ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАТВОР ДЛЯ ВЕРХНЕГО ЗАЩИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Полезная модель относится к ядерной технике и может быть использована в жидкометаллических затворах для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора.
Наиболее близким по совокупности существенных признаком к полезной модели является жидкометаллический затвор для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора, содержащий кольцевую перегородку, которая установлена в кольцевой полости с зазором относительно ее стенок, и легкоплавкий металлический сплав, размещенный в упомянутом зазоре, (17 Cerutti B.C. et al. EBR-II Fuel Handling System // Sodium-Cooled Fast Reactor Engineering. Proc. Symp., Monaco, 23-27 March 1970. IAEA, Vienna, 1770, p. 739-755).
В известном затворе нагрев легкоплавкого металлического сплава, обеспечивающего герметичность реактора, осуществляется внешним источником тепла, который размещен на достаточно удаленном расстоянии от него.
Недостатком известного жидкометаллического затвора для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора является неравномерность нагрева металлического сплава, что объясняется отсутствием локального нагревателя в конструкции затвора.
Задачей настоящей полезной модели является создание жидкометаллического затвора для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора, использование которого позволит обеспечить надежную герметизацию внутриреакторного пространства при одновременном упрощении монтажа-демонтажа затвора, связанного с установкой и заменой его нагревательного элемента.
Техническим результатом настоящей полезной модели является обеспечение равномерности нагрева металлического сплава и стабильного поддержания его в расплавленном состоянии.
Указанный технический результат достигается тем, что известный жидкометаллический затвор для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора, содержащий кольцевую перегородку, которая установлена в кольцевой полости с зазором относительно ее стенок, и легкоплавкий металлический сплав, размещенный в упомянутом зазоре, согласно заявленной полезной модели снабжен электронагревательными элементами, при этом в торце кольцевой перегородки выполнена кольцевая канавка, а электронагревательные элементы выполнены в виде сегментов кольца, соответствующего по форме и габаритам упомянутой канавке, причем электронагревательные элементы установлены в канавке по ее периметру равномерно и без зазора относительно стенок перегородки.
Размещение электронагревателей внутри кольцевой перегородки и равномерно по периметру позволяет обеспечить равномерность нагрева легкоплавкого металлического сплава и стабильное поддержание его в расплавленном состоянии, а также упростить монтажно-демонтажные работы по установке электронагревателей непосредственно по месту их расположения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан жидкометаллический затвор для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора (общий вид), на фиг. 2 представлен жидкометаллический затвор (сечение А-А), на фиг. 3 представлен электронагревательный элемент затвора (общий вид).
Жидкометаллический затвор для верхнего защитного перекрытия ядерного реактора, например с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем, содержит кольцевую полость 1, выполненную в стационарной части реактора, и кольцевую перегородку 2, установленную в кольцевой полости с зазором относительно ее стенок и закрепленную посредством крепежного элемента 3 к конструктивному элементу реактора. В упомянутом зазоре размещен металлический сплав 4 с низкой температурой плавления, например олово-висмут. В торце кольцевой перегородки 2 выполнена кольцевая канавка. Затвор снабжен электронагревательными элементами 5, которые выполнены в виде сегментов кольца, по форме и габаритам соответствующего кольцевой канавки. Электронагревательные элементы 5 установлены в канавке равномерно по ее периметру и без зазора относительно стенок кольцевой перегородки 2. Электронагревательный элемент 5 выполнен в герметичном корпусе и имеет выводы 6 для подключения к внешнему электропитанию.
Жидкометаллический затвор работает следующим образом.
Жидкометаллический затвор верхнего защитного перекрытия предназначен для герметизации газовой подушки реактора. При работе реактора на мощности металлический сплав 4 в жидкометаллическом затворе находится в затвердевшем состоянии. При перегрузках для осуществления поворота малой и большой поворотной пробки верхнего защитного перекрытия легкоплавкий металлический сплав 4 разогревают до температуры выше температуры плавления и поддерживают в расплавленном состоянии с помощью электронагревательных элементов 5, расположенных в кольцевой канавке полости перегородки 2. Легкоплавкий металлический сплав 4 как в расплавленном, так и в затвердевшем состоянии, обеспечивает герметичность данного узла. Равномерность нагрева легкоплавкого металлического сплава 4 в зазоре жидкометаллического затвора обеспечивается максимальной площадью прилегания электронагревательных элементов 5 к. кольцевой канавке перегородки 2, а также за счет нагрева по всей высоте; кольцевой перегородки 2. Это позволяет снизить энергозатраты на расплавление и поддержание металлического сплава 4 в расплавленном состоянии, а также уменьшить время, необходимое для подготовки к повороту малой и большой поворотных пробок верхнего защитного перекрытия.
Замену электронагревательного элемента жидкометаллического затвора в случае выхода его из строя осуществляют следующим образом: отсоединяют выводы 6 электронагревательного элемента 5 от электропитания, удаляют крепежный элемент 3, извлекают неисправный электронагревательный элемент 5 из канавки кольцевой перегородки 2, заменяют его новым электронагревательным элементом 5, который помещают в канавку кольцевой перегородки 2 и закрепляют крепежным элементом 3, затем подсоединяют выводы 6 к внешнему электропитанию.