ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ПАССИВНОГО СРАБАТЫВАНИЯ ДЛЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ПРИ НЕНОРМАЛЬНОМ УМЕНЬШЕНИИ ПЕРВИЧНОГО РАСХОДА

1. Защитное устройство (1) пассивного срабатывания для ядерного реактора, при этом ядерный реактор содержит активную зону, тепло от которой передается частично по меньшей мере в жидкий теплоноситель, при этом устройство содержит компоновку, включающую в себя:
- гильзу (200), проходящую в продольном направлении (3), по существу вертикальном во время работы, через которую в продольном направлении должен проходить жидкий теплоноситель;
- подвижный блок (100), установленный с возможностью поступательного перемещения в продольном направлении (3) в гильзе (200) и содержащий по меньшей мере:
- один нейтронно-поглощающий участок (130), содержащий по меньшей мере один нейтронно-поглощающий материал, проходящий в основном в продольном направлении (3) и выполненный с возможностью прохождения через него, в продольном направлении, жидкого теплоносителя,
отличающееся тем, что подвижный блок (100) содержит первый поддерживающий участок (110), а гильза (200) содержит второй поддерживающий участок (210), при этом первый и второй поддерживающие участки (110,210) выполнены таким образом, что:
- когда первый и второй поддерживающие участки (110,210) расположены друг против друга в поперечном направлении, перпендикулярном к продольному направлению (3), в так называемой поддерживающей конфигурации, первый и второй поддерживающие участки (110,210) образуют вместе проходное пространство для жидкого теплоносителя, имеющее сечение S1, рассчитанное таким образом, что:
f
срабатывания
- когда расход Q жидкого теплоносителя, проходящего в продольном направлении через гильзу (200), превышает расход Q, жидкий теплоноситель действует на подвижный блок (100) силой, достаточной, чтобы обеспечивать поддержание подвижного блока в гильзе (200) и его удержание в поддерживающей конфигурации;
f
срабатывания
- когда Q<Q, жидкий теплоноситель действует на подвижный блок (100) силой, не достаточной, чтобы обеспечивать поддержание подвижного блока (100) в гильзе (200) и его удержание в поддерживающей конфигурации, при этом подвижный блок (100) опускается под действием силы тяжести вдоль гильзы, пока не достигнет положения конца хода, называемого конфигурацией падения;
и тем, что устройство (1) пассивного срабатывания содержит устройство амортизации подвижного блока (100) во время его падения в гильзе (200), при этом устройство амортизации содержит:
- первую деталь (140), установленную на подвижном блоке (100) и расположенную в контакте с жидким теплоносителем;
- вторую деталь (220), установленную на гильзе (200) и расположенную в контакте с жидким теплоносителем;
при этом первая (140) и вторая (220) детали выполнены таким образом, что, когда подвижный блок (100) падает, и до того, как подвижный блок (100) достигнет своего положения конца хода в конфигурации падения, первая деталь (140) проникает во вторую деталь (220), при этом первая (140) и вторая детали (220) взаимодействуют для образования вязкостного амортизатора;
и тем, что первый поддерживающий участок (110) и первая деталь (140) или второй поддерживающий участок (210) и вторая деталь (220) установлены на одном и том же органе (112,211).
2. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором первый поддерживающий участок (110) и первая деталь (140) или второй поддерживающий участок (210) и вторая деталь (220) расположены, по меньшей мере частично, в продольном направлении на одном уровне.
3. Устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором второй поддерживающий участок (210) и вторая деталь (220) установлены на одном и том же органе (112,211), в котором гильза (200) содержит по меньшей мере одну обечайку (211) и в котором упомянутый орган образован обечайкой (211).
4. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором обечайка (211) содержит полость (225), заполняемую жидким теплоносителем, при этом полость (225) образует упомянутую вторую деталь (220), и в котором первая деталь (140) образует охватываемую деталь, выполненную с возможностью проникновения в упомянутую полость (225) и вытеснения из нее жидкого теплоносителя, прежде чем подвижный блок (100) достигнет конца хода.
5. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором обечайка (211) находится в продольном направлении между нижним концом (103) подвижного блока (100) и нейтронно-поглощающим участком (130) и предпочтительно между нижним концом (103) подвижного блока (100) и вершиной (102) подвижного блока (100).
6. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором первая деталь (140) выполнена с возможностью проникновения в полость (225) обечайки (211), в котором полость (225) является круглой и имеет отверстие (226), которое образует в поперечном направлении кольцо и через которое проникает первая деталь (140), прежде чем подвижный блок (100) достигнет своего положения конца хода в конфигурации падения, и в котором первая деталь (140) образует трубу, свободный конец (141) которой выполнен с возможностью проникновения в полость (225) через упомянутое отверстие (226).
7. Устройство (1) по любому из пп. 5, 6, в котором второй поддерживающий участок (210) образован внутренней стороной обечайки (211).
8. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором полость (225) выполнена в толщине обечайки (211), при этом полость (225) имеет дно (227), и в котором второй поддерживающий участок (210) образован внутренней стороной (212) обечайки (211) и расположен в продольном направлении по меньшей мере частично напротив полости (225).
9. Устройство (1) по одному из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) и первая деталь (140) установлены на одном и том же органе, причем этот орган образует выступ (112) на подвижном блоке (100).
10. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором выступ (112) имеет наружную сторону (113), образующую одновременно первый поддерживающий участок (110) и первую деталь (140).
11. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) смещен в продольном направлении относительно нейтронно-поглощающего участка (130).
12. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый и второй поддерживающие участки (110,210) выполнены таким образом, что, когда первый и второй поддерживающие участки (110,210) не находятся друг против друга в поперечном направлении, то первый поддерживающий участок (110) и внутренняя стенка (212) гильзы (200), находящаяся напротив первого поддерживающего участка (110), образуют вместе проходное пространство для жидкого теплоносителя, имеющее сечение S2>S1, рассчитанное таким образом, что:
f
срабатывания
- жидкий теплоноситель даже при расходе Q>Q действует на подвижный блок (100) силой, не достаточной для подъема подвижного блока поступательным перемещением в гильзе (200).
13. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) находится на наружной стороне (113) подвижного блока (100).
14. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором гильза (200) содержит по меньшей мере одну обечайку (211) и в котором второй поддерживающий участок (210) образован обечайкой (211).
15. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) находится в вертикальном направлении под нейтронно-поглощающим участком (130).
16. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором второй поддерживающий участок (210) находится в вертикальном направлении под рабочей зоной (240) гильзы (200), которая должна располагаться напротив активной зоны (10) реактора.
17. Устройство (1) по п. 16, в котором первый поддерживающий участок (110) расположен в продольном направлении на расстоянии от нейтронно-поглощающего участка (130), являясь отделенным от него разделительным участком (120), продольная длина которого по меньшей мере равна продольному ходу подвижного блока между поддерживающей конфигурацией и конфигурацией падения.
18. Устройство (1) по п. 17, в котором подвижный блок содержит выступ (112), на котором находится первый поддерживающий участок (110).
19. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором выступ (112) находится на нижнем конце (103) подвижного блока (100) и в котором выступ (112) имеет нижний конец, выполненный с возможностью образования толкающей стенки (117) для жидкого теплоносителя с целью обеспечения поддержания подвижного блока (100).
20. Устройство (1) по любому из пп. 18-19, в котором выступ (112) имеет цилиндрическую продольную стенку и выполнен в виде монолитной детали, как правило, из одного из следующих материалов или их сплавов: феррито-мартенситной стали, феррито-мартенситной стали марки ЕМ10, жаропрочного металла.
21. Устройство (1) по п. 20, в котором второй поддерживающий участок (210) является обечайкой (211), установленной на внутренней стороне или образованной внутренней стороной гильзы (200), и в котором расстояние между внутренней стороной обечайки (211) и поддерживающей стенкой выступа (112) определяет сечение S1.
22. Устройство (1) по п. 21, в котором выступ (112) является полым и определяет замкнутый внутренний объем.
23. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) расположен в продольном направлении на расстоянии от нейтронно-поглощающего участка (130), являясь отделенным от него разделительным участком (120) и в котором разделительный участок (120) содержит по меньшей мере одну и предпочтительно только одну тягу (122) и предпочтительно по меньшей мере один элемент (121) жесткости, обеспечивающие механическое соединение между нейтронно-поглощающим участком (130) и первым поддерживающим участком (110).
24. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором разделительный участок (120) содержит по меньшей мере три элемента (121) жесткости, проходящие в радиальном направлении от центра подвижного блока (100) и проходящие в продольном направлении от нейтронно-поглощающего участка (130) до первого поддерживающего участка (110).
25. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) расположен в продольном направлении на расстоянии от нейтронно-поглощающего участка (130), являясь отделенным от него разделительным участком (120) и в котором разделительный участок (120) содержит ажурную трубу (123), обеспечивающую механическое соединение между поддерживающим участком и нейтронно-поглощающим участком (130).
26. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором ажурная труба (123) содержит отверстия (124), в основном проходящие в продольном направлении, распределенные по всему контуру ажурной трубы (123) и распределенные по всему продольному размеру разделительного участка (120).
27. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором первый поддерживающий участок (110) находится в вертикальном направлении над нейтронно-поглощающим участком (130).
28. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором в поддерживающей конфигурации первый поддерживающий участок (110) находится в вертикальном направлении над рабочей зоной (240) гильзы (200).
29. Устройство (1) по п. 28, в котором первый поддерживающий участок (110) находится в продольном направлении между вершиной (101), образующей верхний конец подвижного блока (100), и нейтронно-поглощающим участком (130).
30. Устройство (1) по п. 29, в котором подвижный блок содержит стержень (102), проходящий от верхнего конца подвижного блока (100) и по меньшей мере до нейтронно-поглощающего участка (130), и первый поддерживающий участок (110) образован утолщением (115), выполненным на стержне (102) между верхним концом подвижного блока (100) и нейтронно-поглощающим участком (130).
31. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором утолщение (115) имеет нижний конец, предназначенный для образования толкающей стенки (117) для жидкого теплоносителя с целью обеспечения поддержания подвижного блока (100).
32. Устройство (1) по любому из пп. 30 или 31, в котором утолщение (115) является полым и имеет проходные отверстия (116,118) для слива жидкого теплоносителя.
33. Устройство (1) по п.32, в котором утолщение (115) имеет цилиндрическую стенку, проходящую в продольном направлении, и в котором второй поддерживающий участок (210) имеет обечайку (211), образованную внутренней стенкой или установленную на внутренней стенке гильзы (200), при этом пространство j1 между наружной стороной (113) цилиндрической стенки утолщения (115) и внутренней стороной обечайки (211) определяет сечение S1.
34. Устройство (1) по любому из пп. 1 или 2, в котором гильза (200) содержит по меньшей мере один направляющий участок (230), выполненный с возможностью направления поступательного перемещения подвижного блока.
35. Устройство (1) по предыдущему пункту, в котором направляющий участок содержит ползуны (231), предпочтительно три ползуна (231), равномерно распределенных в радиальном направлении вокруг оси поступательного перемещения подвижного блока (100).
36. Система пассивного выключения для ядерного реактора, содержащая защитное устройство (1) пассивного срабатывания по любому из предыдущих пунктов и механизм взвода, содержащий захват (300) для позиционирования подвижного блока (100).
37. Ядерный реактор, содержащий активную зону (10) и первичный контур, внутри которого циркулирует жидкий теплоноситель, и содержащий по меньшей мере одно устройство (1) по любому из пп. 1-35.
38. Ядерный реактор по предыдущему пункту типа реактора на быстрых нейтронах.