УСТРОЙСТВО ПЕРВОГО КОНТУРА ДВУХКОНТУРНОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к устройствам первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной. А именно, к устройствам, обеспечивающих движение теплоносителя в первом контуре с помощью струйных насосов.
Известны устройства для осуществления циркуляции теплоносителя в замкнутых контурах, например, по патенту RU 2116522 «Струйный насос», F04F 5/14, опубликованный 27.07.1998, который содержит устройство для подвода пассивной среды, сопло для подвода активной среды и расположенные соосно с ним камеру смешения и диффузор.
Наиболее близким техническим решением является устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной по патенту RU 2342717 «Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки», G21C 15/25, опубликованный 28.12.2008, в котором движение теплоносителя в первом контуре обеспечивается с помощью струйных насосов. Устройство первого контура содержит активную зону, сепаратор пароводяной смеси, парогенератор и в качестве средства циркуляции теплоносителя струйный насос, имеющий сопло для подвода пара, сопло для подвода воды, диффузор и выходной патрубок, и водо-водяной инжектор, имеющий сопло для разгоняющего потока, вход для перекачиваемого теплоносителя и выход. Выход активной зоны для теплоносителя подключен к входу сепаратора, водяной выход сепаратора подключен к входу парогенератора, а паровой выход сепаратора подключен к соплу для подвода пара струйного насоса. Выход парогенератора подключен к соплу для подвода воды струйного насоса и к входу для перекачиваемого теплоносителя водо-водяного инжектора. Выход водо-водяного инжектора подключен к входу активной зоны. Выходной патрубок струйного насоса подключен к соплу для разгоняющего потока водо-водяного инжектора.
Недостатком такого устройства являются большие гидравлические потери, сопровождающие почти полное торможение потока в диффузоре струйного насоса, а затем вторичный разгон потока в сопле для разгоняющего потока водо-водяного инжектора - около 16% динамического напора потока на входе в диффузор струйного насоса.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение гидравлических потерь в струйных насосах.
Для достижения данного технического результата предлагаемое устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки с водо-водяной кипящей активной зоной включает активную зону, сепаратор, парогенератор, струйный насос и водо-водяной инжектор. Струйный насос содержит сопло для подвода пара, сопло для подвода воды и камеру смешения, а водо-водяной инжектор содержит канал для разгоняющего потока (КРП), вход для перекачиваемого теплоносителя и выход. При этом выход активной зоны для теплоносителя подключен к входу сепаратора, водяной выход сепаратора подключен к входу парогенератора, а паровой выход сепаратора подключен к соплу для подвода пара струйного насоса. Выход парогенератора подключен к соплу для подвода воды струйного насоса и к входу для перекачиваемого теплоносителя водо-водяного инжектора, а выход водо-водяного инжектора подключен к входу активной зоны. Согласно полезной модели, канал для разгоняющего потока выполнен расходящимся и непосредственно соединен с камерой смешения струйного насоса.
Указанный технический результат достигается за счет использования в предлагаемом устройстве водо-водяного инжектора, содержащего на входе расширяющийся КРП, который непосредственно соединен с камерой смешения струйного насоса. В заявляемой полезной модели пар и вода разгоняются соответственно в сопле для подвода пара и сопле для подвода воды струйного насоса. В камере смешения струйного насоса пар и вода смешиваются и в виде гомогенной двухфазной смеси двигаются далее по камере смешения. На выходе из камеры смешения располагается скачок конденсации, в котором пар конденсируется и резко повышается статическое давление. Однофазный поток поступает в КРП, где происходит торможение воды с соответствующим повышением статического давления. Однако вода тормозится не полностью, а только до скорости разгоняющего потока водо-водяного инжектора. Таким образом, исчезают потери, связанные с полным торможением воды в диффузоре струйного насоса и потери на вторичный разгон воды в сопле водо-водяного инжектора.
На Фиг.1 представлено заявляемое устройство первого контура. Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки включает активную зону 1, сепаратор 2, парогенератор 3, струйный насос 4, имеющий сопло 5 для подвода пара, сопло 6 для подвода воды и камеру смешения 7, и водо-водяной инжектор 10, имеющий канал 8 для разгоняющего потока, вход 9 для перекачиваемого теплоносителя, и выход 11. Выход активной зоны 1 подключен к входу сепаратора 2, водяной выход сепаратора 2 подключен к входу парогенератора 3, а паровой выход сепаратора 2 подключен к соплу 5 для подвода пара струйного насоса 4. Выход парогенератора 3 подключен к соплу 6 для подвода воды струйного насоса 4 и к входу 9 для перекачиваемого теплоносителя водо-водяного инжектора 10. Канал 8 для разгоняющего потока водо-водяного инжектора 10 соединен с камерой смешения 7 струйного насоса 4, а выход 11 водо-водяного инжектора 10 подключен к входу активной зоны 1.
Устройство первого контура работает следующим образом. Недогретый до насыщения теплоноситель первого контура поступает в активную зону 1, где нагревается до насыщения и частично испаряется. Выходящая из активной зоны 1 двухфазная пароводяная смесь направляется в сепаратор 2, в котором разделяется на насыщенный пар и насыщенную воду. Пар из сепаратора 2 направляется на сопло 5 для подвода пара струйного насоса 4. Вода из сепаратора 2 проходит через парогенератор 3, охлаждается и с некоторым недогревом до насыщения частично направляется на сопло 6 для подвода воды струйного насоса 4. В струйном насосе 4 пар и вода смешиваются, разгоняются, на выходе из камеры смешения 7 пар конденсируется, и получившийся однофазный поток направляется в канал 8 для разгоняющего потока водо-водяного инжектора 10. Так как канал 8 расходящийся, то поток в нем тормозится до скорости разгоняющего потока водо-водяного инжектора. Вода из парогенератора частично направляется на вход 9 для перекачиваемого теплоносителя водо-водяного инжектора 10, при этом давление и скорость потока повышаются. Далее вода снова поступает в активную зону 1.