Исследовательский ядерный реактор

.ОП Е ИЗОЗРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоцмаяистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 13.08.79 (21)с присоединением заявки М. 807589/18-25 9 жудврствеай квинтет С 6 Ряв аелэм яэебретеяя 1 я фткрмтяй(54) ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР тоивоны Изобретение относится к областиядерной техники, в частности к установкам для исследовательских целей,но может быть применено и в установках энергетического типа или специаль 5ного назначения,Известно конструктивное выполнениеядерного реактора, включающего бассейн с водой, корпус, установленныйв бассейне; активную зону с тепловыделяющими сборками,. систему управления и защиты, экспериментальные каналы и устройства 11.Недостаток такой конструкции заключается в невозможности поднять дав- тление воды в контуре охлаждения вышедавления, опредеряемого высотой столба воды в бассейне над активной зоной,что ограничивает исследовательские, воэможности реактора. 2Известна конструкция исследователь"ского ядерного реактора, содержащегобассейн с водой, корпус с опорной реветкой, расположенной в бассейне, ак" тивную зону с тепловыделяющими сборками, расположенную в корпусе, контур охлаждения активной зоны с водой под давлением, включающий теплообменник и насос эа пределами бассейна реактора и трубопроводы, соединяющие теплообменник и насос с активной зоной, систему управления и защиты, экспериментальные каналы и устройствами 21Верхний торец корпуса реактора за. крыт уплотняющей крышкой, которая приперегрузке или, замене активной зоны снимается. Охлаждение активной зоны осуществляется циркуляней воды под давлением в 2,5 кгс/см .Недостаток такой конструкции сост в ограниченных эксплуатационныхзможностях реактора вследствие сложх перегрузочных работ с активной зоной, так как конструкция реактора обеспечивает установку экспериментальных каналов только в отражатель, расположенный за корпусом реактора, и не обеспечивает установки экспериментальных каналов в активную зону.Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей реактора за счет упрощения перегрузочных работ с активной зоной.Поставленная цель достигается тем что в исследовательском ядерном реакторе, содержащем бассейн с водой, корпус с опорной решеткой, расположенный в бассейне, активную зону с тепловыделяющими сборками, расположенную в корпусе с крышкой, контур охлаждения активной зоны с водой под давлением, 1 включающий теплообменник и насос за пределами бассейна реактора и трубопроводы, .соединяющие теплообменник и насос с активной зоной, систему управления и защиты, экспериментальные 20 каналы и устройства, крышка корпуса реактора выполнена из отдельных элементов, повторяющих в поперечном сечении форму и размеры тепловыделяю" щих сборок активной зоны и съемных 25 блоков отражателя такой же Формы и тех же габаритов, а в середине элементов крышки корпуса выполнены проточки, образующие распределительную полость, подключенную к контуру про- ЗО тиводавления, причем отношение давле- . ния в контуре противодавления к давлению в контуре охлаждения над активной зоной равно 1,001-1,005, а креп-. ление элементов (активной зоны) крыш- З ки корпуса выполнено в виде труб, проходящих через центральные полости теп. ловыделяющих сборок активной зоны и соединенных с опорной решеткой корпуса с помощью байонетных замков,40Элементы крышки реактора имеют уплотнительные устройства, выполненныев виде металлических подпружиненныхсекторов, перекрывающих щелевые зазоры по каждой грани элемента крышки,. причем контур противодавления соединен.непосредственно с. бассейном реактора, а контур охлаждения активной. зоны соединен с бассейном реактора через систему фильтров.59На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемого реактора; на фиг, 2 показана принципиальная схема реактора с контуром охлаждения и контуром противодавления; на фиг. 3 показан я поперечный разрез уплотнительной пробки; на фиг, 4 показана конструкция уплотнительной пробки в продольном 2 4разрезе с уплотнительными йружинными элементами, уменьшающими расход воды противодавления,Реактор содержит бассейн 1 с водой,корпус 2, расположенный в бассейне 1, активную зону 3 с тепловыделяющими сборками 4, установленную в корпусе 2, отражатель 5 и вертикальные экспериментальные каналы 6, размещенные в корпусе 2, систему управления и защиты, каналы 7 которой с регулирующими стержнями установлены в корпусе 2 и могут иметь как верхнее, так и нижнее расположение исполнительных механизмов, уплотнительные пробки 8, установ. ленные в верхней части корпуса 2. В реакторе предусмотрена установка горизонтальных каналов 9 и вертикальных каналов 10 с ионизационными камерами. Бассейн реактора окружен биологической защитой 11.Активная зона реактора состоит из тепловыделяющих сборок 4, имеющих в поперечном сечении шестигранную, квад" ратную или прямоугольную форму и установленных с необходимыми зазорами относительно друг друга. Активная зона окружена блоками отражателя 5. Тепловыделяющие сборки и блоки отражателя устанавливаются в корпус реактора через его верхний торец и эакреп. ляются в нижней опорной решетке 12.К каждой сборке и блоку отражателя сверху присоединяется уплотнительная пробка 8 в центральное отверстие которой устанавливается труба 13, соединяющая пробку 8 с тепловыделяющей сборкой 4 или с блоком отражателя 5.Труба 13 в нижней части имеет байонетные выступы, с помощью которых осуществляется закрепление трубы, пробки со сборкой или с блоком отражателя к нижней опорной решетке 12, имеющей байонетный замок.Установленные таким образом в корпус реактора тепловыделяющие сборки 4 образуют активную зону, окруженную отражателем 5, составленным из блоков. а установленные в корпус с минимальным зазором относительно друг к другу уплотнительные пробки 8 образуют разборную крышку корпуса 2.Во внутренние полости труб 13 могут быть установлены регулирующие элементы системы управления и защиты или образцы для облучения. В любую ячейку активной эоны и отражателя или в гнездо, образованное из нескольких5:7974ячеек, может быть. установлен вертикальный экспериментальный канал, габаритные размеры которого в поперечномсечении соответствуют размерам и конфигурации ячейки активной зоны. 5В связи с тем, что уплотнительные. пробки 8, тепловыделяющие сборки 4 иблоки отражателя 5 взаимозаменяемы имогут быть установрены в любую ячей"ку, активная зона может быть измене фна по составу, размерам и конфигурации, в широком диапазоне в зависимости от задач и объема экспериментальных работ на реакторе.Для надежного отделения первого 15контура реактора от воды бассейна вуплотнительных пробках 8 предусмотрены.специальные проточки, образующиераспределительную полость, к которойпо трубопроводу 14 подается вода из2 оконтура противодавления 15, насос которого поает воду иэ бассейна реактора в.трубопровод 14, контур. водяно"го охлаждения активной зоны и отражатеЛя, вклюЧающий теплообменник 16. и . 25насос 17 эа пределами бассейна реактора и трубопровбды 18, соединяющиетеплообменник и насос с активной зоной реактора.Давление воды в контуре противодав 30ления 15 превышает на 200 мм в. ст.давление воды в первом контуре над активной зоной и поддерживается автоматически. Вода из контура противодав"ления, попав в распределительную полость .уплотнительных пробок 8, а из,нее в щели между уплотнительными проб"ками итрубами 13, разделяется на двапотока: один поток поступает в первыйконтур, а другой - в бассейн реактора 4 вЧасть воды первого контура, объемом равным расходу воды контура противодавления, поступившего в первыйконтур, пройдя очистку в фильтре 19.,возвращается в бассейн реактора. , Ф 5Дпя уменьшения расхода воды в контуре противодавления в уплотнитель ной пробке 8 на каждой ее грани преду-,сматривается установка металлических50пружинных уплотнений 20. Расход водыв контуре противодавления составитне .более 5 Ф расхода воды в первом контуре, причем расход воды из контурапротиводавления в первый, контур не будет превышать 1 от расхода первого,55контура,Устройство работает следующйм образом. 12 6Охлаждение активной зоны и блоковотражателя осуществляется водой первого контура, циркулирующей через зону. Причем конструкция зоны. позволяет осуществлять циркуляцию воды в любом направлении: как сверху вниз, таки снизу вверх,Крышка корпуса реактора, выполненная в виде отдельных уплотнительныхпробок, устанавливаемых в корпус вмес"те с,тепловыделяющими сборками илиблоками отражателя, обеспечивает установку экспериментальных каналов в любую ячейку зоны или отражателя, а также оперативное и удобное проведение.перегрузочных работ с активной зонойи экспериментальными каналами, что является преимуществом реакторов бассейнового типа. Кроме того, размещениеотражателя, выполненного в виде съем-.ных блоков, повторяющих форму и размеры тепловыделяющих сборок, в корпусе реактора позволяет повысить мобильность конструкции с учетом изменениядиапазона экспериментальных задач.Конструкция реактора создает следующий основной положительный эффект:реактор с высоконапряженной активной зоной, охлаждаемой контуром с во-.дой под давлением, выполненный аналогично реактору корпусного типа, обладает большими экспериментальными возможностями, обеспечивает установкуэкспериментальных устройств как в активную зону, так и в отражатель приоперативном и удобном проведении перегрузочных работ с,активной зоной иэкспериментальными каналами, свойст.венными реакторам бассейнового типа,т. е. конструкция предлагаемого реактора совмещает положительные свойства реакторов корпусного и бассейновоГо типовОхлаждение активной зоны контуром с водой под давлением, по типу корпус-ного реактора, обеспечивает, по срав-. нению с реактором бассейнового типа, повышение удельной энергонапряженности активной зоны, т. е, увеличение плотности потока нейтронов, отнесенных к единице мощности реактора. Активная зона реактора обладает большой мобильностью, т. е. ее размеры, состав и конфигурация могут оперативно в соответствии с решаемыми исследова" тельскими задачами.и объемом экспериментальных работ изменяться в широком диапазоне., формула изобретения Корпус .реактора, несущий рабочеедавление первого контура, вынесен за отражатель, т. е. работает-в умерен" ных плотностях нейтронных потоков что увеличивает срок службы корпуса , з . и не влияет на потоки нейтронов в экспериментальных устройствах.Такая конструкция реактора обеспечивает устаиовку регулирующих стержней системы управления и защиты как 10 с верхним, так и с нижним расположением исполнительных механизмов и приводов. 8 се это позволяет значительно расширить экспериментальные возможности устроиства. 3 1, Исследовательский ядерный реак тор, содержащий бассейн с водой,.корпус с опорной решеткой, расположенный в бассейне, актиную зону с тепловыде" ляющими сборками, расположенную в корпусе с крышкой) контур охлаждения ак 23 тинной зоны с водой под давлением, включающий теплообменник и насос за пределами бассейна реактора и трубопроводы, соединяющие теплообменник и насос с активной зоной, систему уп" ЗО равления и защиты, экспериментальные каналы и устройства, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что, с целью расшире" ния эксплуатационных возможностей ре. актора за счет упрощения перегрузоч- эз . ных работ с активной зоной, крышка 1, корпуса реактора выполнена из отдельных элементов, повторяющих в попереч 412 8ном сечении .форму и размеры тепловыделяющих сборок активной зоны и съемныхблоков отражателя такой же формы .итех же габаритов, а в середине элемен"тов крышки корпуса выполнены проточки,образующие распределительную полость,подключенную к контуру противодавления, причем отношение давления в кон- ,туре йротиводавления к давлению вконтуре охлаждения над активной зонойравно 1,00- 1005, а крепление элементов крышки корпуса выполнено ввиде труб, проходящих через централь"ные полости, тепловыделяющих сборокактивной зоны и соединенных с опорной решеткой корпуса с помощью байонетных. замков,2Реактор по. п., 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что элементы крышкиреактора имеют уплотнительные устройства, выполненные в виде металличес".ких подпружиненных секторов, перекрывающих щелевые зазоры по каждой граниэлемента крышки.3 Реактор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что контур противодавления соединен непосредственно с бассейном реактора, а контур охлажденияактивной зоны соединен с бассейном реактора через систему фильтров.источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. нЕпе г 9е Йцс еа ге" чо71)1965) с. 3-16.2. О гесйогу оУ Косеаг кеасйогзчо. Ч дьеппа) 1964, с, 81-86 (прототип).797112 фи Корректор Л, Бокша аказ 10516/7В Тираж М 3 ИПИ Государственного по делам изобретенийМосква, Ж, Раущ Подписноекомитета СССРи открытийкая наб д. Ц/ лиал ППП "Патент", г. Ужгородул. Проентна актор Н. Аристова Техред Т,Иаточ