УСТРОЙСТВО ПЕРВОГО КОНТУРА ДВУХКОНТУРНОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к устройству первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной, в частности к обеспечению циркуляции теплоносителя через активную зону этого контура.
Известно устройство первого контура двухконтурной энергетической установки, включающее водо-водяную кипящую активную зону и парогенератор см. патент №234271. В этом устройстве циркуляция теплоносителя в первом контуре осуществляется за счет естественной циркуляции самого теплоносителя, что не требует затрат электроэнергии и обеспечивает достаточно высокую надежность процесса. Недостатком такого устройства является невозможность создания компактной паропроизводящей установки из-за больших вертикальных габаритов, вызванных необходимостью размещения парогенератора намного выше активной зоны.
Известна полезная модель «Устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки» патент №2342717, МПК G21C 15/25, являющаяся наиболее близкой к предлагаемому устройству по техническому решению. Данное устройство содержит водо-водяную кипящую активную зону, имеющую межканальное технологическое пространство и тепловыделяющие сборки, сепаратор пароводяной смеси, парогенератор, струйный насос, водяной инжектор. Струйный насос и водо-водяной инжектор в этом устройстве обеспечивают достаточно надежную циркуляцию теплоносителя в первом контуре и позволяют создать компактную паропроизводящую установку. Однако расход теплоносителя необходимо профилировать по тепловыделяющим сборкам что осуществляется с помощью дроссельных шайб, установленных на входе в тепловыделяющие сборки. Это увеличивает гидравлическое сопротивление активной зоны и затрудняет запуск струйного насоса на режимах малой мощности, что является недостатком прототипа.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание первого контура двухконтурной моноблочной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной, в котором водо-водяные инжекторы обеспечивают устойчивую циркуляцию теплоносителя через межканальное пространство на всех режимах работы, а также выполняют функцию профилирования расходов.
В заявляемой полезной модели для достижения данного технического результата предлагаемое устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной выполнено с активной зоной, содержащей межканальное пространство, тепловыделяющие сборки и водо-водяные инжекторы с выходными патрубками и камерами смешения, имеющие сопла для подвода активной и пассивной сред, воды от струйного насоса и межканального пространства соответственно, циркулирующих в первом контуре устройства, которое также содержит сепаратор пароводяной смеси, парогенератор и струйный насос, выполненный с соплами для подвода пара и воды. В данном устройстве первого контура выходы тепловыделяющих сборок активной зоны для теплоносителя подключены к входу сепаратора пароводяной смеси, выход для воды сепаратора подключен к входу парогенератора, а выход для пара сепаратора подключен к соплу для подвода пара струйного насоса, выход парогенератора подключен к соплу для подвода воды струйного насоса и к входу в межканальное пространство активной зоны, выходной патрубок струйного насоса подключен к входам для активной среды водо-водяных инжекторов, выход межканального пространства активной зоны подключен к входам для пассивной среды водо-водяных инжекторов, выходные патрубки которых подключены к входам в тепловыделяющие сборки активной зоны. Инжекторы выполнены с разными по объему камерами смешения.
Теплоносителем является вода, однако, на выходе активной зоны теплоносителем становится пароводяная смесь.
Предлагаемое техническое решение устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки обеспечивает подачу в межканальное пространство активной зоны теплоносителя - воды более низкой температуры, обеспечивает регулирование объема подачи теплоносителя на входе тепловыделяющих сборок в зависимости от их удаленности от центра активной зоны и улучшает теплообмен в тепловыделяющих сборках за счет дополнительной турбулезации потока водо-водяными инжекторами, установленными на их входе.
В двухконтурной ядерной энергетической установке с водо-водяной кипящей активной зоной часть теплоносителя отбирается за парогенератором и направляется в межканальное пространство активной зоны, а затем поступает на водо-водяные инжекторы, установленные на входах в тепловыделяющие сборки. Эта часть теплоносителя для водо-водяных инжекторов является пассивной средой, активной же средой является теплоноситель, поступающий от струйного насоса.
На фигуре 1 представлена схема устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки.
Устройство первого контура содержит активную зону 1, включающую тепловыделяющие сборки 2 и межканальное пространство 3, со входами 4 и 5 для теплоносителя и водо-водяные инжекторы 6, с соплами для подвода активной среды 7, соплами для подвода пассивной среды 8, камерами смешения 9 и выходными патрубками 10, а также сепаратор пароводяной смеси 11, парогенератор 12 и струйный насос 13.
Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки работает следующим образом. Теплоноситель проходит тепловыделяющие сборки 2 нагревается до насыщения и частично испаряется. Выходящая из активной зоны 1 двухфазная пароводяная смесь направляется на сепаратор 11, в котором разделяется на насыщенный пар и насыщенную воду. Пар из сепаратора 11 направляется на струйный насос 13, а вода из сепаратора 11 проходит парогенератор 12 охлаждается и с некоторым недогревом до насыщении поступает на струйный насос 13 и через вход 4 в межканальное пространство 3 активной зоны 1. В струйном насосе 13 пар и вода смешиваются, разгоняются, пар конденсируется и получившийся однофазный поток тормозится в диффузоре струйного насоса, далее вода поступает через вход 5 активной зоны 1 на сопла для подвода активной среды 7 водо-водяных инжекторов 6. Вода из межканального пространства 3 подводится через сопла для подвода пассивной среды 8. В водо-водяных инжекторах 6 вода из межканального пространства 3 и вода из струйного насоса 13 смешиваются и затем по выходным патрубкам 10 теплоноситель поступает на тепловыделяющие сборки 2, где тормозится в диффузорной части тепловыделяющих сборок. Соотношение расходов теплоносителя определяется объемом камер смешения 9, то есть их размерами - диаметром и высотой.