Ядерная энергетическая установка с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем с конфузором и перфорированным кронштейном на входе в главный циркуляционный насос
NUCLEAR POWER PLANT WITH A HEAVY LIQUID METAL COOLANT WITH A CONFUSER AND A PERFORATED BRACKET AT THE INLET TO THE MAIN CIRCULATION PUMP

Решение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением.
Известна ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и систему защитного газа (Патент на изобретение Патент №2313143С1 от 20.12.2007,G21C, 9/00, 15/00).
Недостатком данного технического решения применительно к ядерным энергетическим установкам со свинцовым теплоносителем или его сплавами является отсутствие оптимизации потока теплоносителя на входе в главный циркуляционный насос, возможность образования вихрей, что может привести к отклонению режима работы насоса от режима нормальной эксплуатации, возможность поступления на всас главного циркуляционного насоса крупнодисперсных частиц оксидов теплоносителя в твёрдой фазе, что может привести к забиванию каналов гидростатического подшипника и преждевременному износу и разрушению элементов конструкции проточной части главного циркуляционного насоса. Такое техническое решение ухудшает показатели износостойкости главного циркуляционного насоса и снижает показатели безопасности установки в целом.
Задачи, решаемые изобретением – совершенствование конструкции ядерной энергетической установки, повышение ее безопасности и экономичности.
Технический результат – оптимизация потока тяжёлого жидкометаллического теплоносителя на входе в главный циркуляционный насос, механическая фильтрация теплоносителя, исключающая возможность попадания на всас главного циркуляционного насоса крупнодисперсных частиц, ускорение удаления водяных паров из газовой полости возле камеры подвода теплоносителя к главному циркуляционному насосу.
Технический результат достигается тем, что в ядерной энергетической установке, содержащей реактор с жидкометаллическим свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции и системой защитного газа, камера подвода теплоносителя к главному циркуляционному насосу выполняется в виде конфузора с размещенным в нем вертикальным перфорированным кронштейном, а газовая полость камеры сообщается с конденсатором водяного пара в газовой системе
На фиг.1 представлена схема реакторной установки в разрезе по парогенератору и насосу; Под крышкой реактора 1 содержится жидкометаллический свинцовый теплоноситель или его сплавы, под свободным уровнем 2, выемная часть осевого насоса, погруженного в теплоноситель, состоит из перфорированного кронштейна 3, вала насоса 4, гидростатического подшипника, 5 рабочего колеса осевого типа 6, выправляющего аппарата 7, под свободным уровнем теплоносителя 2 находятся трубки горизонтального парогенератора 8, после омывания которых, теплоноситель попадает в камеру подвода выполненную в виде конфузора 9. Сквозь отверстия 10 в перфорированном кронштейне 3 теплоноситель попадает на всас рабочего колеса осевого типа 6. Над свободным уровнем теплоносителя 2 находится газовый оббьем контура 11 сообщенный с системой конденсаторов с помощью патрубка 12.
Работа ядерной энергетической установки осуществляется следующим образом. С помощью рабочего колеса осевого типа 6 организуется циркуляция теплоносителя по первому контуру реакторной установки. После омывания трубок горизонтального парогенератора 8, теплоноситель попадает в камеру подвода выполненную в виде конфузора 9. Сквозь отверстия 10 в перфорированном кронштейне 3 теплоноситель попадает на всас рабочего колеса осевого типа 6. Для эффективного вывода водяного пара из газового объема 11, газовый объем 11 сообщается с системой конденсаторов с помощью патрубка 12.
При образовании вихрей на входе в камеру подвода применение предлагаемого технического решение позволит оптимизировать поток теплоносителя перед его поступлением на всас главного циркуляционного насоса, что позволит использовать насос в рамках режимов нормальной эксплуатации, что способствует повышению общей эффективности работы насоса и продлению срока его эксплуатации. Сообщение газового объема контура с системой конденсаторов рядом с главным циркуляционным насосом позволяет удалить из газового объема водяной пар, исключая его попадание на всас главного циркуляционного насоса в составе двухкомпонентного потока. Применение предполагаемого технического решения позволяет повысить показатели надежности и долговечности работы энергетической установки.