Ядерный реактор с естественной циркуляцией теплоносителя

Ядерный реактор с естественной циркуляцией теплоносителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в атомных -электрои тепловых ст-ан циях с водо-водяными реакторами. Целью изобретения яв.пяется повьпсеиие энергонапряженности реактора за счет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ССЯУАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 21 С 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТКРЫТИЙ (46) 30.03.93. Бюл. %12 (21) 4098440/25 (22) 30.07.8б (72) Д.A,Áåðåíò и А,Н,Васин 56);Авторское свидетельство СССР

У 952017, кл. G 21 С 15/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

И 84990б, кл; G 2 1 С lj32, 1980, (54) ЯДЕРНЫИ РЕАКТОР С ЕСТЕСТВЕННОЙ

ЦИРКУЛЯ ЦИЕИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (57 ) Иэ обретение относится к атомной энергетике и может быть испольэовано в атомных электро- и тепловых стан-, циях с водо-водяными реакторами. Ueлью иэобретения является повышение энергонапряженности реактора эа счет

1395003 уменьшения гидравлического сопротивления тракта теплоносителя и упрощение конструкции реактора. Ядерный ре" актор с естественной циркуляцией теплоносителя содержит корпус 1, центральный подъемный 2 и периферийный опускной 3 каналы, отделенные друг от друга разделительной обечайкой 4, активную зону 5, вертикальные трубчатые теплообменники 6, заключенные в периферийные кожухи 7 с верхними

8 и нижними 9 окнами для теплоносителя, сообщенными с опускным каналом.

На кожухе 7 установлен слой теплоиэо ляционного материала 10, Иежду кожухом 7 н разделительной обечайкой 4 расположен зазор 11, протечка через который отсутствует. Выбор минимально необходимого значения толщины теплоиэоляционного материала, при котором происходит гидродинамическое эапирание теплоносителя в зазоре и прекра" щение его протечки помимо теплообменника, осуществляют по формуле о, ) 1,)F-1"(— 1х Я т — ) (д2Ла + с)4 — в Я1,, где д (1) и 5, (Вт/и"С)"- толщина и коэффициент теплопроводности теплонзоляционного материала, I" - площадь наружной поверхности кожухов

Изобретение относится к атомной энергетике и мо ет быть использовано в атомных электро- и тепловых станциях с водо-водяными реакторами.

Целью изобретения является повьппение эпергонапряженности реактора за счет уменьюеннл гидравлического сопротивления тракта теплоносителя и упрощение конструкции реактора. 1О

11а фиг, 1 изображен предлагаемый реактор, продольный разрез; на фиг.2поперечное сечение реактора.

Ядерный реактор содержит корпус I центральный подъемный 2 и периферий- 15 ный опускной 3 каналы, отделенные друг от друга разделительной обечайкой 4, активную зону .5, ряд вертикальных трубчатых теплообменников 6, saключенных в периферийные кожухи 7 с 20 верхними 8 и нижними: 9 окнами дпя теплоносителя, сообщенными с опускнмм всех теплообменникон, м ; 1" — площадь поверхности разделительной обечайки на уровне кожуха, м ; 8 (м} и т ° h (Вт/м С) - толщина и коэффициент теплопроводности материала разделительной Обечайкиу с=1/л +1/4 1 Я и

3, — средние коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к разделительной обечайке с внутренней и наружной сторон, (Вт/и С) 1 B"-I A< +1/9 +б„/% „s и Ъ вЂ” средние коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к кожуху теплообмениика с внутренней и наружной сторон, Вт/м С; 6 (м) н Ъ|, (Вт/м "С)толщина и теплопроводность материала кожуха; t„ - средняя температура греющего теплоносителя по высоте теплообменника и полости под ним на о уровне кожуха, С; 1, - температура теплоносителя на выходе из активной о зоны, С; t. - средняя температура .теплоносителя в полости между кожухом и разделительной обечайкой, определяемая по его плотности р из соотношения = „-hP/9,8 h, где „" оредняя плотность теплоносителя, соответствующая кг/м ; AP — гидравлическое сопротивление теплообменника, Па; h - -вы" сота кожуха теплообменника,ы.2 ил, каналом. На кожухе 7 установлен слой теплоиэоляционного материала 10. 11ежду кожухом 7 и разделительной обечайкой 4 расположен зазор II, протечка через которнй отсутствует.

Реактор работает следующим образом.

Теплоноситель, нагреваясь в актив" ной зоне 5, под действием разности плотности в подъемном 2 и опускном 3 каналах поступает через окна 8 к теплообменнику 6, где охлаждается н через окно 9 по каналу 3 возвращается на вход в активную зону 5. Часть теплоносителя от канала 2 через разделительную обечайку 4, зазор II, кожух

7 с теплоизоляцней 10 передается теплообменнику 6, В результате. того, что толщина тенлоизолирующего материала кожуха выбрана достаточной для достижения температуры теплоносителя

s зазоре необходимой для гидродинамиУ

1395003 ческаго уравновешивания столбов теплоносителя в зазоре и теплообменнике

7 протечка в зазоре подъемного канала в опускной помимо теплообменников от5 сутствует, Теплотехнический анализ процессов, происходящих в реакторе, показывает, что наличие протечки через полость между разделительной обечайкай и ко- 10 жухом теплаабменника (именуемую в дальнейшем зазором) обусловлено отсутствием равновесия (неподвижности) столба теплоносителя в зазоре иэ-эа гидродинамического влияния теплоноси- 15 теля, протекающего через теплаобменник.

Однозначно выбрать минимально необходимое значение толщины теплоизаляционного материала, при котором про- 20 исходит гидродинамическое запирание теплоносителя в зазоре и прекращение его протечки помимо теплообменника, можно по формуле

3, =,1 „. -(-:-<)(-, - +с),-В „

F, t- „3, где 8,(м) и Ъ, (--,-) — толщина и каэфВт фициент теплопроводности теплоиэоляционного материала; .F - площадь наружной поверхности кожухов всех теплообменниz. ков, м, Р - площадь поверхности раздели- 35 тельной абечайки на уровне кожуха, и

Вт (и) и 3 (- -) - толщина и коэффиций и С ент теплоправоднасти мате- 40 риала разделительной обечай-. ки;

l с * -- + -" ot, и oc4 - средние коэффиМу циенты теплоотдачи от тепло- 45 носителя к разделительной обечайке с внутренней и наружной стороны, Вт/м C ! I tg

В " + --- —; а, и м — средние коэф50 фициенты теплоотдачи от теп» ланосителя к кожуху теплообменника с внутренней и наружной сторон, Вт/м С;

Вт

6к(й) и 4 «(- ) - толщина и уеплопро- 55 водность материала кожуха, tq - средняя температура греющего теплоносителя по высоте теплообменникл и волости под о нии на уровне кожуха, С; температура теплоносителя на т о ° выходе иэ активной эоны, C средняя температура теплоносителя в полости между кожу"

4 хаи и разделительной обечайкай, определяемая па его плотности У из соотношения

9,8 Ь где „ — средняя плотность теплоносителя, соответствующая t кг/и

Ь Р - гидравлическое сопротивление теплообменника, Па;

11 — высрта кожуха теплаабменника, м.

Таким образом, размещение на периферийном кожухе тенлоиэаляционнаго материала исключает полностью протечку помимо теплообменников и HeoGxpдимасть в механическом уплотнении эа зара, которое увеличивает гидранлнческое сопротивление опускного канала реактора.

Формула изобретения

Ядерный реактор с естественной циркуляцией теплоносителя, содержащий корпус с центральным подъемным и периферийным опускныи каналаьш, отделенными друг от друга разделительной обечайкой, активную зону, ряд вертикальных трубчатых теплообменннков, эаключенных в периферийные кожухи с верхними и нижниии окнами для теплоносителя, сообщенными с опускныи каналом, средствп для исключения протечки теплоносителя помимо теплообменников, отличающийся тем, что, с целью повышения энергонапряженности эа счет уменьшения гидравлического сопротивления тракта теплоносителя и упрощения конструкции реактора, средство для исключения про" течки теплоносителя помимо теплаобменников выполнено в виде- слоя теплоиэоляционного материала, установленного на периферийных кожухах теплообиенников, толщина которого выбрана нэ соотношения где О, (и) и g, (-><) - толщина и коэфВт фициент теплапроводности

l395003

Г (и) е

О а где

CocTBBHTBJlb В,Юхимчук

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор T. Юрчикова

Тираж 212 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1963

Произв<.дс твенно-полиррафическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, G теллоизоляционнОГО мате иала соответственно;

- площадь наружной ттоверхности кожухов всех теплообменнп1. ков, и; — площадь поверхности раздеФ лительной обечайкн на уровне кожуха и и Ф (— -) -:толщина и коэффицттВт 1Î

2 мос ент теплопроводности материала разделительной обечайки;

Ф вЂ” <а, и е - средние коэФфи1 от.. » »

3 15 циенты теплоотдачи от теплоносителя к разделительной

Обечайке с внутренней и на о ружной Сторон, Вт/м С;

1 . 5 . — + "- + "-- g u y - средние ко 2

Эм и

1 эйфнЦиенTbl тепло Отдачи оТ теплоносителя к кожуху. теплообменника с внутренней и

Я о

Hf3p HoA сторон, HT/H С;

Вт

8 (и) и h„,.(.- -) — толп;ина и теплопро-

k и С водность матерна.тта кожуха; средняя температура греющего теплоносителя по высоте теплообменника и ттолости под Иим на уровне кожуха, С; температура теплоносителя на выходе из активной зоны» C средняя температура теплоносителя в полости между кожухом и разделительной обечайкой, определяемая по его плотности р иэ соотношения аР

fj П» °

1 9 8 g

» средняя плотность теплоносителя соответствующая В„, кг/м ; гидравлическое сопротивление теплообменника, Па» высота кожуха теплообменника, м.