RU2668235C1 - Система аварийного расхолаживания - Google Patents
Система аварийного расхолаживания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668235C1 RU2668235C1 RU2017142817A RU2017142817A RU2668235C1 RU 2668235 C1 RU2668235 C1 RU 2668235C1 RU 2017142817 A RU2017142817 A RU 2017142817A RU 2017142817 A RU2017142817 A RU 2017142817A RU 2668235 C1 RU2668235 C1 RU 2668235C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heat exchanger
- steam
- steam generator
- branch
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 5
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ядерной энергетики. Система аварийного расхолаживания содержит автономный прямоточный парогенератор, водяной теплообменник-доохладитель, паровую и водяные ветки, запорную арматуру. В состав системы введены водяной теплообменник-конденсатор, соединенный паровой веткой с прямоточным парогенератором, а водяной веткой с водяным теплообменником-доохладителем, а также перемычка, соединяющая паровую и водяную ветки, с установленным на ней устройством предотвращения обратного тока, соединяющая выход автономного прямоточного парогенератора с входом водяного теплообменника-доохладителя, причем запорная арматура расположена на входе и выходе автономного прямоточного парогенератора. Изобретение позволяет обеспечить устойчивый отвод тепла на поздних этапах развития аварийного процесса вплоть до расхоложенного состояния реакторной установки и поддерживать ее в этом состоянии, в результате чего повышается надежность работы системы аварийного расхолаживания и реакторной установки в целом. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано в системах аварийного расхолаживания ядерных реакторов без потребления внешних источников энергии.
Известна система пассивного отвода тепла ядерных установок, в которой отвод остаточных тепловыделений осуществляется в атмосферный воздух через воздушный теплообменник и промежуточный контур, подключенный к парогенератору параллельно второму контуру (Патент RU №2002320 от 16.05.1991, по кл. G21C 15/18). Причем, во время штатной работы ядерной установки для предотвращения замерзания трубной системы воздушного теплообменника из-за попадания холодного воздуха через неплотности организуется естественная циркуляция в промежуточном контуре.
Недостатком данной системы является то, что она не может быть применена для ядерных установок с прямоточным парогенератором из-за большого гидравлического сопротивления прямоточного парогенератора при номинальном расходе питательной воды. Как следствие большого сопротивления напор питательного насоса превышает движущий напор естественной циркуляции промежуточного контура, что не позволяет организовать протечку через промежуточный контур при работе питательного насоса. Кроме того, воздушный теплообменник имеет большие габариты.
Известна система пассивного отвода тепла от парогенераторов ядерных установок, в которой отвод остаточных тепловыделений осуществляется через промежуточный контур в атмосферный воздух за счет выпаривания запасов воды (Патент RU №2050025 от 14.05.1992 по кл. G21C 15/18). Отвод тепла из промежуточного контура организован через теплообменник, который в несколько раз меньше воздушного теплообменника за счет высокой эффективности теплопередачи. Система является предвключенной и потери через промежуточный контур отсутствуют.
Недостатком такой системы является ограниченное время функционирования. Резерв времени такой системы определяется объемом запасенной воды.
Известна система аварийного расхолаживания ядерных реакторов (см., например, патент RU №52245 от 12.07.2005 по кл. G21C 15/18), в которой отвод остаточных тепловыделений от активной зоны осуществляется через промежуточный контур с воздушным теплообменником. Избыточное давление в промежуточном контуре поддерживается с помощью компенсационного баллона с газом, а остаточные тепловыделения отводятся последовательно через воздушный теплообменник, затем через водяной теплообменник. Замерзание воздушного теплообменника в режиме ожидания предотвращается его осушением со стороны промежуточного контура.
Недостатком такой системы является ограниченный диапазон работы по температуре первого контура. Система работает эффективно в двухфазном режиме (пар-вода) циркуляции промежуточного контура. При понижении температуры первого контура система переходит в режим однофазной циркуляции. При этом газ, имеющийся в промежуточном контуре, собирается в верхней части контура и разрывает циркуляцию, полностью прекращая отвод тепла.
Известна система аварийного расхолаживания ядерных реакторов (см., например, патент RU№109898 от 27.10.201 1 по кл. G21C 15/18), содержащая прямоточный парогенератор, имеющий паровую и водяную ветки, емкость запаса воды, водяной теплообменник, воздушный теплообменник, подключенный параллельно паровой ветке системы, имеющий теплопередающую поверхность, обеспечивающую отвод остаточных тепловыделений после исчерпания запасов воды на испарение, что позволяет существенно уменьшить размеры воздушного теплообменника и объем запасов воды, обеспечить устойчивый отвод тепла в пассивном режиме от прямоточного парогенератора неограниченное время в широком диапазоне температур первого контура и обеспечить отвод тепла в случае отказа воздушного теплообменника.
Недостатком такой системы является необходимость размещения водяного теплообменника, расположенного в баке с запасом выпариваемой воды выше парогенератора, с целью организации естественной циркуляции. Это усложняет проектирование, строительство, обслуживание, эксплуатацию и осуществление мероприятий по управлению авариями. При судовом исполнении данной системы повышается центр масс судна (плавучая АЭС, атомный ледокол и др.), что ухудшает его остойчивость и мореходность.
Наиболее близким техническим решением является система аварийного расхолаживания, содержащая прямоточный теплообменник, соединенный паровой и водяной ветками с емкостью запаса воды, водяной теплообменник, воздушный теплообменник подводящей веткой соединен с паровым объемом емкости запаса воды, отводящей веткой с водяным объемом последней, кроме того, на водяной ветке между емкостью запаса воды и теплообменником установлен запорный клапан, параллельно которому подключен дроссельный элемент, или емкость запаса воды соединена трубопроводом через запорную арматуру со вторым контуром парогенератора, при этом подводящий к парогенератору трубопровод второго контура связан с водяной веткой, а отводящий с паровой веткой (Патент RU №152416 от 29.04.2015 G21C 15/18).
Недостатком данной системы является необходимость размещения воздушного теплообменника, расположенного в тяговой воздушной трубе, что влечет необходимость применения мер по предотвращению замерзания шиберов тяговой трубы и теплоносителя внутри теплообменных труб.
Технической задачей данного изобретения является создание системы аварийного расхолаживания, позволяющей обеспечить устойчивый отвод тепла на поздних этапах развития аварийного процесса вплоть до расхоложенного состояния реакторной установки и поддержание ее в этом состоянии.
Решение поставленной задачи позволяет повысить надежность работы системы аварийного расхолаживания и, следовательно, реакторной установки в целом.
Задача решается тем, что в состав системы аварийного расхолаживания, содержащей автономный прямоточный парогенератор, водяной теплообменник-доохладитель, паровую и водяные ветки, запорную арматуру, введены водяной теплообменник-конденсатор, соединенный паровой веткой с прямоточным парогенератором, а водяной веткой с водяным теплообменником-доохладителем, а так же перемычка, соединяющая паровую и водяную ветки, с установленным на ней устройством предотвращения обратного тока, соединяющая выход автономного прямоточного парогенератора с входом водяного теплообменника-доохладителя, причем запорная арматура расположена на входе и выходе автономного прямоточного парогенератора.
На фиг. 1 схематично показана система аварийного расхолаживания.
Система состоит из автономного прямоточного парогенератора 1, водяного теплообменника-конденсатора 2, водяного теплообменника-доохладителя 3, запорной арматуры по воде 5 и пару 4, устройства предотвращающего обратный ток 6.
Автономный прямоточный парогенератор 1 соединен паровой веткой 7 с водяным теплообменником-конденсатором 2. Водяной теплообменник-конденсатор 2 соединен водяной веткой 8 с водяным теплообменником-доохладителем 3, последний, в свою очередь, соединен водяной веткой 9 с автономным прямоточным парогенератором 1. Так же имеется перемычка 10, соединяющая паровую ветку 7 с веткой, соединяющей водяные теплообменники 8, на которой расположено устройство, предотвращающее обратный ток 6.
Система аварийного расхолаживания работает следующим образом. Исходно система аварийного расхолаживания отключена от автономного прямоточного парогенератора 1 по пару и воде, и находится в режиме ожидания.
При возникновении аварийной ситуации происходит пуск системы посредством открытия отсечной арматуры по воде 5 и пару 4. В системе развивается естественная циркуляция через водяной теплообменник-конденсатор 2 за счет разности плотностей пара (пароводяной смеси), генерируемого в парогенераторе 1 и поступающего из парогенератора 1 в паровую ветку 7 и конденсата на выходе из водяного теплообменника-конденсатора 2.
Естественная циркуляция через водяной теплообменник-доохладитель 3 возникает за счет разности весов теплоносителя на опускном участке водяной ветки 8 и на соответствующем ей подъемном участке паровой ветки 7 контура. Отвод тепла в конечный поглотитель через водяной теплообменник-конденсатор 2 и водяной теплообменник-доохладитель 3 осуществляется параллельно.
На поздних этапах развития аварии, в случае прекращения циркуляции через водяной теплообменник-конденсатор 2, циркуляция продолжается через перемычку 10 и теплоотвод через водяной теплообменник-доохладитель 3 сохраняется.
Таким образом, предлагаемое решение позволяет обеспечить устойчивый отвод тепла на поздних этапах развития аварийного процесса вплоть до расхоложенного состояния реакторной установки и поддерживать ее в этом состоянии, в результате чего повышается надежность работы системы аварийного расхолаживания и реакторной установки в целом.
Claims (1)
- Система аварийного расхолаживания, содержащая автономный прямоточный парогенератор, водяной теплообменник-доохладитель, паровую и водяные ветки, запорную арматуру, отличающаяся тем, что в состав системы введены водяной теплообменник-конденсатор, соединенный паровой веткой с прямоточным парогенератором, а водяной веткой с водяным теплообменником-доохладителем, а также перемычка, соединяющая паровую и водяную ветки, с установленным на ней устройством предотвращения обратного тока, соединяющая выход автономного прямоточного парогенератора с входом водяного теплообменника-доохладителя, причем запорная арматура расположена на входе и выходе автономного прямоточного парогенератора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142817A RU2668235C1 (ru) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Система аварийного расхолаживания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142817A RU2668235C1 (ru) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Система аварийного расхолаживания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668235C1 true RU2668235C1 (ru) | 2018-09-27 |
Family
ID=63669083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142817A RU2668235C1 (ru) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Система аварийного расхолаживания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668235C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0666985A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-03-11 | Westinghouse Electric Corp <We> | 加圧水型原子炉及び蒸気発生器の伝熱管の漏れの軽減方法 |
| RU85029U1 (ru) * | 2009-02-26 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") | Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки |
| RU111336U1 (ru) * | 2011-07-08 | 2011-12-10 | Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") | Система аварийного расхолаживания с комбинированным теплообменником |
| RU152416U1 (ru) * | 2014-09-30 | 2015-05-27 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Система аварийного отвода тепла |
| JP6066985B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2017-01-25 | 株式会社リヒトラブ | パンチ |
-
2017
- 2017-12-07 RU RU2017142817A patent/RU2668235C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0666985A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-03-11 | Westinghouse Electric Corp <We> | 加圧水型原子炉及び蒸気発生器の伝熱管の漏れの軽減方法 |
| RU85029U1 (ru) * | 2009-02-26 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (ОАО "СПбАЭП") | Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки |
| RU111336U1 (ru) * | 2011-07-08 | 2011-12-10 | Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") | Система аварийного расхолаживания с комбинированным теплообменником |
| RU152416U1 (ru) * | 2014-09-30 | 2015-05-27 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Система аварийного отвода тепла |
| JP6066985B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2017-01-25 | 株式会社リヒトラブ | パンチ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103903659B (zh) | 浮动核电站非能动余热排出*** | |
| RU152416U1 (ru) | Система аварийного отвода тепла | |
| CA2937668C (en) | Reactor system with a lead-cooled fast reactor | |
| US20210202121A1 (en) | Flow Mixing T-Unit of Reactor Volume Control System | |
| RU2713747C1 (ru) | Система пассивного отвода тепла ядерной энергетической установки | |
| JP6203196B2 (ja) | 発電モジュール | |
| CN203338775U (zh) | 核电站蒸汽发生器防满溢结构 | |
| RU2646859C2 (ru) | Система аварийного отвода тепла | |
| RU2607474C2 (ru) | Погружной модуль для производства энергии | |
| RU2668235C1 (ru) | Система аварийного расхолаживания | |
| RU111336U1 (ru) | Система аварийного расхолаживания с комбинированным теплообменником | |
| CN209149827U (zh) | 一种能动和非能动结合的二次侧余热排出*** | |
| CN205541969U (zh) | 压水堆非能动保护***以及压差自力阀 | |
| RU96283U1 (ru) | Система пассивного отвода тепла через парогенератор | |
| CN108447570B (zh) | 船用反应堆及其二次侧非能动余热排出*** | |
| CN109712726B (zh) | 一种海洋核动力平台反应堆余热排出*** | |
| RU167923U1 (ru) | Система аварийного отвода тепла | |
| RU109898U1 (ru) | Система аварийного расхолаживания | |
| RU150816U1 (ru) | Система аварийного отвода тепла | |
| RU2697652C1 (ru) | Способ и система приведения атомной электростанции в безопасное состояние после экстремального воздействия | |
| JP2015510582A (ja) | 潜水または水中発電モジュール | |
| CN113178271A (zh) | 一种非能动乏燃料水池冷却*** | |
| JP6307443B2 (ja) | 潜水発電モジュール | |
| RU2653053C2 (ru) | Система аварийного расхолаживания ядерного реактора | |
| CA3066162C (en) | Method and system for bringing a nuclear power plant into a safe state after extreme effect |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191208 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210906 |