SU714505A1 - Ядерна энергетическа установка - Google Patents

Description

Изобретение относится к атомным электростанциям с быстрым реактором, охлаждаемым жидким натрием, а также к термоядерным электростанциям, имеющим бланкеты, охлаждаемые жидкими щелочными металлами.

Известна ядерная энергетическая установка, состоящая из реактора, охлаждаемого натрием, теплообменника натрий натрий, парогенератора натрий - вода W··

Недостатком этой установки является возможность'развивающейся аварии в парогенераторе из-за химического взаимодействия натрия с водой.

Другая известная установка содержит реактор, охлаждаемый жидким металлом, теплообменник,..заполненный промежуточным теплоносителем и снабженный средствами циркуляции с расположенным внутри него экраном - трубой, внутри которого размешен промежуточный теплообменник, а снаружи - парогенератор Ы. В. качестве промежуточного теплоносителя в этой установке используется газ.

Недостатком описанной установки является возможность взаимодействия натрия с водой при разгерметизации поверхностей. Кроме того, для теплосъема от газа создают повышенные давления (порядка 40-80 ата), поэтому при разгерметизации поверхности промежуточного теплообменника газ может попасть в активную зону, что связано с серьезной аварией из-за пережога активной зоны реактора. К недостаткам установки относятся также большие поверхности теплопередачи из-за плохих теплопередающих свойств газа.

Цель изобретения - повышение надежности установки за счет исключения контакта теплоносителя реактора с водой при аварийной разгерметизации.

Указания цель достигается тем, что устанрвка снабжена аварийными системами эвакуации теплоносителя реактора и воды, а во внутренней части корпуса теплообменника, заполненного инертным газом и промежуточным жидко-мет.члли10 / .

ческим теплоносителем (например, ртутыо или сплавом солей), размещен уловитель, выполненный в виде воронки. Уловитель разделяет верхнюю внутреннюю часть корпуса теплообменника на два отсека, каждый из которых подключен соответственно к системе эвакуации теплоносителя реакто'ра ’или воды, при этом нижняя торцовая поверхность уловителя размешена под уровнем Промежуточного жидкометаллического теплоносителя над экраном—трубой, а экран-труба в верхней части имеет сужение и на наружной торцовой поверхности — отбойник пара.

.На чертеже показана предложенная ядерная установка.

Реактор 1 соединен с насосом 2. В корпусе теплообменника 3 помещены экран-труба 4, средства циркуляции 6, па-~ рогенератор 6, промежуточный теплообменник 7, уловитель 8, выполненный в виде воронки. Верхняя часть корпуса теп-> ^члообмённйка, находящаяся над промежуточным жидкометаллическимтеплоносителем и Заполненийя инертным газом, соединена : с системами 9, 10 аварийной эвакуации теплоносителя реактора и воды.

' Жидкометаллический теплоноситель реактора 1, пройдя через промежуточный теплообменник 7, сжимается насосом 2 и возвращается в реактор. Передачатепла от теплообменника 7 к парогенератору 6 осуществляется тяжелым металлом (напри Мёр, ртутью или сплавом солей), который ..........“перемешается средствами циркуляции 5 (насосами или аэролифтом).

Теплообменник 7 расположен внутри экрана - трубы 4. В верхней части корпуса теплообменника 3 расположен уловитель 8, который разделяет верхнюю полость 40 корпуса теплообменника, заполненную инертным газом, на два изолированных отсека. При аварийной разгерметизации теп— ”'“~'Лсй(ЪсйТёЛь реактора вспльгвает внутри ¹ экрана — трубы 4 в центральный отсек, а 45 вода из парогенератора за экраном - трубой - во внешний кольцевой отсек. В верхней части корпуса теплообменника имеются два патрубка, через которые' при раз- . установка надежнее.

714505 4 ...........

металлического теплоносителя над экраном-трубой 4. Верхняя часть экрана-трубы иМёет сужение, а с наружной торцовой поверхности она снабжена отбойником 11. При этом нижняя торцовая поверхность уловителя расположёна примерно посередине между торцовыми поверхностями экрана-трубы и отбойника пара. Сужение экрана-трубы в верхней части обеспечивает повышение скорости теплоносителя реактора, всплывающего в промежуточном теплоносителе. За экраном-трубой скорость промежуточного теплоносителя' резко падает, что обеспечивает всплывание тепло15 носителя реактора в уловитель.

Преимущества описываемой установки в сравнении с прототипом следующие:

1) большая надежность благодаря тому, что жидкомёталличёский теплоноситель находится под низким давлением и отсутствует контакт натрия с водой при всплывании в разные полости уловителя даже в~ случае двойной аварийном разгерметизации;

2) болёе высокая экономичность за счет уменьшения поверхностей теплообменника и парогенератора, так как теплопе— . рёдающие свойства жидкого металла выше, чем у газа;

3) отсутствие радиационной защиты теплообменника, так как жидкий металл, протекая за экраном-трубой, поглощает излучение;

4) высокая теплоемкость теплоносителя, что позволяет улучшить регулировочные характеристики станции в пиковом режиме, так как можно изменять температуру промежуточного теплоносителя в корпусе, сохраняя неизменной температуру активной зоны й не 'допуская тепловой раскачки реактора;

Следовательно, в предложенной ядерной энергетической установке натрий - тяжелый Металл - вода отсутствует парогенератор натрий - вода, являющийся главным источником аварии в известной трехконтурной схеме натрий - натрий - вода. По сравнению с прототипом, выполненным по схеме натрий - газ - вода, предложенная

- Герметизации эвакуируют раздельно тепло-50 носитель реактора в систему 9, а воду — в систему 10. Промежуточный теплоноси~· “тёЛь' в корпусе находится при давлении большем, чём в реакторе, что исключает ёго попадание в активную зону.

Для нормальной работы уловителя 8 нижняя торцовая поверхность его разме'“~' Шёйа под уровнем промежуточного жидко-

Claims (2)

1. Лейпунский А. И. и др. Быстрые реакторы БН-350 и БОР-60. Атомна  анерги ., 1966, декабрь.

2.ПатентВел0кобритании№ 11О9395, л. F 4А, опублик. 1965(прототип)