Дезинтегратор-насос

 

Изобретение относится к технике отделения тритиевой воды и может быть использовано в системах циркуляции атомных электростанций с применением водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР) для выработки из обычной воды находящихся в ней тяжелой и сверхтяжелой воды для нужд термоядерной энергетики и перевода ВВЭР с обычной воды на тяжелую и сверхтяжелую воду. В дезинтеграторе-насосе, включающем корпус с патрубками входа и выхода, установленный по оси корпуса ротор с отверстиями на цилиндрической поверхности, последний взаимодействует через кольцевой канал с отверстиями корпуса. Между поверхностью корпуса и ротора дополнительно образована полость, изолированная от патрубков входа и выхода, сообщенная патрубком со сборником тяжелой и сверхтяжелой воды. Между указанной полостью и кольцевым каналом на цилиндрической поверхности ротора установлены перфорированные кольца. Оси отверстий в кольцах выполнены со смещением внутреннего кольца относительно последующих, при этом дезинтегратор-насос установлен байпасом к основному контуру главного циркуляционного насоса. Устройство позволяет устранить поглощение нейтронов кислородом и водородом обычной воды и перевести (ВВЭР) в дальнейшем на смесь тяжелой и сверхтяжелой воды без дополнительных затрат на расход горючего. 1 ил.

Изобретение относится к технике отделения тритиевой /Т₂О/ воды из первого контура циркуляции реактора водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР).

Известен дезинтегратор-насос, включающий корпус с патрубками входа и выхода, установленный по оси корпуса ротор с отверстиями на цилиндрической поверхности, взаимодействующими с отверстиями через кольцевой канал корпуса /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1993/, в котором отсутствуют условия для отделения тритиевой /Т₂О/ воды из контура циркуляции, что снижает эффективность его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности работы достигается тем, что отверстия корпуса выполнены в концентричных перфорированных кольцах, причем отверстия последующих колец смещены относительно осей отверстий предыдущих, причем последующее кольцо образует с корпусом полость, изолированную от патрубков входа и выхода, и сообщено патрубком со сборником тритиевой /Т₂О/ воды.

Достижение цели изобретения приведено в описании работы дезинтегратора-насоса в первом контуре циркуляции ВВЭР, приведенном схематически на чертеже.

Дезинтегратор-насос включает корпус 1 с патрубками: 2 - входа, 3 - выхода, установленный по оси корпуса 1 ротор 4 с отверстиями 5 на цилиндрической поверхности, взаимодействующими через кольцевой канал 6 с отверстиями 7, выполненными в перфорированных кольцах 8, 9, 10, причем оси отверстий 7 предыдущего кольца 8 не совпадают с отверстиями 7 последующего кольца 9 и т. д., которое образует с корпусом 1 полость 11, изолированную от патрубков 2 и 3, сообщенную патрубком 12 со сборником 13 тритиевой воды. Дезинтегратор-насос установлен в байпасном контуре 14 к основному контуру 15, включающем ВВЭР 16, с главным циркуляционным насосом 17 и парогенератором 18.

В реакторе тритий образуется при тройном делении ядерного топлива, в результате реакции нейтронной активации лития и бора, растворенных в теплоносителе первого контура, а также активации дейтерия, содержащегося в теплоносителе в качестве примеси /до 0,015%/. Выход трития происходит за счет диффузии из негерметичных твэлов. Тритий существует в реакторе в виде тритиевой воды.

В составе обычной воды в основном циркуляционном контуре 15, создаваемом насосом 17, перемещается тритиевая вода. Часть воды через патрубок 2 отводят в корпус 1 дезинтегратора-насоса и она обрабатывается в кольцевом канале 6 между ротором 4 и перфорированным кольцом 8. При вращении ротора 4 происходит многократное опорожнение отверстий 5, под действием центробежной силы тяжелая /Д₂О/ и сверхтяжелая /Т₂О/ вода отделяются от легкой /H₂O/, так как плотность тяжелой на 10%, а плотность сверхтяжелой на 33% выше легкой и они проходят через отверстия 7 в кольцах 8, 9 и 10 в полость 11, вытесняя из нее легкую воду, а выходу тяжелой воды препятствует их повышенная вязкость. Вязкость тяжелой воды на 23% выше вязкости легкой, а вязкость сверхтяжелой воды еще существенно выше.

Выработка тяжелой и сверхтяжелой воды на реакторе ВВЭР создает обеспечение экспериментальных работ на термоядерных реакторах /ТЯР/ и накопление позволяет в дальнейшем перевести ВВЭР с обычной воды на смесь тяжелой и сверхтяжелой. Устранение поглощения нейтронов кислородом и водородом обычной воды и перевод на смесь тяжелой и сверхтяжелой воды на 20% повышает эксплуатационный ресурс твэлов, а соответственно сокращает расход горючего.

Формула изобретения

Дезинтегратор-насос, включающий корпус с патрубками входа и выхода, установленный по оси корпуса ротор с отверстиями на цилиндрической поверхности, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса, отличающийся тем, что между поверхностью корпуса и ротора дополнительно образована полость, изолированная от патрубков входа и выхода, сообщенная патрубком со сборником тяжелой и сверхтяжелой воды, причем между указанной полостью и кольцевым каналом на цилиндрической поверхности ротора установлены перфорированные кольца, а оси отверстий в кольцах выполнены со смещением внутреннего кольца относительно последующих, при этом дезинтегратор-насос установлен байпасом к основному контуру главного циркуляционного насоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1