Корпус ядерного реактора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советскик Социалистических Республикависимый от патента1, Кл. 6 21 с 13/О Заявлено 16 Л.1970 ( 139745426-25 риоритет Комитет по делам обретений и открытий ри Совете Министров СССРЪДК 621,039,536(088,8 Опубликовано 23 Л 111.1972, БюллетеньДата опубликования описания 1.1 Х.1972 Автор зобретения ИностранецФранц Э. Шиллинг(Федеративная Республика ГИностранная фирмаСимпелькамп Гисерей(Федеративная Республика Г анцц) явителтанин ПУС ЯДЕРНОГО РЕАКТОРД сокого дав- напряженементттв с нейт онной Изобретение относится к атомной промышленности и может быть использовано при сооружении ядерной энергетической установки с корпусом высокого давления для размещения активной зоны реактора.Известны различные конструкции корпусов ядерных реакторов, в частности корпуса высокого давления водо-водяных и кипящих реакторов, окруженные бетонной защитой. Внутри корпуса, между корпусом ц реактором, размещен тепловой экран.Создание корпусов высокого давления для реакторов большой мощности - сложная и дорогостоящая техническая проблема.Известны многослойные корпуса для больших ядерных реакторов из предварительно напряженного бетона. Такие корпуса трудно рассчитать и изготовить. Для исключения влияния высоких давлений и температур ца бетон (с целью предотвращения обезвоживания бетона) необходимо создавать сложную и дорогостоящую систему охлаждения защиты. Как правило, отводимое тепло из-за низких параметров це может быть использовано для получения электроэнергии,Целью изобретения является создание корпуса высокого давления, выполняющего одновременно функции защитного экрана и не требующего системы теплоотвода. Для достижения цели корпус выления выполнен из предварительноного чугуна в виде отдельных элтолщиной стенки, достаточной для р5 защиты.Предлагаемый корпус ядерного реактораимеет приспособления для ввода и выводатеплоносителя, загрузки и выгрузки топливных элементов ц обеспечения работы системы10 управления и защиты. Хотя стенки корпусаиграют одновременно роль защитного экрана,цо цз-за вторцчцого у-излучения требуется создание дополнптсльной внешней защиты, ненесущей давления ц без значительного тепло 15 выделения,Выбор предварительного напряжения осуществляется с учетом сцятця критических напряжешьй прц растяжении ц изгибе в аварийных ситуациях. Прп этом приемлемы способы20 предварительного напряжения бетонных корпусов высокого давления.Для ядерных реакторов малой мощностикорпуса высокого давления могут изготовляться литьем как единое целое. Ядерные25 реакторы большой мощности окружаютсякорпусом высокого давления из предварительно напряженных чугунных элементов,При этом корпус в плане может иметь формуквадрата, прямоугольника или овала, хотя из1, Корпус ядерного реактора из предварительно напряженного металла, отличающийся 40 тем, что, с целью повышения теплостойкостикорпуса и одновременного выполнения им функций защитного экрана, он выполнен из предварительно напряженного чугуна в виде отдельных элементов.45 2. Корпус по п, 1, отличающийся тем, чтооснование и крышка корпуса выполнены из предварительно напряженного бетона.3. Корпус по пп, 1 и 2, отличающийся тем,что сборные элементы выполнены с пазами, 50 заполненными замедлителем и/или отражателем нейтронов. прочностных соображений предпочтительныцилиндрические корпуса,Предлагаемая оптимальная конструкциячугунного корпуса высокого давления состоитиз плиты фундамента, крышки и сегментаи/или кольца бокового цилиндра,Основные элементы могут быть также сборными. В частности, как нижняя плита, таки крышка могут быть выполнены из сегментовс полостями для защитных материалов.С целью удешевления производства основнуюплиту и крышку изготовляют из железобетона.Стыковые зазоры чугунных элементов корпуса снабжены уплотнением с достаточнойпрочностью на сжатие, Из прочностных, атакже радиационных соображений необходимо надежное сцепление элементов, для чегоони снабжены соединительными элементами вформе выступов, пазов, пружин и т. п.Предлагаемый корпус высокого давленияможет работать без системы охлаждения,Более того, тепловое расширение корпусаможет быть использовано для увеличенияпредварительного напряжения.Если же предусмотрено охлаждение корпусавысокого давления, то в этом случае в корпусевыполняют каналы или камеры.На фиг. 1 показан вертикальный разрезкорпуса высокого давления для ядерногореактора; на фиг. 2 - горизонтальный разрезстенки корпуса высокого давления; на фиг. 3 -корпус высокого давления, вид сверху; нафиг, 4 - вертикальный разрез крышки корпуса,Корпус ядерного реактора выполнен в видеметаллического сосуда высокого давления 1,в котором размещена активная зона 2. Сосудвысокого давления изготовлен из предварительно напряженного чугуна. Стенки сосудаодновременно служат радиационной защитой.Сосуд высокого давления 1 состоит из предварительно напряженных элементов: цилиндрических сегментов 3, плиты-основания 4 икрышки 5. Плита-основание 4 и крышка 5могут быть выполнены из железобетона.В области стыковых зазоров б предварительно напряженных чугунных элементов предусмотрена уплотняющая облицовка 7. Цилиндрические сегменты 3 в стыковых зазорахсцепляются с помощью выступа 8 и захода 9.Для осуществления предварительного напряжения элементы 3, 4 и 5 выполнены с каналами 10 для растягивающих средств 11.Растягивающими средствами могут быть насаживаемые в горячем состоянии на цилиндрическую часть корпуса стальные кольца 12,5 составленные из сегментов 13 (см. фиг. 2).Предварительное напряжение достигается за счет одного или нескольких стягивающих 7-образных сварных швов 14. Все сварные швы сваривают одновременно изнутри нару жу, так что после охлаждения швов начинаютдействовать стягивающие напряжения, вызывающие предварительное напряжение чугунных элементов. Повышение температуры чугунных элементов вследствие облучения при водит к тепловому расширению этих элементов, увеличивающему эффект предварительного напряжения.Сосуд 1 снабжен каналами 15 и камерами1 б для размещения защитных материалов и 20 охлаждения. Кроме того, элементы 3, 4, 5 изготовлены из чугуна с максимально возможным содержанием углерода (более 3%). Размещение замедлителя в полостях сосуда предотвращает непроизводительные потери 25 тепловых нейтронов.Чугунные элементы могут быть составленыпод напряжением из блоков 17 вроде строительных камней, Стальные элементы, осуществляющие напряжение, располагают вдоль 30 линий 18, Блоки 17 выполнены пустотелыми изаполнены защитным материалом 19. Предварительное напряжение может быть достигнуто также посредством наматывания тонкой проволоки 20 (см. фиг. 1).35 Предмет изобретения349208 фй Составитель А. Шмелев крсд 3, Тараненко Корректор В. Жолуде Орловска акта Типография, ир. Сапунова, 2 аказ 2676/16 Изд. М156 НИИПИ Комитета по делам изобрете Москва, Ж, РТираж 406и 1 и открытий при Совеушская иаб., д. 4/5 Поди исноМинистров СССР