×
10.04.2019
219.017.002b

Результат интеллектуальной деятельности: КОНТУР ОХЛАЖДЕНИЯ КАНАЛОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЯДЕРНОГО УРАН-ГРАФИТОВОГО РЕАКТОРА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности, к охлаждению каналов активной зоны ядерных уран-графитовых реакторов и может быть использовано для повышения уровня безопасности реакторов типа РБМК. Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что в контуре охлаждения каналов системы охлаждения и защиты ядерного уран-графитового реактора, включающем циркуляционные насосы, теплообменники, узел подачи азота в каналы быстродействующей аварийной защиты, предложено контур охлаждения снабдить узлом ввода в теплоноситель ингибитора образования радиолитических кислот, причем в качестве ингибитора предложено использовать соединения азота с отрицательной степенью окисления, например, гидроксиламин или гидразин-гидрат или их смесь. Техническим результатом является использование предлагаемого решения, которое позволяет существенно снизить образование радиолитических кислот в контуре охлаждения каналов СУЗ, поддерживать рН на допустимом уровне (4,5-6,5), повысить коррозионную стойкость конструкционных материалов контура, увеличить фильтроцикл байпасной очистки, избежать необходимости снижения мощности реактора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности, к охлаждению каналов активной зоны ядерных уран-графитовых реакторов и может быть использовано для повышения уровня безопасности реакторов типа РБМК.

Для обеспечения заданного температурного режима каналов системы управления и защиты (СУЗ), камер деления, датчиков контроля энерговыделения, отражателя и быстродействующей аварийной защиты (БАЗ) ядерного уран-графитового реактора предусмотрено их охлаждение водой, причем каналы БАЗ охлаждаются в пленочном режиме. Для удаления радиолитических газов (водорода, кислорода), каналы БАЗ продувают азотом. Опыт эксплуатации энергоблоков АЭС с РБМК показал, что продувка каналов БАЗ азотом ведет к образованию азотной, азотистой кислот и, как следствие, к превышению нормируемых значений рН охлаждающей воды и увеличению коррозии конструкционных материалов [1].

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является контур охлаждения каналов системы управления и защиты реактора, включающий циркуляционные насосы, теплообменники, узел подачи азота в каналы быстродействующей аварийной защиты [2]. Контур представляет собой циркуляционную систему, работающую с принудительной циркуляцией.

Недостатками наиболее близкого аналога являются:

- образование в каналах БАЗ значительного количества радиолитических кислот (азотной и азотистой) и, как следствие, возможность превышения нормируемых значений рН. Азотная и азотистая кислоты образуются за счет радиационно-химических реакций растворенного в воде каналов БАЗ азота с продуктами радиолиза воды: ОН-радикалами, перекисью водорода, кислородом (концентрация Н2O2 в контуре достигает 8 мг/л, O2 – 10 мг/л):

- увеличение коррозии конструкционных материалов в результате образования радиолитических кислот;

- необходимость снижения мощности реактора при рН ниже допустимых значений;

- уменьшение фильтроцикла анионитового фильтра за счет сорбции нитрат и нитрит-ионов.

Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении коррозионного воздействия продуктов радиолиза водной среды контура охлаждения системы управления и защиты на конструкционные материалы.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что в контуре охлаждения каналов системы охлаждения и защиты ядерного уран-графитового реактора, включающем циркуляционные насосы, теплообменники, узел подачи азота в каналы быстродействующей аварийной защиты, предложено, контур охлаждения снабдить узлом ввода в теплоноситель ингибитора образования радиолитических кислот, причем в качестве ингибитора предложено использовать соединения азота с отрицательной степенью окисления, например, гидроксиламин или гидразин-гидрат или их смесь.

Основным существенным отличительным признаком предлагаемого изобретения является наличие в контуре узла ввода ингибитора процесса образования радиолитических кислот. В порядке обоснования соответствия заявленного признака критериям новизна, изобретательский уровень приводим следующее: предлагаемое изобретение предусматривает возможность введения в теплоноситель контура ингибитора (например, гидроксиламин или гидразин-гидрат или их смесь), который уменьшает скорость образования азотной и азотистой кислот, образующихся по реакциям 1-4, а также нейтрализовывает HNO3, HNO2. Так, гидроксиламин (степень окисления азота: -1), являясь сильным восстановителем, взаимодействует с ОН-радикалами, перекисью водорода, кислородом по реакциям:

Аналогичным образом с ОН-радикалами, перекисью водорода, кислородом взаимодействует гидразин-гидрат (степень окисления азота: -2):

Так как скорость реакций (5-10) значительно превышает скорость реакций (1-4), ОН-радикалы, Н2O2, O2 расходуются, в основном, на взаимодействие с гироксиламином или гидразин-гидратом, что позволяет избежать образования азотной кислоты и значительно снизить в воде контура стационарные концентрации перекиси водорода, кислорода. В отсутствие кислорода и перекиси водорода растворенный в воде азот реагирует с водородом, образующимся в результате радиолиза воды по реакции:

Кроме того, гидроксиламин, гидразин-гидрат, аммиак нейтрализуют образующуюся в незначительных количествах по реакциям 1-3 азотную кислоту

За счет гидролиза азотнокислых солей, образующихся по реакциям 12-14, рН в контуре поддерживается на уровне 5-6.

Предлагаемое техническое решение проиллюстрировано графическим материалом. На чертеже представлена принципиальная схема контура охлаждения каналов системы управления и защиты реактора, состоящая из намывных перлитных фильтров 1, катионитового фильтра 2, анионитового фильтра 3, ловушки ионитов 4, насосов 5, циркуляционного бака 6, аварийного бака 7, теплообменников 8, напорного коллектора 9, канала СУЗ 10, ловушки 11, емкости 12 с ингибитором, например, гидроксиламином или гидразин-гидритом или их смесью, насоса дозатора 13, каналов БАЗ 14, узла 15 подачи азота.

Охлаждение каналов осуществляется следующим образом. Из циркуляционного бака 6 вода по трубопроводу подается насосами 5 к теплообменникам 8, где охлаждается водой промконтура. Из теплообменников 8 вода подается в напорный коллектор 9, откуда распределяется по каналам 10, 14 и далее поступает в циркуляционный бак 6. Для поддержания норм качества воды контура предусмотрена байпасная очистка. Забор воды на очистку осуществляется по трубопроводу, врезанному в трубопровод подачи воды от теплообменников в напорный коллектор. Вода контура последовательно поступает на намывной перлитный фильтр 1, где происходит очистка от нефтепродуктов и нерастворимых продуктов коррозии конструкционных материалов, затем на катионитовый 2, анионитовый 3 фильтры и сбрасывается в циркуляционный бак 6. Азот в каналы БАЗ поступает из узла подачи азота 15. Для подачи в каналы БАЗ, например, гидроксиламина или гидразин-гидрата или их смеси предусмотрена емкость 12 с ингибитором, дозируемым в теплоноситель контура с помощью насосов 13. Подача ингибитора проводится при рН воды 4,8-5,0, замер рН проводят перед намывными фильтрами 1. При рН 6 дозировку ингибитора прекращают.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет существенно снизить образование радиолитических кислот в контуре охлаждения каналов СУЗ, поддерживать рН на допустимом уровне (4,5-6,5), повысить коррозионную стойкость конструкционных материалов контура, увеличить фильтроцикл байпасной очистки, избежать необходимости снижения мощности реактора.

Список использованной литературы:

1. В.В.Герасимов, А.И.Касперович, О.И.Мартынова “Водный режим атомных электростанций”, Москва, Атомиздат, 1976 г.

2. Л.А.Белянин, В.И.Лебедев, Л.В.Шмаков, Ю.Г.Скок “Безопасность АЭС в изобретениях”, Москва, Энергоатомиздат, 1998 г.

1.Контурохлажденияканаловсистемыуправленияизащитыядерногоуран-графитовогореактора,включающийциркуляционныенасосы,теплообменники,узелподачиазотавканалыбыстродействующейаварийнойзащиты,отличающийсятем,чтоконтурохлаждениясодержитузелвводавтеплоносительингибитораобразованиярадиолитическихкислот.12.Контурпоп.1,отличающийсятем,чтовкачествеингибитораиспользуютсясоединенияазотасотрицательнойстепеньюокисления.23.Контурпоп.2,отличающийсятем,чтовкачествесоединенийазотасотрицательнойстепеньюокисленияиспользуютгироксиламин,илигидразин-гидрат,илиихсмесь.3
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-5 из 5.
10.04.2019
№219.017.04e1

Способ определения негерметичной тепловыделяющей сборки в активной зоне ядерного канального реактора

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к системам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов канального ядерного реактора, и предназначено для использования при определении негерметичной тепловыделяющей сборки (ТВС) в активной зоне ядерного канального реактора. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002304315
Дата охранного документа: 10.08.2007
19.04.2019
№219.017.2ff8

Комплекс для очистки воды контура охлаждения каналов системы управления и защиты реактора

Изобретение относится к области ядерной энергетики и предназначено для повышения уровня безопасности реакторов большой мощности канальных. Комплекс для очистки воды контура охлаждения каналов системы управления и защиты реактора включает последовательно расположенный намывной фильтр и насыпной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002332733
Дата охранного документа: 27.08.2008
29.06.2019
№219.017.9adc

Способ автоматической аргонодуговой сварки труб из стали аустенитного класса

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам автоматической аргонодуговой сварки труб из сталей аустенитного класса при изготовлении ответственных конструкций, например трубопроводов высокого давления, эксплуатирующихся на атомных станциях. Способ включает механическую подготовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002294822
Дата охранного документа: 10.03.2007
29.06.2019
№219.017.9ce8

Хранилище отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к хранилищам отработавшего ядерного топлива (ХОЯТ), имеющим щелевое балочное перекрытие, и может быть использовано на АЭС или заводах по регенерации отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) для увеличения объема хранения ОЯТ. Хранилище...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002318257
Дата охранного документа: 27.02.2008
29.06.2019
№219.017.9eaf

Облучательное устройство ядерного канального реактора для наработки изотопов кобальта

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, конструкции звена облучательного устройства для ядерных канальных реакторов и может использоваться для производства гамма-источников из радиоактивного кобальта. Облучательное устройство включает подвеску с несущим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002321906
Дата охранного документа: 10.04.2008
Показаны записи 11-11 из 11.
10.07.2019
№219.017.b214

Устройство для подвески пеналов с отработавшим ядерным топливом

Изобретение относится к средствам для хранения радиоактивных сборок и других реакторных изделий, подлежащих длительной выдержке в защитных средах, например в хранилищах отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Устройство для подвески пеналов с отработавшим ядерным топливом содержит несущий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02195030
Дата охранного документа: 20.12.2002
+ добавить свой РИД