Способ жидкостного регулирования реактивности ядерного реактора

Ф ,-,ятсубимишаг СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН Ш 4 С 21 С 7/2 ГОСУД АРСТЦЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЭОБ ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНЯТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТн Автсжсновв свидетельству Я-2 еитр й с ния надподаютрастворщающей жиальное д печивающванне д(21) (22) (46) О 2) (53) (54) ВАНИЯ путе 3838220/220.10.7223.05.86.Р,Р. Ионай621.039.557) СПОСОРЕАКТИВНподачи внейтронн Бюл, В 19тис и В.В. Черняев088.8)ЖИДКОСТНОГО РЕГУЛИРОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРАканал регулирования-поглощающей жидкости ального газа, о т л и ч а юя тем, что, с целью повыше" юности регулирования, смеськанал регулирования в виде нейтрального газа в поглодкости и уменьшают парциавление газа до уровня, обесего выделение газа и образо- . ухфазной смеси.Изобретение относится к жидкостному регулированию реактивности ядерного реактора путем изменения плотности двухфазной газожидкостной смеси, состоящей из нейтронно-поглощающей жидкости и нейтрального газа, в каналах регулирования, расположенныхв активной зоне реактора.Известен способ двухфазного жидкостного регулирования, согласно которому поглощающую жидкость и нейтральный газ подают по трубопроводам к смесителю, расположенному на входе в канал регулирования. На выходе иэ смесителя (т.е. в канале) образуетсядвухфазная смесь, плотность которой меняют, изменяя регулятором расход жидкой Фазы. С изменением плотности изменяется и реактивность реактора.Известно также, что для создания устойчивой мелкодисперсной двухфазной смеси гаэ впускают в жидкость через перфорированные решетки, выполненные, например, иэ металлокерамики(иэ спеченных шариков). Недостатком известного способа является возможность некачественного смешивания, т,е. воэможность образования неустойчивой структуры двухфазной смеси, получаемой в смесителе, расположенном вблизи активной зоны, в неудобном, ограниченном по габаритам месте. Необходимость подводить к каналу регулирования отдЕльно жидкость и газ по автономным трубопроводам усложняет систему, реализующуюэтот способ. Наконец, при пропускании газа через мелкопористые решетки не исключается возможность сравнительно быстрого их засорения, что также влияет на надежность системы в целом.Для повышения надежности регулирования нейтронно-поглощающую среду поают к каналу регулирования в виде раствора (или эмульсии) нейтрального (в смысле воздействия на реактивность реактора) газа в поглощающей жидкости, подготовленного вне активной зоны любым известным способом. На входе в канал регулирования раствор пропускают через дроссель, при прохождении через который падает давление текущей среды, в результате чего из раствора выделяется газ и образуется двухфазная смесь. Эту смесь после канала регулирования пропускают через регулятор давления и регулирование реактивности осуществляют изменением количества выделившегося иэ раствора приизменении давления газа и, следовательно, плотности двухфазной нейтронно-поглощающей среды.Для образования тонкодисперсной смеси при уменьшенной опаности засорения дросселя насыщенный раствор перед подачей в канал регулирования пропускают через дросселирующий слой свободно насыпанных шариков (или других тел), расположенных между ограничительными решетками, установленными на входе в канал регулирования. При этом пазы или перфорация в решетках выполнены таких геометрических размеров, что, с одной стороны, решетки практически не оказывают дросселирующего действия в потоке среды, а, с другой стороны, они удерживают шарики.На Фиг. 1 показана принципиальная схема для реализации предлагаемого 5 1 О 15 20 способа; на Фиг. 2 - схема пропускания среды через слой шариков; нафиг. 3 - расчетные графики зависимости плотности смеси от соотношения 25 расходов, давлений и растворимости.Система двухфазного жидкостногорегулирования с переменной растворимостью содержит напорный аккумуляторсмеситель 1, раздающий коллектор 2, З 0 подводящий трубопровод 3, дроссель 4,канал 5 регулирования, расположенныйв активной зоне 6, отводящий трубопровод 7, регулирующий вентиль 8,сборный коллектор 9, теплообменники10, газодувку 11 и насос 12.Дроссель 4 состоит из ограничительных решеток 13 с пазами 14 и слояшариков 15. Устройства для удалениярадиолитического газа, для очисткижидкой и газообразной фазы на фиг.1не показаны, они такие же, как в известных системах.В аккумуляторе-смесителе 1 жидкость и газ смешивают любым из способов, известных из химической технологии: противотоком, перемешиванием, давлением и т.п, Полученный раствор или эмульсию подают по трубопроводу 3 к головке канала 5 регулирования, расположенного в активной зоне6, и пропускают через дроссель 4. Припрохождении среды через слой шариков15 (или другой насыпки) давление впотоке падает и иэ раствора выделяется газовая фаза - образуется двухфазная смесь, которая вследствие прохождения среды через множество пор имееттонкоднсперсную, следовательно, устойчивую структуру. Образующиеся пузырьИз графиков видно, что несложно подобрать технически приемлемые соотношения расходов, давлений и растворимостей для получения изменения плотности в широком диапазоне. 3 4539 ки придают подвижность слою шариков, вследствие чего возможность засорения значительно уменьшается. Двухфазную смесь после канала 5 регулирования по трубопроводу 7 подают через регулирующий вентиль 8 и теплообменник 10 в сливной бак, откуда газ газодувкой 11, а жидкость насосом 12 подают в аккумулятор-смеситель .Возможная другая очередность расположения основных элементов: регулятор давления, канал, дроссель. Реактивность регулируют изменением регулирующим вентилем 8 давления в канале 5 регулирования. С изменением давления изменяется количество выделившегося из раствора газа и, следовательно, плотность двухфазной смеси, которая пропорциональна реактивности, Следовательно., изменением положения регулирующего вентиля 8 изменяют реактивность реактора.Таким образом, по предлагаемому способу процесс смешивания нейтроннопоглощающей жидкости н нейтрального д газа вынесен в удобное помещение требуемых габаритов, уменьшено вдвое 83 4число магистралей, подходящих к каналу регулирования, уменьшена опасность засорения дросселей, а в целом упрощена система, реализующая способ, и повышена ее надежность.На фиг. 3 показаны расчетные взаимозависимости относительных величин: ПЛОТНОСТИ си / ж ГДЕ Геи - ПЛОТ ность смеси, р - плотность жидкости), давлений Р. / Р (где Р; - давление в канале регулирования, Р начальное давление), Р / Р (гдеР- конечное давление), расхода 4; /б,и (где 6; - расход, соответствующий давлению Р; ,- максимальный расход) и растворимости К С; / Р;(где С; - растворимость газа в жидкости при давлении Р; ), Зависимости построены для систем: вентиль - канал - дроссель и дроссель - каналчентиль.дав 6 УО орректор Е. Рош Техред В.К Кузнецова кт ПодписноеСССР Тираз 386ственного комитебретений и откры35, Рауюская наб 2792/ эк ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Ж