устройство для остановки газоохлаждаемого ядерного реактора

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТАНОВКИ ГАЗООХЛАЖДАЕМОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее емкость с сыпучим нейтронопоглощающим материалом, размещенную над активной зоной и соединенную с одним или несколькими каналами, проходящими через боковой отражатель сверху вниз и снабженными разгрузочными устройствами, и подъемный трубопровод с устройством пневмотранспортировки нейтронопоглощающего материала из каналов, отличающееся тем, что разгрузочное устройство каждого канала подсоединено к подъемному трубопроводу через общий для всех каналов коллектор, объем которого составляет часть объема одного канала, а устройство пневмотранспортировки снабжено переключающим устройством от канала к коллектору.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в газоохлаждаемых ядерных реакторах с насыпной активной зоной из шаровых тепловыделяющих элементов.

Известны устройства для остановки газоохлаждаемого ядерного реактора с насыпной активной зоной из шаровых тел введением поглощающего материала в виде шариков малого диаметра в каналы бокового отражателя (патент ФРГ N 3242760, кл. G 21 C 7/22, от 24.05.84 [1]).

В этих устройствах сыпучий нейтронопоглощающий материал размещен в емкостях над боковым отражателем активно зоны. В случае необходимости поглощающие шарики под собственным весом поступают в каналы бокового отражателя и останавливают реактор. В нижней части каналы бокового отражателя снабжены выпускными устройствами для малых поглощающих шаров, к которым крепятся трубопроводы для вывода этих шаров.

Известно также устройство для выключения высокотемпературного реактора [2] В этом устройстве шарики ссыпаются под действием силы тяжести из емкостей, размещенных над активной зоной, в каналы бокового отражателя. Шарики по мере необходимости, например, при запуске реактора удаляются из каналов по специальным трубкам или выдуваются. Регулировкой мощности газодувки, используемой для транспортирования шариков, добиваются того, что одновременно опорожняется только oдин канал.

При оснащении ядерного реактора данным устройством в случае неисправности средства пневмоподъема может произойти несанкционированное опорожнение нескольких каналов или поочередная несанкционированная выгрузка всех каналов, что может привести к самопроизвольному пуску реактора.

В данном устройстве каналы опорожняются на всю высоту, а с точки зрения физики реактора наиболее предпочтительным является поочередное опорожнение каналов небольшими порциями, чтобы уровень нейтронопоглощающего материала в каналах при пуске реактора понижался равномерно, что исключает перекосы нейтронофизических характеристик реактора по высоте и радиусу активной зоны.

Задачей изобретения является исключение возможности несанкционированного опорожнения каналов, приводящего к самопроизвольному пуску реактора.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для остановки газоохлаждаемого ядерного реактора, содержащем емкость с сыпучим нейтронопоглощающим материалом, размещенную над активной зоной и соединенную с одним или несколькими каналами, проходящими через боковой отражатель сверху вниз и снабженными разгрузочными устройствами, и подъемный трубопровод с устройством пневмотранспортировки нейтронопоглощающего материала из каналов, разгрузочное устройство каждого канала подсоединено к подъемному трубопроводу через общий для всех каналов коллектор, объем которого меньше, чем полный объем сыпучего нейтронопоглощающего материала, содержащегося в одном канале, при этом устройство пневмотранспортировки снабжено переключающим устройством от канала к коллектору.

Такое выполнение устройства остановки газоохлаждаемого ядерного реактора позволяет исключить несанкционированное опорожнение каналов, которое может привести к самопроизвольному пуску реактора, так как при подключении устройства пневмотранспортировки к разгрузочному устройству канала посредством механизма переключения пневмотранспортировки из канала выгружается нейтронопоглощающий материал в коллектор, при этом объем выгружаемого из канала нейтронопоглощающего материала не может быть больше объема коллектора. После этого устройство пневмотранспортировки подключается посредством механизма переключения пневмотранспортировки к разгрузочному устройству коллектора и нейтронопоглощающий материал из коллектора выгружается в емкость, расположенную над активной зоной. Для выгрузки следующей порции нейтронопоглощающего материала из канала устройство пневмотранспортировки подключается посредством механизма переключения пневмотранспортировки к разгрузочному устройству канала. Тем самым повышается надежность работы устройства для остановки газоохлаждаемого ядерного реактора.

На чертеже схематично изображен общий вид реактора с устройством для его остановки, продольный разрез.

Устройство для остановки газоохлаждаемого ядерного реактора содержит емкость 1 с сыпучим нейтронопоглощающим материалом 2 в виде шариков малого диаметра, размещенную над активной зоной 3 и соединенную с одним или несколькими (на чертеже с двумя) каналами 4, проходящими через боковой отражатель 5 сверху вниз к подъемному трубопроводу 6 и сообщающимися с ним через коллектор 7. При необходимости в емкости 1 под действием приводов 8 открываются затворы и нейтронопоглощающий материал 2 под действием силы тяжести поступает в каналы 4. Каналы 4 подсоединены к коллектору 7 через разгрузочные устройства 9. Коллектор 7 своей нижней частью через разгрузочное устройство 10 соединен с подъемным трубопроводом 6, который в своей верхней части соединен с емкостью 1.

Разгрузочные устройства 9 каналов 4 и разгрузочное устройство 10 коллектора 7 соединены с устройством пневмотранспортировки через механизм 11 переключения пневмотранспортировки, который подключает к устройству пневмотранспортировки либо разгрузочное устройство 9 одного из каналов 4, либо разгрузочное устройстао 10 коллектора 7.

При нормальной работе реактора нейтронопоглощающий материал 2 находится в емкости 1, размещенной над активной зоной 3. При необходимости остановить реактор в емкости 1 под действием приводов 8 открываются затворы и нейтронопоглощающий материал 2 под действием силы тяжести поступает в каналы 4 в боковом отражателе 5 и заполняет их на всю высоту. Происходит надежная остановка реактора на любой срок.

При пуске реактора необходимо удалить нейтронопоглощающий материал 2 из каналов 4. Это осуществляется следующим образом. Механизм 11 переключения пневмотранспортировки устанавливается в положение "Канал N", где N номер канала, из которого необходимо выгрузить заданную порцию нейтронопоглощающего материала, тем самым разгрузочное устройство 9 соответствующего канала 4 подключается к устройству пневмотранспортировки и транспортирующий газ подает нейтронопоглощающий материал из канала 4 в коллектор 7, заполняя его полностью. Коллектор 7 выполнен по объему равным заданной порции выгружаемой из канала за один цикл. После этого механизм переключения пневмотранспортировки 11 переводится в положение "Коллектор", тем самым разгрузочное устройство 10 коллектора 7 подключается к устройству пневмотранспортировки и транспортирующий газ перемещает нейтронопоглощающий материал из коллектора 7 по подъемному трубопроводу 6 в емкость 1.

Таким образом производится выгрузка нейтронопоглощающего материала поочередно из других каналов. Такие циклы поочередной порционной выгрузки нейтропоглощающего материала из каналов повторяются до полного или частичного их опорожнения в зависимости от режима работы реактора или схемы выгрузки нейтропоглощающего материала из каналов.