CZ2022459A3 - Modulární tlakovodní jaderný reaktor - Google Patents
Modulární tlakovodní jaderný reaktor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022459A3 CZ2022459A3 CZ2022-459A CZ2022459A CZ2022459A3 CZ 2022459 A3 CZ2022459 A3 CZ 2022459A3 CZ 2022459 A CZ2022459 A CZ 2022459A CZ 2022459 A3 CZ2022459 A3 CZ 2022459A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor
- container
- nuclear fuel
- battery
- pressurized water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
- G21C19/10—Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
- G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
- G21C1/08—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
- G21C1/086—Pressurised water reactors
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/32—Apparatus for removing radioactive objects or materials from the reactor discharge area, e.g. to a storage place; Apparatus for handling radioactive objects or materials within a storage place or removing them therefrom
-
- 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)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Modulární tlakovodní jaderný reaktor obsahující tlakovou vnější nádobu (2) reaktoru ve které je umístěna hermeticky uzavřená vnitřní nádoba (1) primárního okruhu, uvnitř které je aktivní zóna s palivovými články. Tlaková vnější nádoba (2) reaktoru je opatřena víkem. Na místo víka je umístěn mobilní kontejner (3) s baterií (4) jaderného paliva opatřený vstupy a výstupy (6) vody a na svém dnu těsnícími prvky (5) s tlakovou vnější nádobou (2) reaktoru a otevíracím spodním poklopem (7) pro zasunutí a vysunutí baterie (4) jaderného paliva z vnitřní nádoby (1) primárního okruhu. U stropu kontejneru (3) je umístěna traverza (8) se zajišťovacími čepy (9) uchycení baterie (4) jaderného paliva. Traverza (8) je připojená k navijáku (10) s ovládacím modulem (11).
Description
Vynález se týká modulárního tlakovodního jaderného reaktoru využívajícího k výrobě tepla nízkoobohacené jaderné palivo s předpokládanou výrobou elektrického rozsahu 2 až 100 MW.
Dosavadní stav techniky
Z technické praxe jsou známa různá řešení jaderných reaktorů, které jsou tlakovodního typu, většinou mají nucené ochlazování aktivní zóny a palivo je vyměňováno standardním způsobem jako u velkých reaktorů.
Nebylo nalezeno řešení, které by umožňovalo rozsáhlou unifikaci výkonových řad.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny modulárním tlakovodním jaderným reaktorem, obsahujícím tlakovou vnější nádobu reaktoru, ve které je umístěna hermeticky uzavřená vnitřní nádoba primárního okruhu (NIO), uvnitř které je aktivní zóna s palivovými články a tlaková vnější nádoba reaktoru je opatřena víkem, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že na místo víka je umístěn mobilní kontejner s baterií jaderného paliva opatřený vstupy a výstupy vody a na svém dnu těsnicími prvky s tlakovou vnější nádobou reaktoru a otevíracím spodním poklopem pro zasunutí a vysunutí baterie jaderného paliva z vnitřní nádoby primárního okruhu. U stropu kontejneru je umístěna traverza se zajišťovacími čepy uchycení baterie jaderného paliva, připojená k navijáku s ovládacím modulem. Kontejner je s výhodou opatřen systémem dochlazování.
Podstatou řešení je přemístitelný mobilní kontejner s baterií jaderného paliva, který je opatřen těsnicími prvky mezi vnitřní nádobou primárního okruhu (NIO). Kontejner je na svém dnu opatřen poklopem s utěsněním. Poklop se vtahuje dovnitř kontejneru. Automatický mechanismus spodního poklopu jej vždy uzavírá, přičemž pro otevření je potřeba vyvinout protisílu.
Kontejner obsahuje přírubové připojení pro odvod a přívod vody pro zaplnění a vypuštění. Konstrukce kontejneru umožňuje dochlazení, tj. odvod tepla od baterie jaderného paliva pomocí oběhu vody a systému žeber. Na vrchním víku kontejneru je modul s navijákem pro zasunutí a vyzvednutí baterie jaderného paliva.
Kontejner je demontovatelný a vyměnitelný za jiný modul vrchního víka. Například pro převoz mimo blok.
Pro vtažení baterie jaderného paliva slouží traverza, která se spouští pomocí navijáku a je zajišťována vedením na vnitřních stěnách NIO. Traverza se zajistí k vrchní části baterie jaderného paliva pomocí výsuvných zajišťovacích čepů. Na horní straně baterie jaderného paliva jsou úchytové body.
Baterie jaderného paliva je vsunuta do ochranného válce a je zajištěna mechanickými čepy nahoře a dole.
Práce neprobíhají v zaplavených bazénech výměny paliva.
- 1 CZ 2022 - 459 A3
Výhodou tohoto řešení je to, že nedochází ke kontaminaci vody ve stavebních šachtách výměny paliva, tím pádem se významně sníží objem kontaminované vody. Nejsou potřebné systémy pro čištění vody. Nejsou potřebné stavědla mezi jednotlivými bazény a nemusí se řešit problém s utěsněním stavědel. Nedochází k úniku aktivity do jiných prostor bloku. Není potřebný zavážecí stroj pro manipulaci s palivovými kazetami přímo na bloku.
Objasnění výkresů
Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde je na obr. 1 znázorněn schematicky v řezu příkladný modulární tlakovodní jaderný reaktor s kontejnerem pro baterii jaderného paliva.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příkladný modulární tlakovodní jaderný reaktor obsahuje tlakovou vnější nádobu 2 reaktoru, ve které je umístěna hermeticky uzavřená vnitřní nádoba 1 primárního okruhu, uvnitř které je aktivní zóna s palivovými články. Tlaková vnější nádoba 2 reaktoru je opatřena víkem. Na místo víka je umístěn mobilní kontejner 3 s baterií 4 jaderného paliva opatřený vstupy a výstupy 6 vody. Na svém dnu je kontejner 3 opatřen těsnicími prvky 5 s tlakovou vnější nádobou 2 reaktoru. Dále je na svém dnu kontejner 3 opatřen otevíracím spodním poklopem 7 pro zasunutí a vysunutí baterie 4 jaderného paliva z vnitřní nádoby 1 primárního okruhu. U stropu kontejneru 3 je umístěna traverza 8 se zajišťovacími čepy 9 uchycení baterie 4 jaderného paliva, připojená k navijáku 10 s ovládacím modulem 11. Kontejner 3 je opatřen systémem 12 dochlazování. Spodní poklop 7 kontejneru 3 je opatřen automatickým uzavíracím mechanismem.
Příkladný malý modulární reaktor je tlakovodní jaderný reaktor, jehož charakteristickým rysem je přítomnost přídavného uzavřeného okruhu cirkulace chladivá. Hmotnost reaktoru s palivem je cca 323 t. Výška reaktoru bez pohonů řídicích tyčí je cca 13 m. Maximální průměr bez nátrubků je 4350 mm.
Konstrukčně se reaktor skládá z tlakové vnější nádoby 2 reaktoru a hermetické vnitřní nádoby 1 primárního okruhu. Tlaková vnější nádoba 2 reaktoru je tvořena vertikální válcovou vysokotlakovou nádobou se vstupními nátrubky a výstupními nátrubky chiadiva a dnem. Materiálem pláště je vysoce kvalitní konstrukční legovaná ocel, obvykle 15Cr2NiMoVA nebo její ekvivalent. Vnitřní povrch tělesa a přírub je pokryt korozivzdomou povrchovou úpravou. Geometrie vnitřní části tlakové vnější nádoby 2 reaktoru zajišťuje organizaci průtoku chladivá sekundárního okruhu.
Při provozuje modulární tlakovodní jaderný reaktor opatřen víkem. Po jeho odstavení je možné víko odstranit, tj. odstrojí se horní blok a vyveze se blok ochranných trub. Poté se na tlakovou vnější nádobu 2 reaktoru ustaví kontejner 3 bez baterie 4 jaderného paliva a utěsní se na tlakovou vnější nádobu 2 reaktoru a vnitřní nádobu 1 primárního okruhu. Načež se otevře spodní poklop 7 kontejneru 3. Napustí se voda do kontejneru 3 přes přírubové připojení vstupu a výstupu 6. Spustí se traverza 8 pomocí navijáku 10 umístěného v horním víku kontejneru 3. Traverza 8 se zajistí pomocí výsuvných zajišťovacích čepů 9 do vrchní části baterie 4 jaderného paliva přes úchytové body. Baterie 4 jaderného paliva se vtáhne do kontejneru 3. Zavře se spodní poklop 7 kontejneru 3. Baterie 4 jaderného paliva se zajistí pomocí výsuvných zajišťovacích čepů 9 v kontejneru 3. Případně se odčerpá přebytečná hladina vody. Následně se kontejner 3 s baterii 4 jaderného paliva převeze do bazénu vyhořelého paliva.
Následně se na tlakovou vnější nádobu 2 reaktoru ustaví kontejner 3 s baterií 4 čerstvého jaderného paliva, ten se opět utěsní, otevře se spodní poklop 7 kontejneru 3, odjistí se zajišťovací
-2CZ 2022 - 459 A3 cepy 9, které drží baterii 4 jaderného paliva v kontejneru 3 a baterie 4 čerstvého jaderného paliva se spustí na místo aktivní zóny. Poté se odepne traverza 8 od baterie 4 čerstvého jaderného paliva, vytáhne se traverza 8 a uzavře se poklop 7 kontejneru 3. Prázdný kontejner 3 se odstaví na odkládací místo. Zaveze se blok ochranných trub a nastrojí se horní blok. Reaktor je tak 5 připraven k dalšímu provozu.
Průmyslová využitelnost ίο Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění především jako záložní zdroj elektrické energie v komunální energetice, při výrobě elektrické energie a tepla, jako stabilní ekologický zdroj tepla a energie.
Claims (3)
1. Modulární tlakovodní jaderný reaktor, obsahující tlakovou vnější nádobu (2) reaktoru, ve které je umístěna hermeticky uzavřená vnitřní nádoba (1) primárního okruhu, uvnitř které je aktivní zóna 5 pro baterii (4) jaderného paliva, vyznačující se tím, že na horním konci tlakové vnější nádoby (2) je umístěn mobilní kontejner (3) s baterií (4) jaderného paliva, opatřený vstupy a výstupy (6) vody a na svém dnu těsnicími prvky (5) s tlakovou vnější nádobou (2) reaktoru a otevíracím spodním poklopem (7) pro zasunutí a vysunutí baterie (4) jaderného paliva, přičemž u stropu mobilního kontejneru (3) je umístěna traverza (8) se zajišťovacími čepy (9) pro uchycení baterie (4) jaderného ίο paliva, připojená k navijáku (10) s ovládacím modulem (11).
2. Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že mobilní kontejner (3) je opatřen systémem (12) dochlazování.
3. Modulární tlakovodní jaderný reaktor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spodní poklop (7) je opatřen automatickým uzavíracím mechanismem.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-459A CZ2022459A3 (cs) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | Modulární tlakovodní jaderný reaktor |
| PCT/IB2023/061175 WO2024095241A1 (en) | 2022-11-04 | 2023-11-06 | Modular pressurized water nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-459A CZ2022459A3 (cs) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | Modulární tlakovodní jaderný reaktor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309874B6 CZ309874B6 (cs) | 2024-01-03 |
| CZ2022459A3 true CZ2022459A3 (cs) | 2024-01-03 |
Family
ID=89073352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-459A CZ2022459A3 (cs) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | Modulární tlakovodní jaderný reaktor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2022459A3 (cs) |
| WO (1) | WO2024095241A1 (cs) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58152789A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-10 | 日立造船株式会社 | 輸送装置における脱着吊具 |
| JPS599596A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-18 | 動力炉・核燃料開発事業団 | キヤスク取扱い方法及びそれに用いる二重容器 |
| DE3518968A1 (de) * | 1985-05-25 | 1986-11-27 | Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund | Unterirdisch in der kaverne eines zylindrischen druckbehaelters angeordneter kernreaktor niedriger leistung |
| CA3188797A1 (en) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Doug BERNAUER | Nuclear reactor system with lift-out core assembly |
-
2022
- 2022-11-04 CZ CZ2022-459A patent/CZ2022459A3/cs unknown
-
2023
- 2023-11-06 WO PCT/IB2023/061175 patent/WO2024095241A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ309874B6 (cs) | 2024-01-03 |
| WO2024095241A1 (en) | 2024-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11728058B2 (en) | Systems and methods for transferring spent nuclear fuel from wet storage to dry storage | |
| CN104919534B (zh) | 用于从核反应堆加压容器移除上部内部构件的装置和方法 | |
| GB756014A (en) | Improvements in or relating to reactors employing nuclear fissionable material | |
| CN110246600A (zh) | 一种全地下式紧凑型反应堆换料装置 | |
| CN108206065A (zh) | 一种熔盐堆上腔室 | |
| US5075070A (en) | Handling pool and safety water reserve for pressurized water-cooled nuclear reactor | |
| KR20180008654A (ko) | 원자력 플랜트의 해체 방법 | |
| JPH0569395B2 (cs) | ||
| JP4177987B2 (ja) | 原子炉容器の取扱方法 | |
| JP2000206294A (ja) | 大型機器の搬出方法 | |
| US4171002A (en) | Nuclear fuel transportation containers | |
| CZ309874B6 (cs) | Modulární tlakovodní jaderný reaktor | |
| JPWO2001063622A1 (ja) | 原子炉容器の取扱方法 | |
| CN113808768B (zh) | 一种双堆共用反应堆厂房的核能供热堆布置方法 | |
| RU2067326C1 (ru) | Комплект для перегрузки отработавшего ядерного топлива | |
| CN112820436A (zh) | 一种贮存密封装置及转运维护方法 | |
| KR20150023449A (ko) | 패키지 안으로 방사성 요소들을 적재하기 위한 최적화된 방법 | |
| CN115213160B (zh) | 一种核反应堆控制棒驱动机构清洗装置 | |
| CN111383786B (zh) | 池式反应堆的换料方法 | |
| RU194792U1 (ru) | Контейнер для хранения и переработки отработавшего ядерного топлива | |
| CN211555487U (zh) | 一种全地下式紧凑型反应堆换料装置 | |
| JP2011237293A (ja) | 放射性物質収納方法 | |
| JPH02281191A (ja) | 水冷核分裂炉 | |
| RU2550092C2 (ru) | Способ длительного хранения отработавшего ядерного топлива | |
| JP7777554B2 (ja) | 原子炉圧力容器の漏洩部閉塞方法及びその漏洩部閉塞構造 |