Ядерная энергетическая установка

Союз СовотскикСоциалистическихРеспублик ОПИЗОЗРЕТЕН ИЯ 1 ц 7145 О 5(5М. Кл, Я 21 Д 3/06 РиуАарстиенай квинтет СССР Ю Аеай кзвбретений к втврыткй(53) УДК 621.039. ,5 (088. 8) Дата опубликования описания 09,02.80(54) ЯДЕРНАЯ ЗНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к атомнымэлектростанциям с быстрым реактором,охлвждаемым жидким натрием, а также ктермоядерным электростанциям, именяцнмбланкеты, охлаждаемые жидкими щелочными металлами.3Известна ядерная энергетическая установка, состоящая из реактора, охлвждаемого натрием, теплообменника натрийнатрий парогенератора натрий - вода 13.10Недостатком этой установки являетсявоэможность развивающейся аварии в парогеиеряторе из-за химического взаимодействия натрия с водой,Другая известная установка содержит15реактор, охлвждвемый жидким металлом,теплообменник, заполненный промежуточным теплоносителем и снабженный сред-ствами циркуляции с расположенным внутри него экраном - трубой, внутри которого размещен промежуточный теплообменник, а снаружи - парогенератор 2, Вкачестве промежуточного теплоносителяв этой установке используется гяз. гНедостатком описанной установкиявляется возможность взаимодействийнатрия с водой при разгерметизации поверхностей, Кроме того, для теплосъемаот газа создают повышенные давления(порядкв 40-80 атя), поэтому при разгерметизации поверхности промежуточного теплообменника газ может попасть вактивную зону, что связано с серьезнойаварией из-зв пережога активной зоны реактора. К недостаткам установки относятся также большие поверхности тепло- передачи из вплохих теплопередаюших свойств газа.Цель изобретения - повышение надежности установки зя счет исключения контакта теплоносителя реактора с водой при аварийной разгерметизации.Уквзвння цель достигается тем, что установка снабжена аварийными системами эвакуации теплоносителя реактора и Воды, а Во внутренней части корпус а теплообменника, заполн нного ипертнью газом и промежуточни;1 жидко-металлиЯдерная энергетическая установка, 55 содержащая реактор, охлаждаемый жид" "кометаллическим теплоносителем, теплообменник, заполненный промежуточнымтеплоносителем и снабженный средствами 3 7145ческим теплоносителем (например, ртутьюили сплавом солей), размещен уловитель,выполненный в виде воронки. Уловительразделяет верхнюю внутреннюю часть кор-пуса теплообменника на два отсека, каж 5дый из которых подключен соответственнок системе эвакуации теплоносителя реакюра илй Воды, приэтом нижйяя торцоваяповерхность уловителя размещена под уровнеМ промежуточного жидкометаллическоготеплоносителя над экраном-трубой, а экран груба в верхней части имеет сужениеи на наружной торцовой поверхности - отбойник цара.,На чертеже показана предложеннаяядерная установка.Реактор 1 соединен с насосом 2. Вкорпусе теплообменника 3 помещены экран-труба 4, средства циркуляции Ь, па-рогенератор 6, промежуточный теплообменник 7, уловитель 8, выполненный ввиде воронки. Верхняя часть корпуса теп-:лообменника, находящаяся над промежуточ--и зайолненйая инертным газом; соединена 25с системами 9, 10 аварийной эвакуациитеплоносителя реактора и воды,Жидкометаллический теплоносительреактора 1, пройдя через промежуточныйтеплообменник 7, сжимается насосом 2 зОи возвращается в реактор. Передача теплаот теплообменника 7 к парогенератору 6осуществляется тяжелым металлом (например, ртутью или сплавом солей), которыйперемещается средствами циркуляции 5(насосами или аэролифтом).Теплообменник 7 расположен внутриэкрана - трубы 4. В верхней части корпуса теплообменника 3 расположен уловитель 8, который разделяет верхнюю полость 40корпуса теплообменника, заполненную": -Инертным газом, на два изолированных отсека. При аварийной разгерметизации теп""лойоситель" реактора всплывает внутриэкрана - трубы 4 в центральный отсек, а 5вода из парогенератора за экраном - трубой - во внешний кольцевой отсек. В верхней части корпуса теплообменника имеются два патрубка, через которые при"разгерметизации эвакуируют раздельно теплоноситель реактора в систему 9, а воду -в систему 10. Промежуточный теплоноси те)ь"в корпусе находится при давлении" его"попадание в активную зону,Для нормальной работы уловителя 8йижняя торцовая поверхность его разме "шейа под уровнем промежуточного жидко 05 гметаллического теплоносителя над экраном-трубой 4. Верхняя часть экрана-трубы"имеет сужение, а с наружной горцовойповерхности она снабжена отбойником 11.При этом нижняя торцовая поверхностьуловителя расположена примерно посередине между торцовыми поверхностями экрана-трубы и отбойника пара. Сужение экрана-трубы в верхней части обеспечиваетповышение скорости теплоносителя реактора, всплывающего в промежуточном теплоносителе. За экраном-трубой скоростьпромежуточного теплоносителя резко падает, что обеспечивает всплывание теплоносителя реактора в уловитель.Преимущества описываемой установкив сравнении с прототипом следующие:1) большая надежность благодаря тому, что жидкометаллический теплоносительнаходится под низким давлением и отсутствует контакт натрия с водой при всплывании в разные полости уловителя даже вслучае двойной аварийном разгерметизации;2) более высокая экономичность засчет уменьшения поверхностей теплообменника и парогенератора, так как теплопередающие свойства жидкого металла выше, чем у газа;3) отсутствие радиационной защитытенлообменника, так как жидкий металл,протекая за экраном-трубой, поглощаетизлучение;4) высокая теплоемкость теплоносителя,что позволяет улучшить регулировочные характеристики станции в пиковомрежиме, так как можно изменять температуру промежуточного теплоносителя вкорпусе, сохраняя неизменной температуру активной зоны"и не -допуская тепловойраскачки реактора.Следовательно, в предложенной ядернойэнергетической установке натрий - тяжелый металл - вода отсутствует парогенератор натрий - вода, являющийся главнымиисточником аварии в известной трехконтурной схеме натрий - натрий - вода. Посравнению с прототипом, выполненным посхеме натрий - газ - вода, предложеннаяустановка надежнее,Формула изобретенияУ И Составитель Н. Яковлевактор Т. Орловская Техред О, Легеза Корректор С. Шек одпи 302/52 Тираж 505 . ПНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д,к филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 5 714505 6циркуляции с расположенным внутри него два отсека, каждый из которых подклюэкраном-трубой, внутри которого разме- чен соответственно ксистеме эвакуациищен промежуточный теплообменник, а сна- теплоносителя реактора или воды, приружи - парогенератор, о т л и ч а ю - . этом нйжняя торцовая поверхность улощ а я с я тем, что, с целью повышениявителя размещена под уровнем промежунадежности за счет исключения контакта точного жидкометаллического теплоноситетеплоносителя реактора .с водой при ава- ля над экраном-трубой, а экран-труба врийнсй разгерметизации, установка снаб- верхней части имеет сужение и снабженжена аварийными системами эвакуации с наружной торцовойповерхности отбойтеплоносителя реактора н йоды, а во Ьнутником пара,ренней части корпуса теплообменннка, Источники информации,заполненного инертным газом и промежду-. принятые во внимание при экспертизеточным жидкометаллическиМ теплоноси- . 1 Лейпунский А. И. и др. Быстрыетелем (например, ртутью или сплавом со реакторы БНй БОР. "Атомнаялей), размещен уловитель, выполненный вэнергняф,1966, декабрь.виде воройки, разделяющей верхнюю внут:2 ЛатентВеликобритании% 1109395,реннюю часть корпуса теплообменника на кл. В 4 А, опублик. 1966"(прототип),