UA31675U - Система пасивного розхолоджування - Google Patents
Система пасивного розхолоджування Download PDFInfo
- Publication number
- UA31675U UA31675U UAU200708104U UAU200708104U UA31675U UA 31675 U UA31675 U UA 31675U UA U200708104 U UAU200708104 U UA U200708104U UA U200708104 U UAU200708104 U UA U200708104U UA 31675 U UA31675 U UA 31675U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat exchanger
- outboard
- compressed air
- passive
- cooling
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 38
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 206010000210 abortion Diseases 0.000 description 1
- 231100000176 abortion Toxicity 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000012443 analytical study Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Система пасивного розхолоджування суднового ядерного реактора включає контур природної циркуляції теплоносія, проміжний теплообмінник розхолоджування з двофазними термосифонами, проміжний двофазний контур розхолоджування, з'єднаний із забортним теплообмінником-конденсатором, теплопередавальна поверхня якого виконана у вигляді вертикального пучка труб, розташованих у забортній вигородці між зовнішнім і внутрішнім бортами судна, і систему подачі стисненого повітря у забортну вигородку в нижню частину міжтрубного простору забортного теплообмінника-конденсатора. Для можливості введення в дію за аварійної ситуації без джерел енергії й участі екіпажу система подачі стисненого повітря додатково містить балон із запасом стисненого повітря і запірний клапан з електромагнітним приводом з можливістю його пасивного відкриття при знеструмленні.
Description
Опис винаходу
Корисна модель відноситься до суднових енергетичних установок, конкретно, до систем пасивного 2 розхолоджування суднових ядерних реакторів.
Відома одноконтурна система автономного розхолоджування суднового ядерного реактора, призначена для відведення залишкових тепловиділень після зупинення реактора в умовах, коли основне обладнання ядерної паровидатної установки не використовується |Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физические основь! зксплуатации ядерньїх паропроизводящих установок. - М.: Знергоатомиздат, 1989. - 504с|. Особливістю цієї системи є 70 виведений за борт автономний теплообмінник, через який за рахунок природної циркуляції теплоносія першого контуру здійснюється відведення залишкових тепловиділень реактора у забортний простір.
Відома також багатоконтурна система розхолоджування із проміжним теплообмінником на основі двофазних термосифонів, проміжним двофазним контуром теплоперенесення й забортним теплообмінником-конденсатором
ІСвириденко И.И. Аналитическое исследование процессов теплопереноса в сопряженной системе теплосьема 72 на основе двухфазних термосифонов // В сб. научн. трудов СИЯЗИП. Севастополь: СИЯЗИП, Мо4, 2001. -
С.142-150). Особливістю цієї системи є наявність між першим контуром і забортним простором проміжного теплообмінника розхолоджування, виконаного на основі двофазних термосифонів і проміжного двофазного контуру розхолоджування, що забезпечує відведення теплоти забортній воді Через забортний теплообмінник-конденсатор. 20 Основним недоліком зазначених систем розхолоджування є низька інтенсивність тепловіддачі кінцевому поглиначу, обумовлена умовами його вільної конвекції При цьому низький коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої стінки теплообмінного апарата забортній воді призводить до необхідності збільшення поверхні теплообміну і, отже, погіршенням масогабаритних характеристик теплообмінного обладнання системи розхолоджування. 25 Найбільш близьким за сукупністю істотних ознак узятого як прототип даної корисної моделі є система 2 охолодження силової установки плавзасобу (А.сє. СССР Мо1799814, Б.И. Мо9, 1993). Система містить у собі забортний теплообмінник, у нижній частині якого уздовж його теплообмінних поверхонь встановлені в забортному просторі перфоровані газові колектори, сполучені трубопроводом з газоперекачувальним пристроєм - судновим компресором. юю 30 Особливістю системи є інтенсифікація тепловіддачі від теплообмінника забортній воді за рахунок впливу на теплообмінні поверхні газорідинних струменів, що виникають при виході з газового колектора пухирців стисненого повітря. Підвищення інтенсивності тепловіддачі забортній воді відбувається за рахунок інтенсивного со руйнування примежового шару уздовж зовнішньої теплообмінної поверхні газорідинним струменем. «-
Прототип має низку істотних недоліків, а саме: 3о - Низьку надійність, пов'язану з використанням примусової циркуляції замкнутого контуру охолодження, за со рахунок постійної роботи насосів, Ї примусовою подачею стисненого повітря в газові колектори за допомогою постійно працюючого компресора. Крім того, розгерметизація забортного теплообмінника через можливу течу призводить до порушення умов функціонування замкнутого контуру охолодження. « - Низьку економічність у зв'язку з додатковими енерговитратами на власні потреби, необхідними для 740 забезпечення постійної роботи насоса й компресора. т с - Складність за наявністю обертових механічних пристроїв, таких як насос і компресор. з» В основу корисної моделі поставлене завдання розробки системи пасивного розхолоджування суднового ядерного реактора з можливістю введення її в дію за аварійної ситуації без джерел енергії й участі екіпажу в керуванні аварійним процесом, із забезпеченням надійного відведення залишкових тепловиділень реактора 45 забортній воді за умови тривалої втрати електропостачання власних потреб. і Розв'язання поставленого завдання досягається тим, що для введення системи розхолоджування в дію - пасивним способом використовується запірна арматура з електромагнітними приводами, що у режимі "очікування" знаходиться в закритому положенні, а при знеструмленні відкривається самостійно без участі (22 оператора в керуванні процесом. Джерелом повітря за аварійної ситуації є балон із запасом стисненого повітря, -І 20 з'єднаний із забортною вигородкою трубопроводом, на якому встановлений запірний клапан з електромагнітним приводом с можливістю його пасивного відкриття при знеструмленні. «сл Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями. На Фіг. зображений загальний вигляд заявленого пристрою, де: 1 - реактор; 2 - судно; 25 З - контур розхолоджування; с 4, 15 - клапан з електромагнітним приводом; - неповоротний клапан; 6 - проміжний теплообмінник розхолоджування з двофазними термосифонами; 7 - проміжний двофазний контур розхолоджування; бо 8 - забортний теплообмінник-конденсатор; 9 - забортна вигородка; - внутрішній борт; 11 - зовнішній борт; 12 - повітряний трубопровід; бо 13-отвори;
14 - балон; 16, 17-шпігати.
Система пасивного розхолоджування реактора 1, що знаходиться на судні 2, містить контур
Возхолоджування З з природною циркуляцією теплоносія, клапан 4 з електромагнітним приводом, неповоротний клапан 5, проміжний теплообмінник розхолоджування 6 з двофазними термосифонами, проміжний двофазний контур розхолоджування 7, забортний теплообмінник-конденсатор 8 у вигляді пучка вертикальних труб, розміщений у забортній вигородці 9 між внутрішнім бортом 10 і зовнішнім бортом 11, повітряний трубопровід 12 з отворами 13 для виходу повітря, що надходить з балона 14 через клапан 15 з електромагнітним приводом. 70 Зовнішній борт 11 у районі забортної вигородки 9 має плигати 16 для входу забортної води у забортну вигородку 9 і шпігати 17 - для її виходу з вигородки.
Для підвищення надійності відведення залишкових тепловиділень при аварії реактор розхолоджується в пасивному режимі без використання джерел електроенергії та участі екіпажу в керуванні аварійним процесом.
Відведення теплоти відбувається за природної циркуляції теплоносіїв усіх контурів системи розхолоджування: /5 першого контуру З, двофазних термосифонів проміжного теплообмінника розхолоджування б і проміжного двофазного контуру розхолоджування 7. Неповоротний клапан 5 служить для запобігання перекидання природної циркуляції теплоносія першого контуру З. Підвищення інтенсивності тепловіддачі від теплообмінника-конденсатора 8 забортній воді забезпечує потік газорідинних струменів ззовні його теплообмінної поверхні.
Система працює таким чином. При виникненні на судні 2 аварійної ситуації з тривалою втратою електропостачання власних потреб спрацьовує аварійний захист реактора 1. При знеструмленні електромагнітних приводів клапани 4 і 15 відкриваються за рахунок дії пружин. Відведення залишкових тепловиділень реактора 1 здійснюється за природної циркуляції теплоносія першого контуру З через проміжний теплообмінник розхолоджування б з двофазними термосифонами і проміжний двофазний контур ов розхолоджування 7. Теплоносій проміжного двофазного контуру розхолоджування 7 випаровується в теплообміннику б і конденсується в забортному теплообміннику-конденсаторі 8 за рахунок охолодження ші забортною водою. Повітря, що надходить з балона 14 по трубопроводу 12 через отвори 13, виходить у забортний простір під забортним теплообмінником-конденсатором 8. Спливаючі уздовж зовнішньої поверхні труб теплообмінника-конденсатора 8 пухирці повітря, захоплюючи за собою рідину, утворюють газорідинні струмені, ю зо що інтенсифікують тепловіддачу забортній воді. Крім того, потік газорідинних струменів формує у забортної вигородці 8 необхідні умови для збільшення швидкості конвективного потоку забортної води уздовж і - теплообмінної поверхні забортнего теплообмінника-конденсатора 8. «с
Заявлений пристрій, порівняно з прототипом відрізняється тим, що має низку переваг, а саме: 1) підвищену надійність за рахунок того, що: ч- - запровадження в дію системи розхолоджування при аварії відбувається в пасивному режимі з подачею с повітря в забортну вигородку від балона із запасом стисненого повітря при відкритті запірної арматури з електромагнітним приводом через знеструмлення; - відсутні постійно працюючі механічні пристрої, наприклад, насоси й компресори; - відведення залишкових тепловиділень здійснюється за природної циркуляції всіх робочих середовищ « (рідких, паро- і газоподібних) в усіх контурах системи розхолоджування; з с 2) підвищену екологічну безпеку: - тому що між радіоактивним першим контуром і забортною водою розташовані два проміжних замкнутих з контури теплоперенесення; - при інтенсифікації тепловіддачі організацією руху затоплених газорідинних струменів уздовж теплообмінної поверхні за допомогою подачі пухирців стисненого повітря негативного впливу на морські со організми не виявляється; 3) підвищену економічність у зв'язку з тим, що витрати на одержання стисненого повітря і зберігання його - в балонах істотно нижче витрат на забезпечення постійної роботи компресора; б 4) знижені витрати на технічне обслуговування системи під час ремонту через її простоту й відсутність складних механічних пристроїв. -І Технічне рішення, пов'язане з використанням як джерела робочого середовища для інтенсифікації процесу сл тепловіддачі забортній воді балона з запасом стисненого повітря й запірного клапана з електромагнітним приводом з можливістю його пасивного відкриття при знеструмленні є істотним, тому що рішення, що заявляється, забезпечує появу нових, відмінних від прототипу властивостей: пасивності, підвищеної надійності, дв екологічної безпеки та економічності, а також зниження витрат на технічне й ремонтне обслуговування системи.
Таким чином, пропоноване рішення має істотні відмінності, а скорочення складу обладнання системи с розхолоджування, виключення витрат енергії на примусову циркуляцію робочих середовищ з можливістю запровадження в дію системи в пасивному режимі дозволяють досягти позитивного ефекту.
Техніко-економічна ефективність пропонованої корисної моделі полягає в можливості істотного підвищення во надійності відведення залишкових тепловиділень реактора в аварійній ситуації зі знеструмленням за рахунок організації пасивного запровадження в дію системи розхолоджування без використання джерел електроенергії тай участі екіпажу в керуванні аварійним процесом. Підвищення показників ефективності процесу розхолоджування за рахунок застосування інтенсифікації тепловіддачі забортній воді, економічності й екологічній безпеці, а також зниження витрат на ремонт забезпечують заявленій системі істотні переваги. 65 Працездатність і ефективність пропонованої пасивної системи розхолоджування підтверджена експериментально. Експериментальна установка виготовлена в Севастопольському національному технічному університеті |Федоровский К.Ю., Свириденко И.И., Лисняк Ю.А., Ткач С.Н. и др. Теоретические основь! создания вьісокозффективньїх знергосберегающих зкологически безопасньїх систем охлаждения тепловьїх и ядерньх знергоустановок ("Теплоотвод') / Отчет о НИР. Заключительньй. Мнв. Мо01020006243. - Севастополь:
Сев-НТУ.-2002.-64с).
Експериментальні дослідження режимів введення в роботу системи пасивного розхолоджування показали, що вона забезпечує надійне й ефективне розхолоджування. Реалізація пасивного відведення залишкових тепловиділень дозволить екіпажу аварійного судна, не відволікаючи на керування аварійним процесом розхолоджування, повністю зосередитися на виконанні своїх обов'язків щодо локалізації аварії або усунення 7/0 ушкодження, забезпечуючи при цьому екологічну безпеку.
Claims (1)
- Формула винаходу Система пасивного розхолоджування, що включає контур природної циркуляції теплоносія, проміжний теплообмінник розхолоджування з двофазними термосифонами, проміжний двофазний контур розхолоджування, з'єднаний із забортним теплообмінником-конденсатором, теплопередавальна поверхня якого виконана у вигляді вертикального пучка труб, розташованих у забортній вигородці між зовнішнім і внутрішнім бортами судна, і систему подачі стисненого повітря у забортну вигородку в нижню частину міжтрубного простору забортного теплообмінника-конденсатора, яка відрізняється тим, що система подачі стисненого повітря додатково містить балон із запасом стисненого повітря і запірний клапан з електромагнітним приводом з можливістю його пасивного відкриття при знеструмленні. щі з Іо) че (Се) «-- Зо «о- . и? о - (22) - (л 60 б5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200708104U UA31675U (uk) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Система пасивного розхолоджування |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200708104U UA31675U (uk) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Система пасивного розхолоджування |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA31675U true UA31675U (uk) | 2008-04-25 |
Family
ID=39819718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU200708104U UA31675U (uk) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Система пасивного розхолоджування |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA31675U (uk) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711404C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для пассивного отвода избыточной тепловой энергии от объекта |
CZ309412B6 (cs) * | 2021-06-10 | 2022-12-07 | Josef Ing. Altmann | Způsob dochlazování jaderného reaktoru a zařízení k provádění tohoto způsobu a jaderný reaktor opatřený tímto zařízením |
-
2007
- 2007-07-17 UA UAU200708104U patent/UA31675U/uk unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711404C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Устройство для пассивного отвода избыточной тепловой энергии от объекта |
CZ309412B6 (cs) * | 2021-06-10 | 2022-12-07 | Josef Ing. Altmann | Způsob dochlazování jaderného reaktoru a zařízení k provádění tohoto způsobu a jaderný reaktor opatřený tímto zařízením |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103460299B (zh) | 自包含的应急废核燃料池冷却系统 | |
KR101200216B1 (ko) | 원자력 발전소의 물분사 잔열제거 시스템 | |
KR101447514B1 (ko) | 해상 소형 원전용 안전 시스템 | |
CN107403650B (zh) | 海上浮动核电站的二次侧非能动余热排出系统 | |
RU2605762C2 (ru) | Подводный модуль для производства электрической энергии | |
CN102831942A (zh) | 核电站乏燃料水池应急冷却系统 | |
JP2024500458A (ja) | 原子炉受動的安全システム | |
KR20140122979A (ko) | 해수를 이용한 원전 비상냉각 시스템 | |
CN108877966B (zh) | 一种用于浮动式核电站的闭式非能动安全壳冷却系统 | |
RU2607473C2 (ru) | Модуль для производства электрической энергии | |
UA31675U (uk) | Система пасивного розхолоджування | |
EP2608214B1 (en) | Method and apparatus for an alternative remote spent fuel pool cooling system for light water reactors | |
RU2607474C2 (ru) | Погружной модуль для производства энергии | |
CN109712726B (zh) | 一种海洋核动力平台反应堆余热排出系统 | |
US11536448B2 (en) | Steam-generating unit of dual circuit reactor with purge and drain system | |
RU96283U1 (ru) | Система пассивного отвода тепла через парогенератор | |
RU2606209C2 (ru) | Погружной или подводный модуль для производства электрической энергии | |
RU2758159C1 (ru) | Система пассивного отвода тепла | |
CN113178271A (zh) | 一种非能动乏燃料水池冷却系统 | |
JP2017120226A (ja) | 冷却設備及び原子力プラント | |
KR20220011364A (ko) | 재해사고 원자로 냉각 시스템 및 이를 이용한 원자로 냉각 방법 | |
RU2151083C1 (ru) | Энергетическая установка атомного судна | |
RU2668235C1 (ru) | Система аварийного расхолаживания | |
KR20140144573A (ko) | 피동잔열제거계통의 배기설비 | |
JP2013127465A (ja) | 沸騰水型原子炉用の代替的なサプレッションプール冷却のための方法及び装置 |