Защита плато ядерного канального реактора

 

Сущность: защита плато ядерного канального реактора содержит блоки верхнего и нижнего плитных настилов, между которыми расположены фланцы. Блоки верхнего плитного настила соединены с фланцами. В фланцы встроены запорные элементы, выполненные с возможностью их фиксации под выступами, имеющимися на наружной поверхности тракта технологического канала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к защите ядерных канальных реакторов, и может быть использовано как при проектировании новых, так и для защиты действующих реакторов.

Конструкция защиты ядерных канальных реакторов выполнена с учетом возможности перегрузки топлива на мощности реактора. В результате этого на плато реактора используется легкая, съемная, автономная защита для каждого канала в отдельности, обеспечивающая оперативный доступ к каналам для выполнения операций по перегрузке топлива. Используемая защита не может обеспечивать высокую степень надежности и экологическую безопасность реактора в аварийных ситуациях, таких как разгерметизация канала, падение грузоподъемных устройств, кровли и пр. Например, на реакторе РБМК усилие, воздействующее со стороны теплоносителя на топливную сборку, в 30 раз превышает вес съемной защиты канала. Указанное означает, что в случае аварийной разгерметизации топливная сборка вместе со съемной защитой канала будет выброшена из реактора.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является защита плато реактора РБМК плитный настил, состоящий из набора блоков, опирающихся на верхние части трактов каналов. (Доллежаль Н.А. Емельянов И.Я. "Канальный ядерный энергетический реактор", М. Атомиздат, 19800 г. с. 55-57, 162-163). Блоки изготовлены из материала ЖБСЦК объемной массой 4 т/м³. Блоки расположены в 2 яруса и опираются на верхние части трактов технологических каналов имеющих фланцы в верхней части. Общая толщина защиты 82 см. Блоки верхнего яруса имеют размер в плане, соответствующий шагу технологической решетки реактора и устанавливаются над каждым технологическим каналом. Блоки нижнего яруса устанавливаются на группу смежных трактов технологических каналов. Блоки обеих ярусов съемные, крепления не имеют.

Недостатком наиболее близкого аналога является низкий уровень надежности защиты реактора в аварийных ситуациях. При авариях, связанных с разгерметизацией трактов технологических каналов, пароводянных коммуникаций, вместе с выбросом топливной сборки и теплоносителя из активной зоны может быть выброшена с трактов каналов и сама защита плато реактора плитный настил.

Задача, решаемая изобретением, заключается в образовании общего защитного барьера, исключающего выброс топливных сборок.

Сущность изобретения состоит в том, что в защите плато ядерного канального реактора, содержащей блоки верхнего и нижнего плитных настилов, охватывающих верхние части технологических каналов с пробками и фланцы, расположенные между блоками, каждый блок верхнего плитного настила скреплен с фланцем, а в фланец встроены подвижные упорные элементы с возможностью их фиксации под выступами, имеющимися на наружной поверхности тракта технологического канала. Кроме того, предлагается на блоках верхнего плитного настила установить амортизаторы.

При использовании верхних блоков плитного настила механической прочности достаточно, чтобы противостоять динамическому воздействию как со стороны реактора, так и извне: удар топливной сборки, давление теплоносителя, энергия падающих предметов и т.д. применение указанных плит не требуется. Предлагается конструкция защиты на основе применяемых в реакторах РБМК фланцев, которые используются для фиксации перегрузочной машины на тракте технологического канала для перегрузки топливных сборок, а также для восприятия крутящего момента при отворачивании-заворачивании герметизирующего устройства тракта технологического канала. Введение по предлагаемому техническому решению дополнительных элементов в конструкции фланца подвижных упоров с фиксаторами позволяет выполнить на основе фланцев запорные устройства, связывающие верхние блоки плитного настила с трактами технологических каналов, в результате чего нижние блоки плитного настила будут также ограничены в возможности перемещения в направлении по оси реактора. Размещение упоров со стороны нижнего торца выступов трактов технологических каналов не препятствует температурным изменениям их размеров. В результате связи верхних блоков плитного настила с трактами технологических каналов по предлагаемому техническому решению ограничивается возможность перемещения всего плитного настила в направлении по оси реактора.

На фиг. 1 показаны верх тракта технологического канала, запорное устройство и фрагмент плитного настила, разpезе; на фиг.2 -вид в плане тракта технологического канала с запорным устройством, разрез.

Защита содержит верхний блок 1, запорное устройство, состоящее из фланца (корпуса запорного устройства) 2, подвижных эксцентриковых упорных элементов 3 с осями 4 и хвостовиками 5 и винтов 6 фиксаторов положения упоров 3,фланец 2 установлен на тракт технологического канала 7 загерметизированного пробкой 8, выступы 9 размещают в пазах 10. Фланец 2 опирается на нижний блок 11. Нижние блоки 11 опираются на верхние части нескольких трактов технологических каналов 7. Крепление плит верхнего настила 12 к фланцу 2 через амортизаторы 13 осуществляется посредством болтов 14.

Защита работает следующим образом.

Фланец (корпус) 2 устанавливают на тракт технологического канала 7, совмещая пазы 10 с выступами 9. Поворотом оси 4 за хвостовик 5 на 180^o эксцентриковые упоры 3, вводятся в зону размещения выступов 9 тракта технологического канала 7. Положение упоров 3 стопорится поочередным ввертыванием винтов 6 резьбовых фиксаторов. Затем устанавливают верхний блок 1 с амортизатором 13 и крепят его болтами 14 к фланцу 2. При выполнении операций с технологическим каналом, например, перегрузка топливных сборок, болты 14 вывертывают из фланца 2 и верхний блок 1 с плитой верхнего настила 12 и амортизатором 13 удаляют с тракта технологического канала 7. Устанавливают перегрузочную машину, фиксируют ее положение наружными пазами 15 корпуса фланца 2 по штатной технологии и производят перегрузку топливной сборки. При необходимости демонтажа защиты, например для проведения ремонтных работ, выполняют вышеизложенные операции по съему верхнего блока 1, затем вывертывают винты 6 фиксаторов, поочередным поворотом осей 4 на 180^o выводят эксцентриковые упоры 3 из зоны размещения выступов 9 тракта технологического канала 7. В случае возникновения аварийной ситуации при работе реактора на мощности, связанной с разгерметизацией тракта технологического канала 7 по причине его разрыва выше фланца 2, либо в связи с отказом пробки 8, выбросу топливной сборки из активной зоны восприпятствует верхний блок 1, связанный запорным устройством с трактом технологического канала 7. В случае повреждений пароводяных коммуникаций реактора с интенсивным выбросом пара связь плитного настила по предлагаемому техническому решению с трактами технологических каналов 7 противодействует возможному перемещению верхних блоков 1 и нижних блоков 11 по трактам технологических каналов 7 и локализует выброс пара в реакторный зал.

В случае аварий в активной зоне реактора предложенная связь плитного настила с трактами технологических каналов окажет значительное противодействие.

Предложенное техническое решение позволяет без капитальных затрат на основе используемых конструкций с помощью защитных устройств и соединительных элементов связать защиту плато реактора с трактами технологических каналов, в результате чего образовать общий защитный барьер, исключающий возможность выброса топливных сборок и обезвоживание активной зоны реактора, а также возможность выброса плитного настила при авариях.

Использование изобретения позволит достигнуть качественно новый уровень надежности и экологической безопасности ядерных канальных реакторов.

Формула изобретения

1. Защита плато ядерного канального реактора, содержащая блоки верхнего и нижнего плитных настилов, охватывающие верхние части трактов технологических каналов с пробками, и фланцы, расположенные между блоками, отличающаяся тем, что каждый блок верхнего плитного настила скреплен с фланцем, а в фланец встроены подвижные упорные элементы с возможностью их фиксации под выступами, имеющимися на наружной поверхности тракта технологического канала.

2. Защита по п.1, отличающаяся тем, что на блоках верхнего плитного настила установлены амортизаторы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2