Ядерный реактор на быстрых нейтронах — SU 597351 (original) (raw)
О П И С А Н И Е,шв 97 зв 1ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(32) 07,03.73 6,0 321 С 1 осударстаенный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийн открытий 3) франц(45) Дата опублико 72) Авторы изобретени Иностранцыерниоль (Франция) и Сабино Галло (Ита Жан-Кар 11 ностранная фирмаоммиссариат а л Энержи Атоми (Франция) Заявитель БЫСТРЫХ ЕРНЬЮ РЕАКТОР Н НЕЙТРОННедостатком изется неустойчивостьжима течения натрдля реакторов о(1000 Мвт и выш естнои конс термогидра ия внутри о ень больш ), что прив рукц личес повн й и явля- кого рего бака ошности к нежеИзобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для усовершенствования конструкции ядерного реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким металлом, например натрием, в так называемой баковой компоновке.Известен ядерный реактор на быстрых нейтронах с баковой компоновкой оборудования первого контура 1, 2.Известен также ядерный реактор на быстрых нейтронах 3 охлаждаемый жидким 1 металлом, например натрием, содержащий вертикально расположенный основной бак, в котором размещен внутренний бак, содержагций активную зону, расположенную на горизонтально; настиле, соединенном со стенкой основного бака коническим звеном, и обеспечивающий разделение горячего жидкого металла, выходящего из активной зоны, и холодного жидкого металла, выходящего из теплообменников, размещенных внутри основного бака вместе с насосами для прокачки жидкого металла. лательным термически напряжениям в стенках бака, к снижению надежности установки. Цель изобретения - повышение надежности установки путем снижения температуры стенок основного бака.Указанная цель достигается тем, что верхняя часть боковой стенки внутреннего бака расположена ниже верхнего края активной зоны и выше уровня выхода из теплообменников, а наружный край боковой стенки отогнут книзу и соединен непосредственно с основным баком.Кроме того, стенка основного оака содержит по меньшей мере одну перегородку, образующую между стенкой и персгородкой пространство для цирк ляции восходящего потока жидкого металла, выходящсго из теплообменников, а также солсржит контр-перегородку, ограничивающую с указа иной перегородкой кольцевое пространсгво для циркуляции нисходящего потока жидкого металла перед смещснием его с массой охлажденного жидкого металла.Кроме того, наружный край боковой стенки внутреннего бака соединен с коническим звеном вблизи его соединения со стенкой основной камеры.25 55 Кроме того, наружный край боковой степки внутреннего бака соединен со стенкой контр- перегородки.На фнг. 1 схематически изображен ядерный реактор на быстрых нейтронах с внутренним баком, в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез Л - Л риг. 1; на фиг. 3 изображен главный вид и частичный разрез одного вариаппга конструкции рассматриваемого внутреннего бака.На фиг. 1 схематически представлен ядерный реактор на быстрых нейтронах компоновки, содержащий впешшою конструкцию 1 с толстыми бетонными стенками, ограничивающук внугреппкю полость больших размеров, н которой сх;онтирован металлический бак 2 нз стали, названный основным баком и предпазначенныи для размещения и поддержки активной зопь реактора, а также обьема жидкого натри,; беспечизакщего охлаждение. Этот основной . с вруни окружен вторым параллельным коакспальным баком-кожухом 3, образующим защитную полость в случас разрыва или аварии основного бака, которые могут возникнуть в процессе работы. Баки 2 и 3 подвешены за их верхнюю часть к массивной плите 4. В этой плите 4 размещены пробки 5, 6 и 7, которые могут осуществлять относительное вращение по отношению друг к другу, что обеспечивает доступ через загрузочные устройства к активной зоне реактора. В плите 4 предусмотрены вертикальные проходы, как например 8 и 9, для монтажа в этой плите теплообменников 10 и насосов для циркуляции (металла) 11; на фиг. 1 дается пример раз мегцения каждого из указанных устройств, расположенных в диаметрально противоположных участках; число этих тсплообменников и насосов может быть какое угодно, оно устанавливается в зависимости от рабочих характеристик реактора.В предпочтительном варианте насосы и обменники распределяются через равные промежутки вокруг вертикальной оси основного бака 2, каждый насос может, например, соответствовать одному или двум соседним тсплообменникам.Внутри бака 2 располагается активная зона 12 реактора, содержагцая центральную часть 13 с ядерным топливом, окружепнук экраном 14 из воспроизводящего материала, например природного урана.Нейтронная защита 15 располагается по стенкам активного участка вокруг активной зоны.Активная зона 12 находится внутри емкости 16, называемой внутренним баком. Коллектор 17 размещен на основании 18. Само основание соединено на конце с коническим звеном 19, внешний край которого сопряжен с точкой соединения 20 на боковой стенке основного бака 2, которая поддерживает таким образом посредством этого звена и основания активную зону 12 и внутренний бак 16.Внутренний бак 16 представляет собой тело вращения вокруг вертикальной оси, общей для основного бака 2 и активной зоны 12, и имеет горизонтальное дно 21, образующее верхнюю часть коллектора 17 и боковую стсн 10 15 20 30 з 5 40 45 50 ку 22, про,цглжаюгцуюся наклонным выступом 23. Э 1 от высгуп боковой стенки оканчивается повернутым концом 24, параллельным ооковой стенке 22, и подсоединяется к точке соединения 20 конического звена 19 и основного бака 2.Наклонный выступ 23 боковой стенки внутреннего бака 16 содержит, кроме всего прочего, справа от теплообменников 1 О и насосов1, отверстия для прохода этих компонентов, часть которых находится во внутреннем баке, а верхняя часть находится на ней.В связи с этим, выступ 23 имеет для каждого теплообменника 10 отверстие, отграничиваемое вертикальным воротником 25, способным взаимодействовать с патрубком 26, сопряженным с корпусом соответствующего теплообменника; эти элементы 25 и 26 составляют вместе герметичное покрытие, в котором может поддерживаться давление соответствующего нейтрального газа. Наклонный выступ 23 соединен с вертикальными цилиндрическими(трубчатыми) кожухами 27 справа от расположения корпусов насосов для циркуляции (металла) 11,Внутренний бак 16 отграничивает внутри основного бака два независимых пространства, одно из которых 28 заключает активную зону, собирающую горячий натрий на выходе из него; второе 29 находится под внутренним баком 16, между этой камерой и дном основного бака 2, образуя сборник для холодного натрия. Для того, чтобы попасть из одного пространства в другое, горячий натрий из пространства 28 проходит через теплообменники 10, затем на выходе из них отводится в пространство 29,где он свободно распространяется перед тем как быть откаченным насосами 11 и затем отсылается в трубопроводы циркуляции 30, далее собирается в подушке7 для нового прохождения через активную зону.Боковая стенка основного бака 2 постоянно охлаждается частью холодного натрия, взятого из пространства 29 и циркулирующего за перегородкой, ограниченной первым покрытием 31, располагающимся параллельно этой стенке. Эта перегородка (покрытие) 31 отделена контр-перегородкой 32, что позволяет холодному натрию, предназначенною для охлаждения, совершать двойной путь вблизи от стенки: перегородки 31 и 32 отграничивают между собой и баком узкое кольцевое пространство 33. В предпочтительном варианте это пространство наполняется холодным натрием через входные отверстия 34, 35, предусмотренные в нижней конечности края 24 выступа 23 под коническим звеном 19; натрий выходит, после прохождения между перегородками, через отверстие 36, также предусмотренное в крае 24, но находягцееся на конечной части перегородки 32. На фиг. 2 представлены некоторые другие основныс элементы реактора, в частности топливные пакеты 37, составляющие активную зону 12 с активной частью 13 и экраном 14. Эти пакеты 37 могут перегружаться посредством перегрузочного устройства 38, смонтированного сквозь вращающиеся пробгкп , 6 и 7; их относительныс вращения позволяют приводить нижнюю часть перегрузочногоустройства, имеющего захватные устройства 39 над любым пакетом в активной зоне и экране. Оно захватывает нужный пакет и затем кладет в приемный ковш 40.Последний может перемещаться посредством соответствующей системы тяг вдоль отгрузочной рампы 41, которая выходит к машине 42 для перегрузки, покрытой защитным кожухом; машина 42 располагается вне полости 1, на верху закрывающей плиты 4; машина 42 осуществляет перемещение топливных;в пакетов из активной зоны к зоне складирования 43.В другом варианте конструирования выступа стенки внутреннего бака на фиг. 3 показано основание 18, несущее активную зону посредством коллектора 17; однако в этом случае связующее звено основания со стенками основного бака 2 не соединяется с повернутым концом 24 выступа 23, а через звено 44 опирается на дно бака 2 справа от накладки 45 для усиления.В этом варианте повернутый конец 24 выступа соединен прямо с нижней конечностью контр-перегородки 32; выход холодного натрия, циркулирующего между перегородкой 31 и боковой стенкой основного бака 2, осуществляется на уровне конца звена 44, через проходные отверстия 46; выход этого натрия за пределы контр-перегородки 32 осуществляется через отверстия 47, устроенные пол отдельным соединением, находящимся между повернутым краем 24 выступа и внешней поверхностью контр-перегородки 32, 30Формула изобретения1. Ядерный реактор на быстрых нейтронах, охлаждаемый жидким металлом, например натрием, содержащий вертикально расположенный основной бак, в котором размещен внутренний бак, включаюгций активную зону, расположенную на горизонтальном настиле, соелиненном со стенкой основного бака коническим звеном, обеспечивающие разделение горячего жилкого металла, выходящего из активной зоны, и хололного жидкого металла, выходягцего из теплообменциков, размещенных внутри основного бака вместе с насосами для прокачки жидкого металла, отлсс саюисссйся тем, что, с целью повышения надежности установки путем снижения температуры стенок основного бака, верхняя часть боковой стенки внутреннего бака расположена ниже верхнего края активной зоны ц выше уровня выхода из теплообменников, а наружный край боковой стенки отогнут книзу и сослицец непосредственно с основным баком.2. Реактор по и. 1, от.гп сающссйся тем, что стенка основного бака солержцт по меньшей мере. олпу перегородку, образующю со степкой пространство лля циркуляции восхолящего потока жплкого металла, выходящего из теплообмецциков, а также солержцт коцтр.перегородку, ограничивающую с указанной церегоролкой кольцевое прострацство для циркуляции нисходящего потока жидкого металла перел смешением его с массой охлажлецного жидкого металла. 3. Реактор цо и. 1, ог.псцссюсссссссгя тем, что наружный край боковой стенки внутреннего бака соединен с коническим звеном вблизи его соединения со стенкой основной камеры.4. Реактор по п. 2, ог.псчающиася тем, что наружный край боковой стенки внутреннего бака соелинен со стенкой контр-перегородки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Багдасаров 1 О. Е. и лр. Технические проблемы реакторов на быстрых нейтронах. М., Лтомизлат, 19 б 9, с. 27.2. Крамеров А. Я. Вопросы конструирования ядерных реакторов. М., Лтомцзлат, 1971, с. 33.3. Заявка Франции М 2077444, 6 21 С 1 00, 1971, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.59735 Составитель А. ШмелеТехреду О Луговая Тираж 564 Совета Мннистров СССРи откры гий ПНИ ИП И Государс 1 венного комитета пделам изобретении 1 3035. Москва, %-35, Рау