интегральный ядерный реактор со встроенным компенсатором давления

Формула изобретения

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР СО ВСТРОЕННЫМ КОМПЕНСАТОРОМ ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, в котором установлена корзина с активной зоной, окруженная в районе активной зоны защитным экраном, выполненным из расположенных на расстоянии одна от другой кольцевых обечаек, над которыми размещен парогенератор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения массогабаритных характеристик реактора путем уменьшения размеров первого циркуляционного контура, компенсатор давления выполнен в виде замкнутой камеры, а пространство между обечайками сверху и снизу перекрыто кольцевыми плитами, при этом нижняя часть образованного между плитами и обечайками объема соединена с внутриреакторным пространством, расположенным выше парогенератора, а верхняя - с нижней частью камеры компенсатора давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к ядерным реакторам интегрального типа.

Известен водоводяной ядерный реактор, содержащий корпус, в котором установлена активная зона с защитным экраном вокруг нее, соединенный с компенсатором давления [1] . Недостатками указанного устройства являются большой объем воды первого контура связанные с этим значительные массогабаритные характеристики компенсатора давления, а также опасность быстрого осушения реактора с выходом радиоактивности за пределы корпуса реактора при разрушении трубопровода, соединяющего внутриреакторный объем с компенсатором давления.

Известен также интегральный ядерный реактор со встроенным компенсатором давления, содержащий корпус, в котором установлена корзина с активной зоной и разделительной обечайкой, окруженная в районе активной зоны защитным экраном, выполненным из расположенных на расстоянии друг от друга кольцевых обечаек, над которым размещен парогенератор [2]. В данной конструкции реактора также имеется излишний объем воды первого контура, занимающий пространство между активной зоной и корпусом реактора и пространство между активной зоной и компенсатором давления, приводящий к увеличению размеров как самого компенсатора давления, так и ядерного реактора, в котором он расположен. Кроме того, в данной конструкции при наклонах корпуса из-за того, что роль камеры компенсатора давления выполняет полость, образованная между крышкой реактора и уровнем теплоносителя, возможен прорыв газа из компенсатора давления в тракт циркуляции теплоносителя первого контура.

Целью изобретения является повышение надежности и снижение массогабаритных характеристик реактора путем уменьшения размеров первого циркуляционного контура.

Достигается это тем, что в интегральном ядерном реакторе со встроенным компенсатором давления, содержащим корпус, в котором установлена корзина с активной зоной, окруженной защитным экраном, выполненным из расположенных на расстоянии друг от друга кольцевых обечаек, над которыми размещен парогенератор, компенсатор давления выполнен в виде замкнутой камеры, а пространство между обечайками сверху и снизу перекрыто кольцевыми плитами, при этом нижняя часть образованного между плитами и обечайками объема соединена с внутриреакторным пространством, расположенным выше парогенератора, а верхняя - с нижней частью камеры компенсатора давления.

На чертеже изображен реактор, продольный разрез.

Реактор включает корпус 1, встроенные в него компенсатор давления 2 и корзину 3 с активной зоной 4, окруженную в районе активной зоны защитным экраном, выполненным из расположенных на расстоянии друг от друга кольцевых обечаек 5, над которыми размещен парогенератор 6. Пространство между обечайками 5 снизу и сверху герметично закрыто кольцевыми плитами 7 и соединено с помощью трубы 8 с замкнутой камерой компенсатора давления, при этом нижний торец трубы 8 установлен непосредственно под верхней кольцевой плитой 7, а верхний - в нижней части компенсатора давления, а трубой 9 - с внутриреакторным объемом, нижний торец которой установлен с зазором относительно нижней кольцевой плиты 7, а верхний - во внутриреакторном пространстве, находящемся над парогенератором 6.

Эксплуатация реактора осуществляется следующим образом. Вначале заполняется теплоносителем внутриреакторный объем корпуса 1 и, например, по трубе 9 - часть замкнутого объема, образованного между обечайками 5 и кольцевыми плитами 7 до уровня, гарантированно перекрывающего нижний торец трубы 9. После этого подается газ в компенсатор давления 2, а из него - по трубе 8 - в пространство между обечайками 5 и кольцевыми плитами 7, незаполненное водой, и в первом контуре создается начальное давление. Так как нижний торец трубы 9 закрыт водой, поэтому газ не проникает во внутриреакторный объем. Затем производят разогрев реактора. В результате повышения температуры теплоносителя в корпусе 1 увеличивается его удельный объем, и теплоноситель поступает по трубе 9 в пространство между обечайками 5 и вытесняет оттуда газ по трубе 8 в компенсатор давления 2. Далее реактор выводится на мощность. При работе на мощности граница раздела газ-вода располагается в герметичной камере компенсатора давления 2.

Размещение части компенсатора давления на опускном участке между активной зоной 4 и корпусом 1 реактора, а также выполнение компенсатора давления 2 в виде замкнутой емкости, конструктивно максимально приближенной к активной зоне, приводит к уменьшению количества воды первого контура циркуляции теплоносителя, что позволяет снизить размеры компенсатора давления. В свою очередь уменьшение размеров компенсатора давления 2 обеспечивает уменьшение размеров корпуса интегрального ядерного реактора и, следовательно, его массогабаритных характеристик. Одновременно выполнение компенсатора давления в виде замкнутой емкости позволяет исключить попадание газа из компенсатора давления при возможных наклонах реактора в тракт циркуляции первого контура и тем самым повысить надежность реакторной установки. Кроме того, уменьшение массогабаритных характеристик приводит к повышению экономичности благодаря снижению затрат на изготовление как самого ядерного реактора, так и транспортного средства, на котором он будет использован.