RU2045099C1 - Equipment for localization of emergency at atomic power station - Google Patents

Abstract

FIELD: atomic power engineering. SUBSTANCE: equipment for localization of emergency includes air-tight jacket 1, pond 5 for cooling liquid and injectors 7. Mixing chambers 9 have curvilinear shape, are oriented downwards with convexity and are fitted with intakes 10. Outlet section 11 of mixing chamber 9 is located above level of cooling liquid. In case of emergency formed steam and gas mixture passes through injectors 7, steam condenses and condensate goes to pond 5 and condensing gases are withdrawn into air trap 6. EFFECT: enhanced operational reliability and safety. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в энергетической и химической промышленности в установках с токсичной паровой фазой. The invention relates to nuclear energy and can be used in the energy and chemical industries in installations with toxic vapor phase.

Известно устройство локализации аварии на АЭС, содержащее заполненный водой бассейн, пароподводящий канал и окружающую его под водой перегородку, нижний конец которой образует зазор с дном бассейна [1] На выходе из пароподводящего канала установлена пластина, образующая с кромкой канала щель, так, что конец перегородки расположен ниже этой щели. A device for localizing an accident at a nuclear power plant containing a pool filled with water, a steam supply channel and a partition surrounding it under water, the lower end of which forms a gap with the bottom of the pool [1] A plate is formed at the outlet of the steam supply channel, forming a gap with the channel edge, so that the end The septum is located below this gap.

Недостатком данного устройства является возникновение пульсаций давления при малых расходах пара за счет кумулятивных эффектов при "схлопывании" паровых пузырей, что может привести к разрушению облицовки бассейна и расположенного в нем оборудования. The disadvantage of this device is the occurrence of pressure pulsations at low steam flow rates due to cumulative effects during the "collapse" of steam bubbles, which can lead to the destruction of the pool lining and the equipment located in it.

Кроме того, это устройство обладает большим гидравлическим сопротивлением из-за поворота потока аварийного пара на 180^оС, что обуславливает необходимость установки нескольких модулей для конденсации пара при авариях.In addition, this device has a large hydraulic resistance due to accidental rotation of the steam flow at ¹⁸⁰ ° C, which necessitates the installation of multiple modules for steam condensation during accidents.

Наиболее близким к изобретению является устройство локализации аварии на атомной электростанции, содержащее тонкостенную герметичную оболочку, в которой размещены реактор и оборудование первого контура, вторую внешнюю толстостенную оболочку, частично заполненную охлаждающей жидкостью с образованием бассейна и воздушной ловушки, и барботажные трубы, связывающие оболочки [2] Ряд труб снабжен на конце инжектором, имеющим паровое сопло, связанное через барботажную трубу с герметичной оболочкой, и камеру смешения с входным и выходным участком. Входной участок заглублен в охлаждающую жидкость и снабжен заборником (циркуляторной трубой), расположенным выше уровня входного участка камеры смешения. Closest to the invention is a device for localizing an accident at a nuclear power plant, containing a thin-walled hermetic shell, in which the reactor and equipment of the first circuit are located, a second thick-walled outer shell partially filled with coolant to form a pool and an air trap, and bubble tubes connecting shells [2 ] A number of pipes are equipped at the end with an injector having a steam nozzle connected through a bubbler pipe with a sealed sheath, and a mixing chamber with an inlet and outlet, tkom. The inlet section is buried in the coolant and is equipped with an intake (circulating pipe) located above the level of the inlet section of the mixing chamber.

Однако в процессе работы этого устройства горячая жидкость собирается в верхней части бассейна, что приводит к повышению температуры охлаждающей жидкости, подаваемой в камеру смешения, и ухудшению процесса конденсации пара. However, during the operation of this device, hot liquid is collected in the upper part of the pool, which leads to an increase in the temperature of the coolant supplied to the mixing chamber and a deterioration in the process of steam condensation.

Расположение выходного участка камеры смешения инжектора под уровнем воды приводит к пульсациям давления при малых расходах пара за счет возникновения кумулятивных эффектов при "схлопывании" паровых пузырей, что может привести к разрушению инжектора, облицовки бассейна и оборудования, расположенного в бассейне. The location of the outlet section of the injector mixing chamber under the water level leads to pressure pulsations at low steam flow rates due to cumulative effects during the “collapse” of steam bubbles, which can lead to destruction of the injector, pool lining and equipment located in the pool.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в исключении пульсации давления при малых расходах и улучшении процесса конденсации. The technical result achieved by the implementation of this invention is to eliminate pressure pulsation at low flow rates and to improve the condensation process.

Это достигается тем, что в устройстве локализации аварии на атомной электростанции, включающем герметичную оболочку, в которой размещены реактор и оборудование первого контура, бассейн с охлаждающей жидкостью и по крайней мере один инжектор, содержащий паровое сопло, сообщенное с герметичной оболочкой, и камеру смешения с входным и выходным участками, первый из которых заглублен в охлаждающую жидкость и снабжен заборником, камера смешения выполнена криволинейной формы и ориентирована выпуклостью вниз, причем выходной участок камеры смешения расположен над уровнем охлаждающей жидкости, а заборник размещен ниже уровня входного участка. This is achieved by the fact that in the accident localization device at a nuclear power plant, including a sealed enclosure, in which a reactor and primary circuit equipment are located, a coolant pool and at least one injector containing a steam nozzle in communication with the sealed enclosure, and a mixing chamber with the inlet and outlet sections, the first of which is buried in the coolant and provided with an intake, the mixing chamber is curved and oriented downwardly, with the outlet section of the chamber cm The solution is located above the coolant level, and the intake is located below the level of the inlet section.

Выполнение камеры смешения криволинейной формы с размещением выходного участка над уровнем охлаждающей жидкости исключает пульсации давления, а расположение заборника охлаждающей жидкости ниже уровня входного участка камеры смешения позволяет подавать на вход камеры холодную жидкость, что улучшает процесс конденсации пара в инжекторе. The execution of the mixing chamber of a curved shape with the placement of the outlet section above the level of the coolant eliminates pressure pulsations, and the location of the intake of the coolant below the level of the inlet section of the mixing chamber allows cold liquid to be supplied to the chamber inlet, which improves the process of steam condensation in the injector.

На фиг. 1 и 2 схематично изображено устройство локализации аварии на атомной электростанции. In FIG. 1 and 2 schematically depict a device for localizing an accident at a nuclear power plant.

Устройство содержит герметичную оболочку 1, в которой размещены реактор 2 и оборудование первого контура 3, вторую оболочку, частично заполненную охлаждающей жидкостью 4 с образованием бассейна 5 и воздушной ловушки 6, и по крайней мере один инжектор 7, связывающий оболочки. Инжектор 7 содержит паровое сопло 8, сообщенное с герметичной оболочкой 1, и камеру 9 смешения, выполненную криволинейной формы и ориентированную выпуклостью вниз. Камера 9 смешения имеет входной участок, заглубленный в охлаждающую жидкость 4 и снабженный заборником 10, и выходной участок 11, размещенный над уровнем жидкости. Заборник 10 охлаждающей жидкости расположен ниже уровня входного участка камеры 9 смешения. Паровое сопло 8 и выходной участок 11 камеры 9 смешения могут быть выполнены прямолинейными или иметь криволинейную форму. The device comprises an airtight shell 1, in which the reactor 2 and the equipment of the first circuit 3 are placed, a second shell partially filled with coolant 4 to form a pool 5 and an air trap 6, and at least one injector 7 connecting the shells. The injector 7 comprises a steam nozzle 8 in communication with an airtight shell 1 and a mixing chamber 9 made in a curved shape and oriented downward by a bulge. The mixing chamber 9 has an inlet section buried in the coolant 4 and provided with an intake 10, and an outlet section 11 located above the liquid level. The coolant intake 10 is located below the level of the inlet portion of the mixing chamber 9. The steam nozzle 8 and the output section 11 of the mixing chamber 9 can be made rectilinear or have a curved shape.

Количество инжекторов 7, входящих в устройство локализации аварии, зависит от мощности реакторной установки. The number of injectors 7 included in the accident localization device depends on the power of the reactor installation.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При возникновении аварии в результате истечения пара из первого контура под герметичную оболочку 1 давление под оболочкой и в паровом сопле растет, вода вытесняется из инжектора 7 и при определенном пороговом значении давления паровоздушная смесь проходит через инжектор 7. В процессе движения по тракту камеры 9 смешения начинает всасываться охлаждающая жидкость 4 через заборник 10, и пар конденсируется. В выходном участке 11 камеры 9 смешения происходит окончательная конденсация пара, конденсат сливается в бассейн 5, а неконденсирующиеся газы выходят в воздушную ловушку 6. In the event of an accident as a result of steam flowing out of the primary circuit under the sealed casing 1, the pressure under the casing and in the steam nozzle increases, water is displaced from the injector 7 and, at a certain threshold pressure value, the air-vapor mixture passes through the injector 7. In the process of moving along the path of the mixing chamber 9, it starts the coolant 4 is sucked in through the intake 10 and the steam condenses. In the output section 11 of the mixing chamber 9, the final condensation of the steam occurs, the condensate is discharged into the pool 5, and the non-condensable gases enter the air trap 6.

Минимальная величина порогового значения давления срабатывания устройства определяется из условия заглубления входного участка камеры смешения, т. е. определяется геометрическими размерами инжектора, и близка к атмосферному. The minimum value of the threshold value of the response pressure of the device is determined from the condition of deepening the inlet section of the mixing chamber, i.e., it is determined by the geometric dimensions of the injector, and is close to atmospheric.

Благодаря выполнению камеры 9 смешения криволинейной формы, ориентированной выпуклостью вниз с выходным участком 11, расположенным над уровнем охлаждающей жидкости, исключаются пульсации давления при малых расходах, а расположение заборника 10 охлаждающей жидкости 4 ниже уровня входного участка камеры 9 смешения позволяет подавать на вход камеры холодную жидкость, что улучшает процесс конденсации пара в инжекторе. Все это повышает надежность работы устройства локализации аварии на АЭС. Due to the implementation of the mixing chamber 9 of a curved shape, oriented downwardly convex with the outlet portion 11 located above the level of the coolant, pressure pulsations are eliminated at low flow rates, and the location of the intake of coolant 4 below the level of the inlet portion of the mixing chamber 9 allows cold fluid to be supplied to the chamber inlet , which improves the process of condensation of steam in the injector. All this increases the reliability of the accident localization device at nuclear power plants.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ЛОКАЛИЗАЦИИ АВАРИИ НА АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, включающее герметичную оболочку, в которой размещены реактор и оборудование первого контура, бассейн с охлаждающей жидкостью и по крайней мере один инжектор, содержащий паровое сопло, сообщенное с воздушным пространством под герметичной оболочкой, и камеру смешения с входным и выходным участками, первый из которых расположен под уровнем жидкости в бассейне и снабжен заборником, отличающееся тем, что камера смешения выполнена криволинейной формы и ориентирована выпуклостью вниз, причем выходной участок камеры смешения расположен над уровнем охлаждающей жидкости в бассейне. 1. DEVICE FOR LOCALIZING AN EMERGENCY AT A NUCLEAR POWER PLANT, including a sealed enclosure in which a reactor and primary circuit equipment are located, a pool with coolant, and at least one injector containing a vapor nozzle in communication with the air space under the sealed enclosure and a mixing chamber with an inlet and output sections, the first of which is located below the liquid level in the pool and is equipped with a fence, characterized in that the mixing chamber is made in a curved shape and is oriented by the convexity of the h, and the output section of the mixing chamber is located above the level of coolant in the pool. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заборник размещен ниже уровня входного участка камеры смешения. 2. The device according to p. 1, characterized in that the intake is placed below the level of the input section of the mixing chamber.

Images