Система ограничения последствий аварии на атомных электростанциях

 

(it1 537389

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.06.74 (21) 2026554/25 (51) М. Кл. - G 21С 13/10 с присоединением заяггки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Б|оллетень М 44

Дата опубликования описания 13.11.7б (53) УДК 621.039.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Букринский, Г. В. Мацкевич, Ю. В. Ржезников, А. Б. Сухов, В. П, Татарников, В. M. Беркович, Ю. Н. Ремжин, Л. Н. Слепнев, А. А. Свердлов, В. Г. Караи, Ю. П. Калошин, A. H. Красиков, Е, А. Бабенко, В. К. Бронников, Ю. В. Швыряев и Б. С. Ширев

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского и Всесоюзный государственный ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции проектный институт

«Теплоэлектропроект» (71) Заявители (54) СИСТЕМА ОГРАНИЧЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ

НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для улучшения систем ограничения последствий аварии при разрыве главного трубопровода циркуляционного контура атомной электростанции (АЭС) .

Известны системы ограничения последствий таких аварий, содержащие герметичное ограждение оборудования первого контура, снабженное запорно-отсечной арматурой выброса паровоздушной смеси за пределы аварийного помещения, устройством для конденсации пара, образующегося прп вскипаппп теплоносителя.

В таких системах расходная и геометрическая характеристики конденсацпонного устройства выбираются из условия конденсации пара в количестве, достаточном для снижения давления в аварийном помещении ниже атмосферного, начиная от момента, предшествующего началу разгерметизации оболочек топлива. До этого момента времени паровоздушная смесь, которая считается малоактпв ой, сбрасывается за пределы аварийного по3 с х ..„„. L

АНИЕ мещения, например в атмосферу, не конденсируясь.

Недостатком таких систем является зависимость эффективности защиты окружающей

5 среды от надежности работы других систем, обеспечивающих сохранность активной зоны реактора, например от системы охлаждения активной зоны реактора и системы контроля герметичности оболочек топлива. Если вследI0 ствие каких-либо неисправностей, в этих системах перед аварией с разрывом главного трубопровода первого контура в теплоносителе будет содержаться повышенное количество радиоактивных продуктов, т. е. паровоздуш15 ная смесь, выбрасываемая в начальный период аварии за пределы аварийного помещения, например в атмосферу, не будет малоактивной, то возникает опасность недопустимого загрязнения радиоактивными продуктами

20 окружающей среды.

Проектирование таких систем необходимо основывать на достаточно точных представлениях о действительном протекании аварийных процессов, что в настоящее время за537389 таких данных

25

60 труднено из-за недостатка и трудности их получения.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты окружающей среды от радиоактивных загрязнений.

Это достигается тем, что место выброса из канала соединено с герметичным помещением локализации давления и устройство для конденсации пара разделено на две независимые группы, первая пз которых расположена в канале в непосредственной близости от места выброса воздуха, а вторая †остальной части аварийного помещения, например в помещении оборудования первого контура; первая группа устройств для конденсации пара, расположенная у места выброса воздуха, содержит по меньшей мере один горизонтальный лоток, заполненный охлаждающей жидкостью и имеющий каналы для организации барботажа паровоздушной смеси через жидкость, а пространство над уровнем жидкости в лотке ограничено наклонным скатом, имеющим расширение в сторону места выброса; первая группа устройств для конденсации пара и герметичное помещение локализации давления разделены па одноименное число секций с таким же количеством мест выброса смеси, расположенных выше максимального уровня охлаждающей жидкости; помещение локализации давления расположено внутри канала для выброса паровоздушной смеси, а устройство для конденсации — в кольцевом зазоре между ними.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая система; на фиг. 2 — вариант системы с помещением локализации давления внутри канала.

Помещение 1 первого контура соединяется с каналом 2, в котором расположена разделенная на секции первая группа конденсационных устройств 3. Эта группа конденсационных устройств должна начать действовать с самого начала аварии, поэтому они должны быть пассивного, например барботажного, типа. Секции конденсационного устройства этой группы соединяются с примыкающими к каналу помещениями 4 локализации с помощью трубопроводов 5 с запорно-отсечной арматурой 6. Конденсационное устройство группы 3 имеет запас воды, рассчитанный на полную конденсацию пара, выделяющегося за время истечения теплоносителя из первого контура.

Конденсация пара, образующегося за счет остаточных тепловыделений в течение всего последующего периода аварии, обеспечивается с помощью другой конденсационной группы 7. Поскольку эта группа конденсационных устройств вводится в действие после вытеснения воздуха паром в помещение 4, они должны быть активного, например спринклерного, типа. Конденсационные устройства этой группы расположены частично в помещении оборудования первого контура и частично во входной части канала 2.

Для обеспечения циркуляции хладагента, охлаждения его и очистки от радиоактивных загрязнений в системе предусмотрены ионообменный фильтр 8, холодильник 9 и насос 10.

Конденсационные устройства группы 3 состоят из лотков 11 с каналами 12 для прохода паровоздушной смеси и организации барботажа. Каждый лоток 11 сверху закрыт кожухом 13 с наклонным скатом, имеющим расширение в сторону места выброса и образующим над уровнем охлаждающей жидкости камеру 14.

Устройства для конденсации пара обеспечивают также эффективную очистку воздуха от йода (J-131) и радиоактивных аэрозолей за счет контакта очищаемой среды с хладагентом.

На фиг. 2 показан вариант выполнения предлагаемой системы с расположением помещения 4 локализации давления внутри капала 2. Конденсационная группа 3 в этом случае размещена в кольцевом зазоре 15 между герметичным ограждением 1б и помешением 4 локализации.

Преимуществом такого варианта системы является почти полное отсутствие ограждения помещения локализации с повышенным давлением, смежного с окружающей средой.

При разрыве главного трубопровода первого контура теплоноситель вскипает, образуется пар, который заполняет помещение 1.

В этом помещении повышается давление, и паровоздушная смесь, образованная за счет перемешивания пара и воздуха, находящегося в помещении 1, поступает через канал 2 в конденсационное устройство 3, вытесняя находившийся в канале 2 воздух. Пар в конденсационном устройстве 3 конденсируется, а воздух проходит дальше, заполняя пространство камеры 14 конденсационного устройства

3. Из камеры 14 вследствие повышения давления воздух перетекает в помещения 4.

К концу процесса истечения теплоносителя из первого контура значительная часть воздуха (не меньше количества воздуха, заполнявшего канал 2) будет вытеснена в пространство камеры 14 и помещения 4.

В дальнейшем включается насос 10 и подается хладагент на конденсационное устройство 7; пар, заполняющий аварийное помещение 1 и канал 2 начинает конденсироваться, а давление в этих помещениях снижается и устанавливается разрежение. Одновременно с включением насоса 10 закрывается запорноотсечная арматура б, и воздух, заполнивший камеры 4, отсекается. Воздух, заполнивший пространство 14, частично перетекает обратно в канал 2 и помещение 1, несколько снижая разрежение в них. Однако соотношение объемов всех помещений и камер 4 выбирается таким образом, чтобы минимально возможное разрежение в аварийном помещении было не ниже определенной величины, зависящей от герметичности аварийного помеще537389 ния и величины «присосов» в него воздуха из окружающей среды. Необходимо так выбрать геометрические характеристики системы, чтобы разрежение в аварийном помещении сохранялось в течение 2 — 3 час. 3а это время с помощью рециркуляции хладагента через конденсационное устройство 7 и фильтр 8 из атмосферы аварийного помещения будет удалена основная часть радиоактивных загрязнений и таким образом, они не смогут быть выброшены в окружающую среду.

Формула изобретения

1. Система ограничения последствий аварии на атомных электростанциях при разрыве главного трубопровода первого контура, содержащая устройство для конденсации пара, образующегося при вскипании вытекающего из места разрыва теплоносителя, канал для направления паровоздушной смеси к месту выброса в начальный период развития аварии, составляющий часть аварийного помешения, и запорно-отсечную арматуру для герметизации аварийного помещения после выброса, отличающаяся тем, что, сцелью повышения эффективности защиты окружающей среды от радиоактивных загрязнений, место выброса из канала соединено с герметичным помещением локализации давления и устройство для конденсации пара разделено па две независимые группы, первая из которых расположена в канале в непосредственной близости от места выброса воздуха, а

5 вторая — в остальной части аварийного помещения, например в помещении оборудования первого контура.

2. Система по п. 1, отл и чаю ща я с я тем, что первая группа устройств для конденса10 ции пара, расположенная у места выброса воздуха, содержит по меньшей мере один горизонтальный лоток, заполненный охлаждающей жидкостью и имеющий каналы для организации барботажа паровоздушной сме15 си через жидкость, а пространство над уровнем жидкости в лотке ограничено наклонным скатом, имеюшим расширение в сторону места выброса, 3. Система по пп. 1 и 2, отл и ч а юща я ся

20 тем, что первая группа устройств для конденсации пара и герметичное помещение локализации давления разделены на одноименное число секций с таким же количеством мест выброса смеси, расположенных выше макси25 мального уровня охлаждающей жидкости.

4. Система по пп. 1, 2, 3, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что помещение локализации давления расположено внутри канала для выброса паровоздушной смеси, а устройство для кон30 денсации — в кольцевом зазоре между ними.

537389:

Составитель В. Мурогов

Техред Е. Петрова

Корректор О, Тюрин»

Редактор Н. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2485/20 Изд. М 1848 Тираж 575 Подписнсе

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5