в теплообмінник за допомогою віддаленого стандартного насоса 16 за межами небезпечного середовища. Насос 16 перекачує матеріал спочатку за допомогою подвійного робочого колеса, одновальний насос 18 потім продовжує перекачування, наприклад, до другого контуру теплообмінника 10; потім він виходить з небезпечної зони, схематично представленої пунктирними лініями 24, на витрату або охолодження для циклів повернення. Насос 18, який приводиться в дію за допомогою вторинного матеріалу, в даному прикладі, холодильним теплоносієм з охолоджувального ставка, витягує гарячий забруднений матеріал, застосовуючи друге робоче колесо, і виводить забруднений матеріал через перший контур теплообмінника 10. Після його виведення через перший контур теплообмінника, такий матеріал повертається в забруднений басейн в небезпечній зоні. У цій конфігурації здійснюється відведення тепла з небезпечного середовища, причому матеріал не мусить залишати відповідну зону. 101 На Фігурі 2 показаний другий варіант здійснення даного винаходу, де застосовується типовий рідинно-повітряний теплообмінник 20, який має другий контур теплоносія 12, який призначений для циркуляції теплоносія другого контуру, який являє собою матеріал, що поглинає тепло, такий як вода з охолоджувального ставка, через теплообмінник. Потрібно зазначити, що такі самі номери позицій використовуються на Фігурах 1 і 2 для позначення відповідних компонентів. Матеріал 12, що поглинає тепло, передається в теплообмінник за допомогою віддаленого насоса 16, як описано вище. Насос 16 в даному варіанті здійснення винаходу перекачує матеріал, що поглинає тепло, спочатку через гідравлічний двигун 22, потім продовжує перекачування у труби для рідини всередині теплообмінника 20; потім він виходить з небезпечної зони 24 на витрату або охолодження для циклів повернення. Двигун 22, який приводиться в дію за допомогою матеріалу, що поглинає тепло, запускає вентилятор 32, який

Зо забезпечує циркуляцію повітря 30 через ребра навколо вторинної труби теплообмінника 20, за допомогою якої перекачується матеріал, що поглинає тепло. Таким чином, повітря в небезпечному середовищі може бути охолоджене без необхідності застосування електрики в безпосередній близькості до небезпечного середовища.

ПІ Таким чином, даний винахід передбачає віддалене відведення тепла із забрудненого або радіоактивного осередку без електричної або електронної підтримки в безпосередній близькості до забрудненої ділянки. Оскільки в безпосередній близькості до небезпечного середовища непотрібне жодне електрообладнання, навряд чи в небезпечному середовищі може бути викликаний вибух вибухонебезпечних газів, який був би можливим у випадку застосування електрообладнання, такого як насос з електричним приводом. 12! Незважаючи на детальний опис конкретних варіантів здійснення даного винаходу, фахівцям в даній галузі техніки має бути зрозуміло, що різні модифікації і альтернативи цьому детальному опису можуть бути розроблені з огляду на загальні принципи винаходу. Відповідно, описані конкретні варіанти здійснення даного винаходу призначені тільки для ілюстрації і не обмежують обсяг винаходу, який має бути повністю представлений у доданій формулі винаходу та будь-яких або всіх її еквівалентах.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Віддалена система відведення тепла для відведення тепла з першої рідини, що знаходиться в небезпечному середовищі (24), яка включає в себе: теплообмінник (10, 20), розташований в небезпечному середовищі (24) в безпосередній близькості до першої рідини (26), який має перший контур у співвідношенні теплообміну з другим контуром (12), причому перша рідина сполучається по плинному середовищу з першим контуром (14); віддалений резервуар (28), розташований за межами небезпечного середовища (24), який містить в собі другу рідину при температурі нижче температури першої рідини (26), причому друга рідина сполучається по плинному середовищу з другим контуром (12) теплообмінника (510) (10);

насос (16), що проводить щонайменше частину другої рідини (28) через другий контур (12) теплообмінника (10), причому насос розташований за межами небезпечного середовища (24); гідравлічний механізм транспортування рідини (18, 22), який має першу секцію, що сполучається по плинному середовищу з другою рідиною (28), і другу секцію, що сполучається по плинному середовищу з першою рідиною (26), причому перша секція рідинно ізольована від другої секції і виконана з можливістю забезпечення керування робочим колесом за допомогою другої рідини, що запускає один з вентиляторів або другого робочого колеса у другій секції, що приводить першу рідину через другу секцію і на другому контурі теплообмінника.

2. Віддалена система відведення тепла за п. 1, де перша рідина (30) являє собою газ, і друга секція гідравлічного механізму транспортування рідини містить вентилятор (32), що приводить в рух першу рідину (30) на другому контурі теплообмінника (20).

3. Віддалена система відведення тепла за п. 1, де друга рідина являє собою рідину, і друга секція містить друге робоче колесо, що приводиться в рух за допомогою першого робочого колеса і в свою чергу приводить в рух першу рідину (26) на другому контурі теплообмінника. тити 10 ПШщ - ра НИ | 12 А да 16 щ З 26 | НИ т

Фіг. 1 й 24 Зо сиг 12 А - | 15 з2 28 Я не по

Фіг. 2