RU2050022C1 - Equipment for capture and emergency cooling of melt of active zone of nuclear reactor - Google Patents
Equipment for capture and emergency cooling of melt of active zone of nuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050022C1 RU2050022C1 SU884469356A SU4469356A RU2050022C1 RU 2050022 C1 RU2050022 C1 RU 2050022C1 SU 884469356 A SU884469356 A SU 884469356A SU 4469356 A SU4469356 A SU 4469356A RU 2050022 C1 RU2050022 C1 RU 2050022C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- sectors
- melt
- heat
- grating
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000011257 shell material Substances 0.000 claims 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 27
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к устройствам, обеспечивающим безопасность ядерной энергетической установки, при авариях, приводящих к плавлению топлива и материалов активной зоны. The invention relates to nuclear energy, in particular to devices that ensure the safety of a nuclear power plant in case of accidents leading to the melting of fuel and core materials.
Известно устройство для удержания расплавленных материалов, представляющее собой изолированную шахту, внутри которой находятся приспособления для удержания падающих деталей после расплавления активной зоны. A device for holding molten materials is known, which is an isolated shaft, inside of which there are devices for holding falling parts after molten core.
Под шахтой сооружен улавливатель для приема расплавленных материалов, прошедших сквозь шахту. Этот улавливатель имеет замкнутую водяную рубашку с верхним и нижним трубопроводами и внутреннюю теплопроводящую облицовку. A catcher was built under the shaft to receive molten materials that passed through the shaft. This trap has a closed water jacket with upper and lower pipelines and an internal heat-conducting lining.
К недостаткам этого устройства следует отнести неравномерность распределения расплава по всему объему ловушки, большие габариты. The disadvantages of this device include the uneven distribution of the melt throughout the volume of the trap, large dimensions.
Целью изобретения является устранение этих недостатков. The aim of the invention is to eliminate these disadvantages.
На фиг.1 показан общий вид устройства, разрез; на фиг.2 общий вид решетки-ванны. Figure 1 shows a General view of the device, a section; figure 2 General view of the lattice bath.
Устройство (ловушка) для улавливания и аварийного охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора состоит из корпуса 1 ловушки, выполненного из жаростойкого материала и размещенного под корпусом реактора 2 в бетонной шахте 3. Между стенками корпуса 1 ловушки и бетонной шахты 3 коаксиально установлен экран 4 из жаростойкого материала с отверстиями 5 в нижней части, который со стенкой бетонной шахты 3 образует кольцевой опускной канал 6, соединенный с емкостью охлаждающей воды, а с наружной стенкой ловушки подъемный кольцевой канал 7 для охлаждающей воды и подъемный кольцевой канал 8 для пара (газа), соединенные через отверстия в корпусе 1 ловушки с внутренним объемом ловушки. Внутри корпуса 1 ловушки, по центру установлен вертикальный коллектор 9 из жаростойкого материала, состоящий из наружного 10 и внутреннего 11 вертикальных коллекторов, соединенный через систему труб 12, расположенных в днище ловушки, с емкостью охлаждающей воды. В верхней части корпуса 1 ловушки закреплены решетка-ферма 13 из жаростойкого материала, выравнивающие решетки 14 с легкоплавкими вставками и выравнивающая решетка 15 с открытыми отверстиями, изготовленные из жаростойкого материала. По окружности корпуса 1 ловушки расположены отверстия 16 для выхода пара (газа). В нижней части корпуса 1 ловушки укреплены решетки-ванны 17 из жаростойкого материала, соединенные по охлаждающей воде через отверстия 18 в стенке корпуса 1 ловушки с подъемным кольцевым каналом 7, а через отверстия 19 с вертикальными коллекторами 10. Нижняя решетка-ванна опирается на опорный каркас 20, состоящий из радиальных и кольцевых ребер 21. В нижней части корпуса 1 ловушки расположены отверстия 22. Сверху корпус 1 ловушки герметично закрыт тонкой металлической крышкой 23, отделяющей объем ловушки от объема бетонной шахты 3. A device (trap) for trapping and emergency cooling of the core melt of a nuclear reactor consists of a
Решетка-ванна состоит из секторов-ванн с засыпным слоем и секторов-ванн без засыпного слоя с отверстиями в днищах. Каждая последующая решетка-ванна относительно предыдущей повернута на угол, равный углу сектора-ванны. Подвод охлаждающей воды в центре к сектору-ванне с засыпным слоем осуществляется от вертикального коллектора, а подвод по периферии от подъемного кольцевого канала. The lattice bath consists of sectors-baths with a backfill layer and sectors-baths without a backfill layer with holes in the bottoms. Each subsequent grate-bath relative to the previous one is rotated by an angle equal to the angle of the sector-bath. The supply of cooling water in the center to the bath sector with a backfill layer is carried out from the vertical collector, and the supply along the periphery from the lifting ring channel.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Расплав, образовавшийся в результате аварии при расплавлении топлива и конструкционных материалов активной зоны, проплавляет корпус реактора 2 и истекает вниз, на крышку 23 корпуса 1 ловушки. Проплавив крышку 23, расплав попадает на решетку-ферму 13, поперечные сечения элементов которой имеют трапецеидальную форму. Элементы имеют наклоны к центру и периферии. Решетка-ферма 13 служит для понижения кинетической энергии расплава, его первоначального распределения по сечению ловушки и улавливания отдельных частей активной зоны и внутрикорпусных устройств реактора после истечения расплава. Далее расплав попадает на первую выравнивающую решетку 14 с легкоплавкими вставками, растекается по ее поверхности, скапливается. После плавления вставок истекает на вторую выравнивающую решетку, где вновь происходит выравнивание расплава по поверхности решетки. Затем расплав попадает на выравнивающую решетку 15 с открытыми отверстиями, которые смещены относительно отверстий во второй выравнивающей решетке 14. The melt formed as a result of the accident during the melting of fuel and structural materials of the core melts the
На выравнивающей решетке 15 происходит окончательное распределение расплава по поперечному сечению ловушки. В процессе движения расплава его поверхность увеличивается, что способствует интенсивному выходу растворенного газа, а вместе с ним тепла (до ≈ 20%). Выделяющийся газ и вытесняемый расплавом воздух через открывшиеся отверстия в выравнивающих решетках 14 и отверстия 16 в стенке корпуса 1 ловушки выходят в верхнюю часть ловушки, а затем в объем бетонной шахты 3. Далее расплав в виде струй падает вниз. Определенная часть его улавливается секторами-ваннами с засыпным слоем первой решетки-ванны 17 и интенсивно охлаждается, испаряя воду. Оставшаяся часть расплава попадает в воду, уровень которой расположен между выравнивающей решеткой 15 и решеткой-ванной 17 и поддерживается подачей охлаждающей воды из емкостей через отверстия 22 в корпусе 1 ловушки. Испаряя воду и охлаждаясь, расплав проходит через отверстия в днищах секторов-ванн без засыпного слоя (фиг. 2) и попадает во вторую, третью и т.д. решетки-ванны, где вновь определенная часть расплава улавливается. И, наконец, оставшаяся часть расплава улавливается нижней решеткой-ванной. Охлаждение распределенного по объему ловушки расплава активной зоны происходит за счет испарения воды, находящейся в объеме ловушки и подводимой под засыпной слой секторов-ванн от вертикального коллектора и подъемного кольцевого периферийного канала. Наличие вертикального коллектора 9 и подъемного канала 7 позволяет осуществлять различные схемы подвода охлаждающей воды от емкостей к секторам-ваннам. On the leveling grating 15, the final distribution of the melt over the cross section of the trap occurs. During the movement of the melt, its surface increases, which contributes to the intensive release of dissolved gas, and with it heat (up to ≈ 20%). The evolved gas and the air displaced by the melt through the openings in the leveling grids 14 and the
Работа ловушки по варианту изобретения аналогична вышеприведенному описанию и отличается только работой выравнивающих решеток. Расплав, попав на первую выравнивающую решетку 14 с легкоплавкими вставками разной высоты, растекается по ее поверхности и скапливается. Так как время плавления вставок различное, то истечение расплава на вторую выравнивающую решетку начнется раньше, чем при наличии легкоплавких вставок одинаковой высоты, что позволяет снизить нагрузки на выравнивающую решетку. Для случая, когда время истечения расплава из корпуса реактора 2 значительно меньше времени плавления легкоплавких вставок, расплав начнет истекать через переливные отверстия на вторую выравнивающую решетку, а после плавления вставок начнется истечение через отверстия. The operation of the trap according to an embodiment of the invention is similar to the above description and differs only in the operation of leveling gratings. The melt, having fallen on the first leveling grating 14 with fusible inserts of different heights, spreads over its surface and accumulates. Since the melting time of the inserts is different, the outflow of the melt to the second leveling grate will begin earlier than in the presence of fusible inserts of the same height, which reduces the load on the leveling grating. For the case when the melt flow out time from the
Работа ловушки по второму варианту изобретения аналогична вышеприведенному описанию и отличается только тем, что расплав, начиная со второй решетки-ванны 17, улавливается секторами-ваннами, объем и поверхность которых увеличены. Это приводит к уменьшению высоты расплава в засыпном слое, увеличению поверхности и интенсивности теплообмена, надежности охлаждения. Нижняя решетка-ванна может уловить, при необходимости, весь объем расплава активной зоны реактора. The operation of the trap according to the second embodiment of the invention is similar to the above description and differs only in that the melt, starting from the
Работа ловушки по третьему варианту изобретения. Для данного случая характерно то, что вода в корпусе 1 ловушки в режиме ожидания отсутствует. Расплав в виде отдельных струй после выравнивающей решетки 15 падает вниз в воздушной среде. Затем расплав последовательно попадает на металлические крышки корытообразной формы секторов-ванн, первой, второй и т.д. решеток-ванн, проплавляет их, растекается по поверхности и охлаждается, испаряя воду, поступающую в секторы-ванны из емкости, установленной выше уровня первой решетки-ванны. Так как в корпусе 1 ловушки отсутствует свободный объем воды, то взаимодействие падающих струй расплава с водой не происходит, т.е. отсутствует паровой взрыв. Взаимодействие расплава с водой происходит в секторах-ваннах после проплавления крышек, но свободный объем воды в них мал, а следовательно, незначительным будет и паровой взрыв. The operation of the trap according to the third embodiment of the invention. For this case, it is characteristic that there is no water in the
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884469356A RU2050022C1 (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Equipment for capture and emergency cooling of melt of active zone of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884469356A RU2050022C1 (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Equipment for capture and emergency cooling of melt of active zone of nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2050022C1 true RU2050022C1 (en) | 1995-12-10 |
Family
ID=21393523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884469356A RU2050022C1 (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Equipment for capture and emergency cooling of melt of active zone of nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2050022C1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119200C1 (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-20 | ОКБ "Гидропресс" | Device for preventing penetration of nuclear reactor core melt into soil |
| RU2163037C1 (en) * | 1999-06-03 | 2001-02-10 | Центр комплексного развития технологии энерготехнологических систем "Кортэс" | Device for catching molten materials from nuclear reactor |
| RU2165107C2 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-10 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ | Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant |
| RU2165108C2 (en) * | 1999-06-15 | 2001-04-10 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ | Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant |
| RU2165106C2 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-10 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект" | Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant |
| RU2165652C2 (en) * | 1999-06-29 | 2001-04-20 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект" | Shielding system for water-moderated reactor unit containment |
| RU2175152C2 (en) * | 1999-10-26 | 2001-10-20 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Method and device for confinement of nuclear- reactor molten core |
| RU2187851C2 (en) * | 2000-08-08 | 2002-08-20 | Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" | Disrupted core catching device |
| RU2696612C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-08-05 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Melt localization device |
-
1988
- 1988-07-26 RU SU884469356A patent/RU2050022C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 4442065, кл. 376-280, 1984. * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119200C1 (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-20 | ОКБ "Гидропресс" | Device for preventing penetration of nuclear reactor core melt into soil |
| RU2165107C2 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-10 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ | Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant |
| RU2165106C2 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-10 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект" | Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant |
| RU2163037C1 (en) * | 1999-06-03 | 2001-02-10 | Центр комплексного развития технологии энерготехнологических систем "Кортэс" | Device for catching molten materials from nuclear reactor |
| RU2165108C2 (en) * | 1999-06-15 | 2001-04-10 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ | Protective system of protective shell of water-cooled reactor plant |
| RU2165652C2 (en) * | 1999-06-29 | 2001-04-20 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Атомэнергопроект" | Shielding system for water-moderated reactor unit containment |
| RU2175152C2 (en) * | 1999-10-26 | 2001-10-20 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Method and device for confinement of nuclear- reactor molten core |
| RU2187851C2 (en) * | 2000-08-08 | 2002-08-20 | Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" | Disrupted core catching device |
| RU2696612C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-08-05 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Melt localization device |
| WO2020139160A3 (en) * | 2018-12-26 | 2020-08-20 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Melt confinement device |
| CN113039615A (en) * | 2018-12-26 | 2021-06-25 | 原子能设计股份公司 | Melt localizing device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5263066A (en) | Nuclear reactor equipped with a core catcher | |
| US5307390A (en) | Corium protection assembly | |
| RU2163402C2 (en) | Device and method for entrapping and cooling down core melt | |
| RU2050022C1 (en) | Equipment for capture and emergency cooling of melt of active zone of nuclear reactor | |
| US5315625A (en) | Method for protecting the base of the reactor container in nuclear power plants, and a device for implementing the method | |
| US5659589A (en) | Device for collecting and cooling reactor-meltdown products | |
| JPH06503885A (en) | Nuclear reactor equipment, its core containment, and emergency cooling methods for nuclear reactor equipment | |
| JPS6039998B2 (en) | Core molten material capture device | |
| US4701298A (en) | Low capacity nuclear reactor placed underground in the cavity of a cylindrical pressure vessel | |
| JP4761592B2 (en) | Water reactor with a built-in core recovery unit that operates during accidental core melting | |
| US10629314B2 (en) | Nuclear power plant containment cooling system and spray flow control method therefor | |
| US4032399A (en) | Integrated fast reactor of the liquid metal cooled type | |
| ES2393481T3 (en) | Cooling of the molten core collector | |
| JPH05134076A (en) | Apparatus for recovering and cooling core of atomic reactor in core melted state | |
| KR100458741B1 (en) | Passive emergency hydrogen mitigation system for water-cooled nuclear reactors | |
| KR100677735B1 (en) | Male reactor with integral receiver | |
| US5345482A (en) | Passive containment cooling water distribution device | |
| GB2030347A (en) | Nuclear Reactor Containment | |
| RU2063071C1 (en) | Emergency core-disruptive cooling system for nuclear power reactor | |
| US4826652A (en) | Low capacity nuclear reactor housed underground in the cavity of a cylindrical pressure vessel | |
| CN109102906B (en) | Reactor core catcher system based on built-in refueling water tank | |
| CN105551537B (en) | Reactor core melt catcher capable of being forcedly spread in layered mode | |
| US5192494A (en) | Arrangement for protecting reactor containment integrity | |
| RU2398294C1 (en) | Device to confine nuclear reactor core melt | |
| RU2165652C2 (en) | Shielding system for water-moderated reactor unit containment |