УСТРОЙСТВО ПЕРВОГО КОНТУРА ДВУХКОНТУРНОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к устройству первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной, а именно к обеспечению охлаждения межкассетного пространства путем рециркуляции через него теплоносителя с помощью водо-водяного струйного инжектора.
Известен первый контур двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной по патенту RU 2342717 С1 опубл. 27.12.2008, включающий активную зону, парогенератор, сепаратор пароводяной смеси и в качестве средства циркуляции теплоносителя струйный насос, а также водо-водяной инжектор в качестве средства циркуляции теплоносителя через межкассетное пространство активной зоны. В таком устройстве часть теплоносителя после парогенератора проходит межкассетное пространство активной зоны прежде чем поступить на вход водо-водяного инжектора для перекачиваемого теплоносителя.
Наиболее близким решением проблемы охлаждения межкассетного пространства активной зоны является патент на полезную модель RU 111708 U1 опубл. 20.12.2011., в которой водо-водяной инжектор установлен в активной зоне на входе каждой тепловыделяющей кассеты в соответствии с их количеством, 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 каждого водо-водяного инжектора, входы для пассивной среды у которых соединены с выходом межканального пространства активной зоны, выходные патрубки водо-водяных инжекторов подключены к входам соответствующих тепловыделяющих кассет. Недостатком такого устройства является направление тока теплоносителя через межкассетное пространство сверху вниз, что приводит к образованию зон упаривания в межкассетном пространстве на режимах частичной мощности и, как следствие, к нестабильной работе реактора.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение надежности и стабильности (устойчивости) работы двухконтурной ядерной энергетической установки. Указанный технический результат достигается путем организации принудительного движения теплоносителя через межкассетное пространство, а также исключения образования зон упаривания в межкассетном пространстве за счет движения теплоносителя снизу вверх в межкассетном пространстве.
Для достижения данного технического результата предлагаемое устройство первого контура включает сепаратор пароводяной смеси, парогенератор, струйный насос и водо-водяной инжектор с соплами для подвода активной и пассивной сред и камерой смешения, а также водо-водяную кипящую активную зону с несущей обечайкой, тепловыделяющими кассетами, межкассетным пространством и нижней плитой. Водо-водяная кипящая активная зона снабжена боковым и нижним экранами тепловой защиты. На нижней плите активной зоны выполнена фаска. Сопло для подвода пассивной среды водо-водяного инжектора образовано коническим кольцом, установленным в нижней части бокового экрана тепловой защиты и упомянутой фаской нижней плиты активной зоны. Сопло для подвода активной среды водо-водяного инжектора образовано упомянутым коническим кольцом и нижним экраном тепловой защиты. Камера смешения водо-водяного инжектора образована нижней плитой активной зоны и нижним экраном тепловой защиты. Камера смешения подключена непосредственно ко входам межкассетного пространства и входам тепловыделяющих кассет. Выход из межкассетного пространства выполнен в виде отверстий в верхней части несущей обечайки и подключен к соплу для подвода пассивной среды водо-водяного инжектора посредством рабочего канала, который образован боковым экраном тепловой защиты и несущей обечайкой активной зоны.
На Фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки.
Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки содержит (Фиг.1) водо-водяную кипящую активную зону 15, непроницаемую перегородку 1, несущую обечайку 2 с выполненными в ее верхней части отверстиями 12, нижнюю плиту активной зоны 4 с выполненными в ней отверстиями 6, тепловыделяющие кассеты 7 и межкассетное пространство 13. Водо-водяная активная зона снабжена боковым 11 и нижним 5 экранами тепловой защиты. В нижней части боковой экран тепловой защиты 11 имеет приварное коническое кольцо 9. Бездиффузорный водо-водяной инжектор 19 содержит сопло 8 для подвода активной среды, сопло 10 для подвода пассивной среды и камеру смешения 18. Сопло 8 для подвода активной среды образовано коническим кольцом 9 и нижним экраном 5 тепловой защиты. Сопло 10 для подвода пассивной среды образовано коническим кольцом 9 и фаской, выполненной на нижней плите активной зоны. Камера смешения 18 образована нижней плитой активной зоны 4 и нижним экраном 5 тепловой защиты. Выход из межкассетного пространства 13, выполненный в виде отверстий 12, подключен к соплу 10 для подвода пассивной среды водо-водяного инжектора 19 посредством рабочего канала 3, выполненного в виде кольцевого пространства между несущей обечайкой 2 и боковым экраном 11 тепловой защиты. Выход водо-водяной кипящей активной зоны 15 подключен к сепаратору пароводяной смеси 17, водяной выход которого подключен к входу парогенератора 16, а паровой выход подключен к соплу для подвода пара струйного насоса 14. Выход парогенератора 16 подключен к соплу для подвода воды струйного насоса 14. Выход струйного насоса 14 подключен к соплу 8 для подвода активной среды водо-водяного инжектора 19.
Устройство первого контура работает следующим образом. Недогретый до насыщения теплоноситель первого контура из камеры смешения 18 частично поступает в тепловыделяющие кассеты 7, где нагревается до насыщения и частично испаряется. Другая часть теплоносителя из камеры смешения 18 направляется в межкассетное пространство 13, обеспечивая более устойчивую работу активной зоны. Выходящая из тепловыделяющих кассет 7 двухфазная пароводяная смесь направляется в сепаратор 17, в котором разделяется на насыщенный пар и насыщенную воду. Пар из сепаратора 17 направляется на сопло для подвода пара струйного насоса 14. Вода из сепаратора 17 проходит через парогенератор 16, охлаждается и с некоторым недогревом до насыщения направляется на сопло для подвода воды струйного насоса 14. В струйном насосе 14 пар и вода смешиваются, разгоняются, пар конденсируется и получившийся однофазный поток тормозится в диффузоре струйного насоса, при этом давление повышается. С выхода струйного насоса 14 вода поступает на сопло 8 для подвода активной среды (разгоняющего потока) упомянутого водо-водяного инжектора 19. На сопло 10 для подвода пассивной среды (перекачиваемого теплоносителя) водо-водяного инжектора 19 поступает другая часть теплоносителя из камеры смешения 18, предварительно прошедшая через межкассетное пространство 13. Из камеры смешения 18 вода снова поступает в тепловыделяющие кассеты 7 и межкассетное пространство 13.