×
25.08.2017
217.015.c28c

АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к активной зоне термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки. Заявленная активная зона содержит электрогенерирующие каналы, объединенные в шестигранные пучки, которые установлены с относительным смещением. Величина смещения в миллиметрах определена по формуле: где S - шаг установки пучка электрогенерирующих каналов по правильной треугольной решетке, мм; S - шаг установки электрогенерирующего канала в пучке, мм; n - количество рядов электрогенерирующих каналов в пучке, включая центральный, а угол направления относительного смещения определен по формуле: где S - шаг установки пучка по правильной треугольной решетке, мм; S - шаг установки электрогенерирующих каналов в пучке, мм; n - количество рядов электрогенерирующих каналов в пучке, включая центральный. Техническим результатом является исключение локальной неравномерности расхода теплоносителя, проходящего через активную зону, выравнивание ее гидравлического профиля путем обеспечения постоянства площадей каналов для прохода теплоносителя по всему сечению активной зоны, а также повышение эффективного коэффициента размножения нейтронов за счет уменьшения паразитного поглощения нейтронов путем снижения количества конструкционного материала в активной зоне. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к атомной энергетике с термоэмиссионным преобразованием тепловой энергии в электрическую и может быть применено при создании активной зоны термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является активная зона термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки, содержащая электрогенерирующие каналы, объединенные в шестигранные пучки (Космическая техника и технологии, №3/2013, В.В. Синявский. Научно-технический задел по ядерному электроракетному межорбитальному буксиру «Геркулес», с. 33).

В известной активной зоне шестигранные пучки электрогенерирующих каналов установлены в шестигранные чехлы, при этом соседние чехлы примыкают друг к другу смежными гранями.

Недостатком известной активной зоны является ухудшенный теплосъем, связанный с локальной неравномерностью расхода теплоносителя из-за неравенства площадей каналов для прохода теплоносителя по всему сечению активной зоны. Кроме этого, недостатком является увеличенное паразитное поглощение нейтронов, связанное со значительным количеством конструкционного материала шестигранных чехлов, приводящее к увеличению массы загружаемого топлива.

Задачей настоящего изобретения является создание активной зоны термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки, обеспечивающей надежное охлаждение электрогенерирующих каналов и уменьшение массы загружаемого топлива.

Техническим результатом настоящего изобретения является исключение локальной неравномерности расхода теплоносителя, проходящего через активную зону, и выравнивание ее гидравлического профиля путем обеспечения постоянства площадей каналов для прохода теплоносителя по всему сечению активной зоны, а также повышение эффективного коэффициента размножения нейтронов за счет уменьшения паразитного поглощения нейтронов путем снижения количества конструкционного материала в активной зоне.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной активной зоне термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки, содержащей электрогенерирующие каналы, объединенные в шестигранные пучки, согласно заявленному изобретению шестигранные пучки электрогенерирующих каналов установлены с относительным смещением, при этом величина относительного смещения определена по формуле:

где L - величина относительного смещения, мм;

S1 - шаг установки пучка электрогенерирующих каналов по правильной треугольной решетке, мм;

S2 - шаг установки электрогенерирующего канала в пучке, мм;

n - количество рядов электрогенерирующих каналов в пучке, включая центральный,

а угол направления относительного смещения определен по формуле:

,

где α - угол направления относительного смещения, град;

S1 - шаг установки пучка по правильной треугольной решетке, мм;

S2 - шаг установки электрогенерирующих каналов в пучке, мм;

n - количество рядов электрогенерирующих каналов в пучке, включая центральный.

Исключение чехлов, в которых установлены шестигранные пучки электрогенерирующих каналов, а также размещение шестигранных пучков электрогенерирующих каналов в активной зоне согласно рассчитанным по приведенным формулам смещениям позволяет получить зеркально-симметричную активную зону. При этом смещение одного шестигранного пучка относительно другого на определенные угол и шаг обеспечивает постоянство площадей каналов для прохода теплоносителя по всему сечению активной зоны. В результате такой компоновки создается активная зона, в которой межпучковой зазор для прохода теплоносителя между соседними пучками соответствует межканальному зазору между электрогенерирующими каналами. Таким образом, по всему сечению активной зоны образуются одинаковые ячейки для прохода теплоносителя, что позволяет снизить локальную неравномерность расхода и выровнять ее гидравлический профиль.

Кроме этого, из-за отсутствия металлических перегородок между пучками (за счет исключения чехлов) и при размещении со смещением происходит сближение крайних электрогенерирующих каналов одного пучка с крайними электрогенерирующими каналами другого пучка, а также из-за уменьшения количества металла в этих пограничных ячейках и в активной зоне в целом уменьшается паразитное поглощение нейтронов и повышается эффективный коэффициента размножения нейтронов, уменьшается масса загружаемого топлива.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена активная зона термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки (общий вид).

Активная зона термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки содержит электрогенерирующие каналы 1, которые собраны в шестигранные пучки 2, число которых выбрано из условия обеспечения запаса реактивности на весь срок службы реактора без перезагрузки. Пучки 2 установлены по правильной треугольной решетке со смещением относительно друг друга. Величина смещения в миллиметрах определена по формуле:

где L - величина относительного смещения, мм;

S1 - шаг установки пучка электрогенерирующих каналов по правильной треугольной решетке, мм;

S2 - шаг установки электрогенерирующего канала в пучке, мм;

n - количество рядов электрогенерирующих каналов в пучке, включая центральный. Угол направления относительного смещения определен по формуле:

где α - угол направления относительного смещения, град;

S1 - шаг установки пучка по правильной треугольной решетке, мм;

S2 - шаг установки электрогенерирующих каналов в пучке, мм;

n - количество рядов электрогенерирующих каналов в пучке, включая центральный.

Активная зона термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки работает следующим образом.

Электрогенерирующие каналы активной зоны термоэмиссионного реактора-преобразователя состоят из набора термоэмиссионных преобразователей. Термоэмиссионный преобразователь содержит два электрода - катод (эмиттер) и анод (коллектор), разделенных межэлектродным зазором. К эмиттеру от источника тепла подводится тепловая энергия, достаточная для возникновения термоэлектронной эмиссии с поверхности металла. В качестве источника тепла в электрогенерирующих каналах термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки используется контролируемая цепная ядерная реакция деления в топливной композиции на основе урана, обогащенного по изотопу U235. Термоэмиссионные электроны, преодолевая межэлектродный зазор, попадают на поверхность коллектора, создавая в нем избыток отрицательных зарядов и увеличивая его отрицательный потенциал. При условии обеспечения непрерывного подвода тепла к эмиттеру и отвода тепла от коллектора во внешней цепи будет поддерживаться постоянный электрический ток. Отвод тепла от коллектора осуществляется за счет циркуляции теплоносителя в межканальном пространстве. Бесчехловое исполнение пучков каналов, а также размещение шестигранных пучков электрогенерирующих каналов в активной зоне со смещением, рассчитанным по приведенным формулам, позволяет обеспечить равные условия теплосъема для всех каналов за счет выравнивания гидравлических характеристик трактов течения теплоносителя и снизить требуемую массу загружаемого топлива за счет уменьшения паразитного поглощения нейтронов в активной зоне.


АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
АКТИВНАЯ ЗОНА ТЕРМОЭМИССИОННОГО РЕАКТОРА-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 15.
20.02.2014
№216.012.a32d

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для проведения длительного и непрерывного измерения температуры газовой или жидкой среды, в том числе агрессивной, а также при отсутствии возможности периодической поверки или замены измерительной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507488
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c64f

Способ получения препрега для композиционных материалов

Изобретение относится к области получения препрегов для создания композиционных материалов на основе непрерывных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, которые могут быть использованы в различных областях техники, например, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516526
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.09.2015
№216.013.77b5

Космическая ядерная энергетическая установка

Изобретение относится к космическим ядерным энергетическим установкам. Установка содержит ядерный реактор, радиационную защиту и систему преобразования энергии. Реактор соединен с системой преобразования энергии трубопроводами циркуляции теплоносителя. Внутри корпуса ядерного реактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562234
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.77b8

Космическая ядерная энергетическая установка

Изобретение относится к космическим ядерным энергетическим установкам (КЯЭУ). КЯЭУ содержит ядерный реактор и контур его охлаждения. Активная зона в обечайке установлена с кольцевым зазором относительно корпуса реактора. В зазоре размещена разделительная обечайка, делящая кольцевой зазор между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562237
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7e6b

Способ восстановления ресурсных характеристик реактора рбмк

Изобретение относится к способам восстановления ресурсных характеристик реактора РБМК. При прогибе колонн, установленных в активной зоне рядами, из них извлекают каналы, графитовые блоки этих колонн разрезают вдоль граней на фрагменты, смещают фрагменты в направлении, перпендикулярном плоскости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563960
Дата охранного документа: 27.09.2015
25.08.2017
№217.015.9790

Способ влажностного контроля течи трубопроводов и оборудования контура охлаждения ядерной или тепловой энергетической установки

Изобретение относится к области контроля течи по влажности воздуха. Измеренные значения относительной влажности и температуры передают в вычислительный блок, где их преобразуют в значения абсолютной влажности. Затем значения абсолютной влажности корректируют с использованием значений абсолютной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609140
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.9c26

Ядерный реактор

Изобретение относится к ядерным реакторам, а более точно к их конструктивным элементам, применяемым для фиксации трубного пучка, закрепленного на поверхности ядерного реактора, испытывающей при эксплуатации вибрационные и термические нагрузки. Ядерный реактор содержит корпус 1, на днище...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609900
Дата охранного документа: 07.02.2017
19.01.2018
№218.016.058f

Струйный термонасос

Изобретение относится к струйной технике и может быть применено в струйных термонасосах для создания принудительной циркуляции, например, водяного теплоносителя в ядерных реакторах. Струйный термонасос выполнен с проточной частью, которая содержит сопло для активной среды, включающее конфузор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630952
Дата охранного документа: 14.09.2017
20.01.2018
№218.016.13a2

Струйный термонасос

Изобретение относится к струйной технике и может быть применено в струйных термонасосах. Термонасос выполнен с проточной частью, которая содержит сопло для активной среды, камеру смешения с соплами для подачи питательной воды, сверхзвуковой диффузор, состоящий из конфузора, горловины и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634654
Дата охранного документа: 02.11.2017
04.04.2018
№218.016.2ef1

Установка для производства изотопной продукции

Изобретение относится к установкам для производства изотопной продукции. Установка содержит источник нейтронов, емкость с водным раствором уранил-сульфата, масса которого составляет величину менее критической массы, сорбционную колонку, тракт для подачи в сорбционную колонку облученного водного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644394
Дата охранного документа: 12.02.2018
Показаны записи 1-10 из 20.
20.02.2014
№216.012.a32d

Устройство для измерения температуры

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для проведения длительного и непрерывного измерения температуры газовой или жидкой среды, в том числе агрессивной, а также при отсутствии возможности периодической поверки или замены измерительной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507488
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c64f

Способ получения препрега для композиционных материалов

Изобретение относится к области получения препрегов для создания композиционных материалов на основе непрерывных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, которые могут быть использованы в различных областях техники, например, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516526
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.09.2015
№216.013.77b5

Космическая ядерная энергетическая установка

Изобретение относится к космическим ядерным энергетическим установкам. Установка содержит ядерный реактор, радиационную защиту и систему преобразования энергии. Реактор соединен с системой преобразования энергии трубопроводами циркуляции теплоносителя. Внутри корпуса ядерного реактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562234
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.77b8

Космическая ядерная энергетическая установка

Изобретение относится к космическим ядерным энергетическим установкам (КЯЭУ). КЯЭУ содержит ядерный реактор и контур его охлаждения. Активная зона в обечайке установлена с кольцевым зазором относительно корпуса реактора. В зазоре размещена разделительная обечайка, делящая кольцевой зазор между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562237
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7e6b

Способ восстановления ресурсных характеристик реактора рбмк

Изобретение относится к способам восстановления ресурсных характеристик реактора РБМК. При прогибе колонн, установленных в активной зоне рядами, из них извлекают каналы, графитовые блоки этих колонн разрезают вдоль граней на фрагменты, смещают фрагменты в направлении, перпендикулярном плоскости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563960
Дата охранного документа: 27.09.2015
25.08.2017
№217.015.9790

Способ влажностного контроля течи трубопроводов и оборудования контура охлаждения ядерной или тепловой энергетической установки

Изобретение относится к области контроля течи по влажности воздуха. Измеренные значения относительной влажности и температуры передают в вычислительный блок, где их преобразуют в значения абсолютной влажности. Затем значения абсолютной влажности корректируют с использованием значений абсолютной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609140
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.9c26

Ядерный реактор

Изобретение относится к ядерным реакторам, а более точно к их конструктивным элементам, применяемым для фиксации трубного пучка, закрепленного на поверхности ядерного реактора, испытывающей при эксплуатации вибрационные и термические нагрузки. Ядерный реактор содержит корпус 1, на днище...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609900
Дата охранного документа: 07.02.2017
19.01.2018
№218.016.058f

Струйный термонасос

Изобретение относится к струйной технике и может быть применено в струйных термонасосах для создания принудительной циркуляции, например, водяного теплоносителя в ядерных реакторах. Струйный термонасос выполнен с проточной частью, которая содержит сопло для активной среды, включающее конфузор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630952
Дата охранного документа: 14.09.2017
20.01.2018
№218.016.13a2

Струйный термонасос

Изобретение относится к струйной технике и может быть применено в струйных термонасосах. Термонасос выполнен с проточной частью, которая содержит сопло для активной среды, камеру смешения с соплами для подачи питательной воды, сверхзвуковой диффузор, состоящий из конфузора, горловины и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634654
Дата охранного документа: 02.11.2017
04.04.2018
№218.016.2ef1

Установка для производства изотопной продукции

Изобретение относится к установкам для производства изотопной продукции. Установка содержит источник нейтронов, емкость с водным раствором уранил-сульфата, масса которого составляет величину менее критической массы, сорбционную колонку, тракт для подачи в сорбционную колонку облученного водного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644394
Дата охранного документа: 12.02.2018
+ добавить свой РИД