Система защиты ядерного реактора — SU 1413679 (original) (raw)
".сНА М БРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское св9 527977, кл. С 21Ионайтис Р.Р. игласности ядерных рАИНФ 614,-М.: ЦНИИ.8)идетельство СССРС 7/36, 1976.др, Системы безоеакторов. Обзор.атоминформ, 1984,Ы ЯДЕРНОГО РЕАК(57) Изобретение относится к ядерным реакторам и предназначено дляаварийного останова ядерного реактора преимущественно канального типа. Цель - повышение ядерной безопасности эа счет исключения критичности реактора с газом-поглотителемпри одновременном повышении компен"сирующей способности и быстродействия системы. Система защиты реактора содержит канал 1, в которомразмещен стержень 2 аварийной зашиты Вокруг канала навита трубчатаяспираль, образующая оболочку 4, подключенную через дроссель 9 к источ"нику нулевого давления. Источник нулевого давления и заданного образуюдвухпоэиционный регулятор 6 давле"ния. Впускной клапан 7 соединен поуправляющему входу с устройством 3сброса стержня 2, Дроссель 9 имеетпостоянную времени истечения газа,превышающую постоянную времени запуска газа (например, гелия) воболочку. Дроссель 9 может быть зашунтирован выпускным клапаном 8,который управляется нижним концевымвыключателем 1 О.стержня 2. Системаможет содержать, по крайнеймере,.две автономные идентичные системы,компенсирующая способность оболочеккоторых ограничена. В этом случаекаждый, канал содержит оболочку всехсистем, а.каждая оболочка выполненаиэ трубок, расположенных по всейдлине внутриреакторной части канала2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к технике ядерных реакторов и предназначено для аварийного останова ядерного реактора преимущественно канального типа.5ГЦелью изобретения является повы" шение ядерной безопасности эа счет исключения критичности реактора с газом-поглотителем при одновременном повьппении компенсирующей способ" ности и быстродействия системы., На чертеже изображена система защиты ядерного реактора.Система защиты ядерного реактора состоит из охлаждаемого изнутри водой канала 1, в котором размещен стержень 2 аварийной защиты, подключенный к приводу через устройство 3 расцепления (сброса), Вокруг канала бифилярно иавита трубчатая спираль, образующая коаксиальную оболочку 4 канала, наполняемую газом-поглотителем нейтронов, например гелием. Оболочка расположена в той части канала, которая проходит через активную зону 5 реактора.Оболочка соединена с двухпозиционным регулятором 6 давления с одной стороны через впускной клапан 7, а с противоположной стороны (с другого конца,.трубки) - через выпускной клапан 8, зашунтированный дросселем 9. Впускной клапан 7 соединен по управляющему входу с устройством 3 сброса стержня, а выпускной клапан управляется нижним концевым выключателем 10 стержня.1Регулятор состоит из источников заданного (3-5 МПа) и нулевого 40 ( Ь 1 КПа) давления, образованных, например, иэ ресиверов большой емкости и насоса-компрессора. Сечение дросселя таково, что постоянная времени истечения газа через него в несколько раз превышает постоянную времени заполнения оболочки газом по газовым коммуникациям, ведущим от оболочки к источнику заданного давления регулятора 6. Дросселирующие свойства названных коммуникаций (их длина, проходное сечение и т,п.) таковы, что время заполнения оболочки газом не превьппает 30% (а постоянная времени - 10%) времени аварийного ввода стержня. Практически, это время устанавливается равным 0,5-2 с, т.е. не более четверти времени ввода стержня. Такое соотношение динамических характеристик элементов системы необходимо для обеспечения высокойэффективности газовой зашиты в условиях сильного интерференционного влияния стержня, а также для надежного поддержания нулевого давления газа в оболочке при нормальной эксплуатации реактора и эффективного дополнительного охлаждения оболочки при аварийном срабатывании.Система работает следующим образом.При нормальной эксплуатации.реак" тора сигнал аварии отсутствует, стержень 2 находится вверху и клапаны 7, 8 закрыты. В оболочке 4 нет . газа-поглотителя нейтронов протечки 1клапана , если таковые имеются, удаляются регулятором 6 через дроссель 9. При аварийной ситуации сигнал аварийной зашиты приходит на управляющие входы клапана 7 и устройства 3 сброса, система сработает. Газ-поглотитель нейтронов из регулятора б через открытый клапан 7 быстро заполняет оболочку, обеспечи-. вая форсирование защитных действий системы, и значительно медленнее выходит с другой стороны в регулятор 6 через дроссель 9, обеспечивая дополнительное автономное охлаждение оболочки. После 1/4 " 1/3 времени аварийного ввода стержня 2 защитное действие газовой оболочки 4 быстро уменьшается вследствие интерференционного влияния падавшего стержня, а к моменту выхода стержня на нижний концевой выключатель - уменьшается в десятки раз и становится несущественным, При полном введении стержня срабатывает нижний концевой выключатель 10 и открывается выпускной клапан 8, который обеспечивает улучшенное вакуумирование оболочки 4 регулятором 6. Впускной клапан 7 закрывается при исчезновении опасной ситуации по сигналу полного введения стержней или по другим признакам. Выпускной клапан 8 закрывается при снятии стержня 2 с нижнего концевого выключателя 10. Нулевое давление в оболочке 4 при нормальной работе реактора всегда надежно поддерживается дросселем 9, работа которо" го не зависит от исправности выпускформула изобре тения Система зашиты ядерного реактора, содержащая по меньшей мере один канал со стержнем аварийной зашиты, оборудованным устройством сброса стержня, и с наполняемой газом-поглотителем.нейтронов коаксиальной оболочкой, размещенной в зоне сильного интерференционного влияния Составитель С. КочемазовТехред А.Кравчук Корректор Л. Патай Редактор М, Бандура Заказ 3790/54 Тираж 395 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 юи ав аев Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 43 14 ного клапана 8. При этом нет опасности разгерметизации оболочки 4,Конструкция реактора часто не позволяет сделать толщину оболочки канала более 10-15 мм, но этого вполне достаточно, чтобы обеспечить прн давлении газа 1-2 МПа компенсирующую способность, близкую к половине компенсирующей способности стержня (без интерференции). Большего и не .требуется, так как полный отказ всех стержней аварийной зашиты крайне маловероятен. В то же время увеличение на порядок скорости взвода отрицательной реактивности в начале аварии, достигаемое с помощью предлагаемой системы, повышает ядерную безопасность реактора.Система обеспечивает безопасность даже при крупных возмущениях реак" тивности, таких как "запаривание" технологических каналов реактора.Важно, что при исправной стержневой защите в системе не существует ядерной опасности от разгерметизации газовой оболочки. При неисправности эта опасность устраняется благодаря принятому разделению системы на идентичные и автономные подсистемы с ограниченной эффективностью газовых оболочек. 13 б 794стержня и соединенной с регуляторомдавления газа, о т л и ч а ю ш а -я с я тем, что, с целью повышения5ядерной безопасности за счет. исключения критичности реактора с газом"поглотителем нейтронов при одновременном повышении компенсирующей сдособности и быстродействия системы,регулятор. давления выполнен двухпоЭИЦИОННЫМ СОСТОЯЩИМ.ИЗ ИСТОЧНИКОВзаданного и нулевого,.соответствующего вакууму давления, оболочка подключена через дроссель к источникунулевого давления, а через впускнойклапан - к источнику заданного давления, причем впускной клапан по управляющему входу соединен с входомустройства сброса стержня, а дроссель имеет постоянную времени исте"чения газа, превышающую постояннуювремени запуска газа в оболочку,которая не превышает 103 времениаварийного ввода стержня,25 2. Система зашиты по д, 1, О тл и ч а ю щ а я с я тем, что дрос" сель зашунтирован выпускным клапаном, который по управляющему входу соединен с нижним концевым выключателем стержня, а оболочка подключена к источникам с противоположных относительно газовой полости сторон.3. Система защиты по пп. 1 и 2, 35отличающаяся тем, что состоит из по крайней мере двух автономньм идентичных систем, компенсирующая способность оболочек кото" рых ограничена, причем каждый канал содержит оболочки всех систем, а каждая оболочка выполнена из трубок, расположенных по всей длине внутриреакторной части канала,