RU2189645C2 - Final element of nuclear-reactor control and protection system - Google Patents
Final element of nuclear-reactor control and protection system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189645C2 RU2189645C2 RU2000124623/06A RU2000124623A RU2189645C2 RU 2189645 C2 RU2189645 C2 RU 2189645C2 RU 2000124623/06 A RU2000124623/06 A RU 2000124623/06A RU 2000124623 A RU2000124623 A RU 2000124623A RU 2189645 C2 RU2189645 C2 RU 2189645C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- absorbers
- brackets
- peripheral
- sleeves
- central sleeve
- Prior art date
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к исполнительным органам систем управления и защиты (СУЗ) ядерных реакторов Предполагаемая область применения - канальные реакторы типа РБМК. Реализуемая функция - относительно медленное разнополярное изменение реактивности в режиме регулирования мощности реактора и быстрый ввод отрицательной реактивности при появлении сигнала на аварийный останов реактора. The invention relates to the executive bodies of control and protection systems (CPS) of nuclear reactors. The intended field of application is channel reactors of the RBMK type. The function being implemented is a relatively slow, bipolar change in reactivity in the reactor power control mode and a quick input of negative reactivity when a signal for an emergency shutdown of the reactor appears.
Известен исполнительный орган СУЗ /1/, содержащий в вертикально устанавливаемом сухом пенале многозвенный стержень-поглотитель нейтронов, перемещаемый по высоте при помощи гибкой тяги сервоприводом. Охлаждение пенала в канале СУЗ реактора осуществляется водой, протекающей через тонкий кольцевой зазор между внутренней поверхностью канала и внешней - пенала. Охлаждение стержня осуществляется главным образом за счет теплового излучения к внутренней поверхности стенок пенала, частично - за счет конвекции газовой среды (воздуха) в пенале и теплообмена через точки касания "стержень- пенал". Known executive body CPS / 1 /, containing in a vertically mounted dry case a multi-link neutron absorber rod that is moved in height using a flexible traction with a servo drive. The cooling of the canister in the channel of the reactor control system is carried out by water flowing through a thin annular gap between the inner surface of the canal and the outer - the canister. The cooling of the rod is carried out mainly due to thermal radiation to the inner surface of the walls of the pencil case, partly due to convection of the gaseous medium (air) in the pencil case and heat transfer through the points of contact of the “rod-pencil case”.
Достоинством такого исполнительного органа в сравнении с другими, размещаемыми непосредственно в каналах СУЗ и снабжаемыми специальными вытеснителями воды, является обеспечение минимума количества воды в пределах активной зоны реактора и, следовательно, минимума нежелательного ввода положительной реактивности при возможном обезвоживании контура охлаждения каналов СУЗ, а также относительно меньший вес перемещаемого стержня в связи с отсутствием в нем вытеснителя. The advantage of such an executive body in comparison with others located directly in the channels of the CPS and supplied with special water displacers is to ensure a minimum amount of water within the reactor core and, therefore, a minimum of undesirable input of positive reactivity with possible dehydration of the cooling circuit of the CPS channels, as well as relatively less weight of the moved rod due to the lack of a displacer in it.
Недостатком описанного исполнительного органа является весьма высокая вероятность заклинивания стержня-поглотителя в случае возможных искривлений канала СУЗ при аварии и необходимость использования высокотермоустойчивых материалов из-за слабого теплоотвода от все еще слишком массивного стержня-поглотителя. The disadvantage of the described executive body is the very high probability of jamming of the absorber rod in case of possible curvature of the CPS channel during an accident and the need to use highly heat-resistant materials due to poor heat removal from the still too massive absorber rod.
Исполнительный орган СУЗ /2/, принимаемый за прототип к изобретению, содержит в вертикально устанавливаемом сухом пенале периферийные гильзы с поглотителями нейтронов, центральную гильзу с аксиально перемещаемой подвеской, соединенной с гибкой тягой сервопривода, и проходящие через вертикальные прорези между периферийными и центральной гильзами кронштейны для связи подвески с поглотителями. The executive body CPS / 2 /, taken as a prototype for the invention, contains in a vertically mounted dry case a peripheral sleeve with neutron absorbers, a central sleeve with an axially movable suspension connected to a flexible servo drive, and brackets for passing through vertical slots between the peripheral and central sleeves communication suspension with absorbers.
Охлаждение элементов исполнительного органа-прототипа осуществляется аналогично описанному выше. Характерной особенностью конструкции является то, что поглотители нейтронов выполнены в виде шарнирно соединенных друг с другом цилиндрических звеньев, а элементы связи кронштейнов с поглотителями - в виде шарниров, соединенных с верхними звеньями поглотителей Аксиальное перемещение и удержание поглотителей в заданном положении осуществляется подвеской, соединенной гибкой тягой с сервоприводом. The cooling elements of the executive body of the prototype is carried out similarly as described above. A characteristic design feature is that the neutron absorbers are made in the form of cylindrical joints pivotally connected to each other, and the coupling elements of the brackets with the absorbers are made in the form of hinges connected to the upper absorbers links. The axial movement and holding of the absorbers in a given position is carried out by a suspension connected by a flexible rod with servo.
Отметим, что центральная гильза пенала исполнительного органа по источнику /2/ содержит еще так называемый вытеснитель-замедлитель, несколько повышающий эффективность поглотителей. Однако в других известных вариантах такого исполнительного органа вытеснитель-замедлитель (ввиду относительно малого влияния на эффективность поглотителей при существенном усложнении конструкции в целом) в центральную гильзу не устанавливается (см., например, /2/, Рис. 17а) и в дальнейшем изложении принимается отсутствующим. Note that the central sleeve of the pencil case of the executive body at the source / 2 / also contains the so-called displacer-moderator, which slightly increases the efficiency of the absorbers. However, in other known versions of such an executive body, a displacer-moderator (due to the relatively small effect on the efficiency of absorbers with a significant complication of the design as a whole) is not installed in the central sleeve (see, for example, / 2 /, Fig. 17a) and is accepted in the following statement absent.
К достоинствам исполнительного органа-прототипа в сравнении с аналогом можно отнести существенно меньший вес (массу) поглотителей при их высокой эффективности в отношении влияния на реактивность и снижение требований к термоустойчивости используемых материалов в связи с улучшением условий теплоотвода. The advantages of the prototype executive body in comparison with the analogue include significantly lower weight (mass) of absorbers with their high efficiency with respect to the effect on reactivity and lower requirements for thermal stability of the materials used in connection with the improvement of heat removal conditions.
Недостатком исполнительного органа-прототипа является то, что вероятность заклинивания поглотителей в гильзах в случае возможных искривлений канала СУЗ и пенала при аварии сохраняется приблизительно на том же, что и у аналога по /I/, уровне. The disadvantage of the executive body of the prototype is that the probability of jamming of absorbers in the sleeves in the event of possible curvature of the CPS channel and the canister during an accident remains at approximately the same level as that of the analogue in / I /.
Задачей изобретения является повышение надежности исполнительного органа-прототипа при вводе отрицательной реактивности для аварийной защиты (останова) реактора. The objective of the invention is to increase the reliability of the executive body of the prototype when entering negative reactivity for emergency protection (shutdown) of the reactor.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении повышенной проходимости поглотителей в активную зону в случае возможных искривлений канала СУЗ и пенала при аварии. The technical result achieved when using the invention is to provide increased patency of the absorbers in the active zone in case of possible curvature of the CPS channel and the canister in case of an accident.
Указанный технический результат достигается тем, что элементы связи кронштейнов подвески с поглотителями выполнены в виде размещенных в периферийных гильзах под поглотителями поршней-толкателей, а кронштейны выполнены с возможностью разрыва связи с поршнями-толкателями при увеличении аксиально-перемещающих усилий выше заданных. The specified technical result is achieved in that the coupling elements of the suspension brackets with absorbers are made in the form of piston-pushers located in peripheral sleeves under the absorbers, and the brackets are made with the possibility of breaking the connection with the piston-pushers with an increase in the axial-moving forces above the specified ones.
Использование средств удержания поглотителей снизу дает возможность выполнить их в виде цилиндров или шариков без специальных элементов взаимосвязи и обеспечивает им повышенную проходимость в активную зону в случае возможных искривлений канала СУЗ и пенала при аварии. То, что кронштейны выполнены с возможностью разрыва связи с поршнями-толкателями при увеличении аксиально перемещающих усилий выше заданных, обеспечивает возможность управления большей частью поглотителей даже в случае, если меньшая их часть окажется в дефектных периферийных гильзах. The use of means for retaining absorbers from below makes it possible to make them in the form of cylinders or balls without special interconnection elements and provides them with increased passability to the core in case of possible curvature of the CPS channel and the canister during an accident. The fact that the brackets are made with the possibility of breaking the connection with the piston-pushers with an increase in the axially moving forces above the specified ones, makes it possible to control most of the absorbers even if a smaller part of them appears in defective peripheral sleeves.
Изобретение поясним по представленному на рисунке эскизу исполнительного органа СУЗ с шариковыми поглотителями нейтронов Замена шариковых поглотителей цилиндрическими принципа действия такого исполнительного органа не меняет. We explain the invention according to the sketch of the executive body of the CPS with ball neutron absorbers shown in the figure. Replacing the ball absorbers with cylindrical ones does not change the principle of operation of such an executive body.
На чертеже обозначено: 1 - канал СУЗ с фланцем 2 для подвода охлаждающей воды и крепления к металлоконструкциям реактора, не показанным; 3 - сухой пенал (корпус) исполнительного органа с периферийными гильзами 4, центральной гильзой 5 и фланцем 6 для соединения с фланцем 2 канала СУЗ; 7 - поглотители нейтронов; 8 - поршни-толкатели поглотителей; 9 - кронштейны подвески 10, соединенной при помощи гибкой тяги 11 с барабаном 12 сервопривода 13; 14 - опорные демпферы для смягчения ударной нагрузки на элементы конструкции при быстром перемещении подвески и поглотителей вниз по аварийному сигналу на останов реактора или при обрыве тяги 11. Кронштейны 9 выполнены с локальными прорезями 15, обеспечивающими разрыв связи с поршнями-толкателями 8 при увеличении аксиально перемещающих усилий выше заданных (этот весьма "грубый" прием разрыва связи кронштейнов с поршнями принят здесь лишь для упрощения описания; практически такую функцию релейного типа предполагается реализовать механическими защелками). The drawing indicates: 1 - CPS channel with a flange 2 for supplying cooling water and fastening to the reactor metal structures, not shown; 3 - a dry pencil case (case) of the executive body with peripheral sleeves 4, a central sleeve 5 and a flange 6 for connection with a flange 2 of the CPS channel; 7 - neutron absorbers; 8 - piston-pushers of absorbers; 9 - brackets of the suspension 10 connected by a flexible rod 11 with the drum 12 of the servo 13; 14 - supporting dampers to mitigate the shock load on the structural elements when the suspension and absorbers quickly move down the alarm to stop the reactor or when the rod breaks 11. The brackets 9 are made with local slots 15, which provide a break in communication with the piston-pushers 8 when axially moving forces higher than specified (this very "rough" method of breaking the connection between the brackets and pistons is accepted here only to simplify the description; practically such a relay-type function is supposed to be implemented of latches).
В указанном на чертеже состоянии исполнительного органа элементы 7-10 находятся в верхней части активной зоны, выделенной на чертеже штриховкой. При подаче сигнала на вращение сервопривода 13 с барабаном 12 в направлении, при котором тяга 11 удлиняется, элементы 7-10 еще больше в активную зону погружаются и интенсивность поглощения нейтронов поглотителями 7 увеличивается. При подаче сигнала на вращение сервопривода 13 с барабаном 12 в направлении, при котором тяга 11 укорачивается, элементы 7-10 начинают перемещаться в сторону извлечения из активной зоны и интенсивность поглощения нейтронов поглотителями 7 уменьшается. В отсутствие управляющего сигнала к сервоприводу поглотители 7 неподвижны. In the state of the executive body indicated in the drawing, elements 7-10 are located in the upper part of the active zone, highlighted by hatching in the drawing. When a signal is applied to rotate the servo drive 13 with the drum 12 in the direction in which the thrust 11 is extended, the elements 7-10 are even more immersed in the active zone and the neutron absorption rate by the absorbers 7 increases. When a signal is applied to rotate the servo drive 13 with the drum 12 in the direction in which the thrust 11 is shortened, the elements 7-10 begin to move in the direction of extraction from the active zone and the intensity of neutron absorption by absorbers 7 decreases. In the absence of a control signal to the servo, the absorbers 7 are stationary.
В аварийной ситуации, при заклинивании в какой-либо гильзе 4 поршня 8 и невозможности его свободного перемещения вниз, связь между соответствующим кронштейном 9 и поршнем 8 в месте расположения прорези 15 под действием силы тяжести подвески 10 разрывается и тем самым возможность перемещения поглотителей вниз в других периферийных гильзах пенала сохраняется. В случае заклинивания элементов 7, 8, препятствующего их свободному перемещению в дефектной гильзе 4 вверх, связь между соответствующим кронштейном 9 и поршнем 8 в месте расположения прорези 15 разрывается под действием подъемной силы сервопривода 13 и возможность перемещения поглотителей в других периферийных гильзах вверх тоже сохраняется. In an emergency situation, when a piston 8 is jammed in a sleeve 4 and it is not possible to move it down freely, the connection between the corresponding bracket 9 and the piston 8 at the location of the slot 15 under the influence of the gravity of the suspension 10 is broken and thereby the possibility of moving the absorbers down to other peripheral pencil case sleeves are maintained. In the case of jamming of elements 7, 8, which prevents their free movement in the defective sleeve 4 up, the connection between the corresponding bracket 9 and the piston 8 at the location of the slot 15 is broken under the action of the lifting force of the servo drive 13 and the possibility of moving absorbers in other peripheral sleeves up is also preserved.
Для еще большего повышения работоспособности предложенного исполнительного органа в аварийных режимах (в том числе при деформации центральной гильзы пенала), подвеска 10 может быть выполнена радиально-упругоизменяемой. To further improve the performance of the proposed executive body in emergency conditions (including during deformation of the central sleeve of the pencil case), the suspension 10 can be made radially elastically variable.
ЛИТЕРАТУРА
1. Емельянов И.Я. и др. Конструирование ядерных реакторов. - М.: Энергоиздат, 1982, стр. 199-200.LITERATURE
1. Emelyanov I.Ya. et al. Design of nuclear reactors. - M.: Energoizdat, 1982, pp. 199-200.
2. Ионайтис P.P. Нетрадиционные средства управления ядерными реакторами - М., Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1992, стр. 63-66, Рис. 17 д. 2. Ionaitis P.P. Non-traditional means of controlling nuclear reactors - M., Publishing house of MGTU im. N.E. Bauman, 1992, pp. 63-66, Fig. 17 d.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124623/06A RU2189645C2 (en) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | Final element of nuclear-reactor control and protection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124623/06A RU2189645C2 (en) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | Final element of nuclear-reactor control and protection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000124623A RU2000124623A (en) | 2002-08-10 |
| RU2189645C2 true RU2189645C2 (en) | 2002-09-20 |
Family
ID=20240463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000124623/06A RU2189645C2 (en) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | Final element of nuclear-reactor control and protection system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189645C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2252460C1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Device for moving control element of nuclear reactor |
| RU2496165C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-20 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Cryogenic hopper of balls for cold neutron moderator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2547100A1 (en) * | 1983-06-03 | 1984-12-07 | Framatome Sa | GUIDING DEVICE FOR CLUSTERS FOR CONTROLLING NUCLEAR REACTORS |
| RU2046407C1 (en) * | 1992-08-27 | 1995-10-20 | Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Safety system of pressure-tube reactor |
| SU1723919A1 (en) * | 1989-04-14 | 1996-06-10 | Л.И. Владимиров | Final-control device for control and protection of nuclear reactor |
-
2000
- 2000-09-28 RU RU2000124623/06A patent/RU2189645C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2547100A1 (en) * | 1983-06-03 | 1984-12-07 | Framatome Sa | GUIDING DEVICE FOR CLUSTERS FOR CONTROLLING NUCLEAR REACTORS |
| SU1723919A1 (en) * | 1989-04-14 | 1996-06-10 | Л.И. Владимиров | Final-control device for control and protection of nuclear reactor |
| RU2046407C1 (en) * | 1992-08-27 | 1995-10-20 | Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Safety system of pressure-tube reactor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИОНАЙТИС Р.Р. Нетрадиционные средства управления ядерными реакторами. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1992, с. 63-66. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2252460C1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Device for moving control element of nuclear reactor |
| RU2496165C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-10-20 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Cryogenic hopper of balls for cold neutron moderator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2745581C (en) | Seismically isolated containment vessel | |
| US9881703B2 (en) | Seismic attenuation system for a nuclear reactor | |
| CA1315425C (en) | Water cooled nuclear reactor with a diaphragm pressuriser for low pressures and temperatures | |
| RU2189645C2 (en) | Final element of nuclear-reactor control and protection system | |
| EP3489967A1 (en) | Seismic attenuation system for a nuclear reactor | |
| CN111933314A (en) | Passive shutdown device for nuclear reactor | |
| US4019954A (en) | Safety device for a nuclear reactor and especially a fast reactor | |
| JP2017122709A (en) | Device for operating and inserting at least one of a reactor absorber and a mitigation material, comprising a flexible member, and a nuclear fuel assembly comprising said device | |
| US5075072A (en) | High temperature control rod assembly | |
| JPS6367872B2 (en) | ||
| US5272742A (en) | Upper end fitting | |
| GB1354051A (en) | Control rod drive system | |
| US4734252A (en) | Nuclear reactor shutdown control rod assembly | |
| RU2101787C1 (en) | Nuclear reactor control rod | |
| US4911881A (en) | Spring packed particle bed fuel element | |
| RU2188469C2 (en) | Actuator of nuclear-reactor control and protection system | |
| RU2057376C1 (en) | Fast reactor passive shielding device | |
| RU2082228C1 (en) | Capturing rod of nuclear reactor | |
| JPH0815473A (en) | Fast reactor reflector drive | |
| RU2269831C1 (en) | Nuclear reactor control element | |
| RU2190261C2 (en) | Nuclear reactor internal block | |
| CN109830315A (en) | A kind of expansion nuclear reactor | |
| Vollman | High temperature control rod assembly | |
| SU1649169A1 (en) | Dynamic oscillation damper | |
| Chellapandi et al. | Vibration analysis of reactor assembly internals for prototype fast breeder reactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040929 |