Способ расхолаживания водоохлаждаемого реактора посредством многофункциональной системы

Номер документа 6420170019

РУБРИКА:
6. Патентное дело, изобретательство, рационализаторство

РУБРИКА ГРНТИ:
44.33.31. Энергетические атомные установки

АТРИБУТЫ:
Отрасли: энергетическое машиностроение и оборудование
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2601285
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВПО СГТУ им.Ю.А.Гагарина; 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77; Бессонов В.Н., Аминов Р.З., Юрин В.Е, rectorat@sstu.ru
Дата: 27.10.2016
Регион: Саратовская область
Источник информации: http://www.sstu.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

 Изобретение относится к области энергетики и предназначено для использования на атомных электрических станциях (АЭС) с водоохлаждаемыми реакторами. Пар, получаемый в парогенераторе за счет энергии остаточного тепловыделения активной зоны, через быстродействующую редукционную установку направляется в дополнительную паротурбинную установку 17, в которой вырабатывает необходимую электроэнергию для электроснабжения собственных нужд станции. При этом избыточная часть генерируемого пара направляется в смешивающий подогреватель 11, где подогревает воду, поступающую из бака холодной воды 13, полученная горячая вода поступает в бак горячей воды 10 и используется для подогрева питательной воды путем смешения, когда энергии остаточного тепловыделения становится недостаточно, для генерации необходимого количества пара. Технический результат - обеспечение расхолаживания реактора при полном обесточивании, а в штатном режиме - получение дополнительной электроэнергии за счет теплоты, аккумулированной в часы провала электрической нагрузки.  Предложенный способ позволяет решить задачу повышения надежности процесса расхолаживания реакторов АЭС в условиях полного обесточивания.Задачей настоящего изобретения является расхолаживание водоохлаждаемого реактора в аварийных условиях, сопровождаемых полным обесточиванием путем полезного использования энергии остаточного тепловыделения. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является обеспечение электроэнергией собственных нужд АЭС в процессе расхолаживания реактора при полном обесточивании путем использования энергии остаточного тепловыделения активной зоны для подогрева питательной воды и генерации пара, используемого в качестве рабочего тела в дополнительной паровой турбине, генерирующей в аварийном режиме при полном обесточивании необходимую для расхолаживания электроэнергию, а в штатном режиме дополнительную электроэнергию в сеть за счет использования теплоты, аккумулированной в часы провала электрической нагрузки. Указанный технический результат достигается тем, что на АЭС, содержащей паровую турбину с цилиндрами высокого (ЦВД) и низкого (ЦНД) давления, подогреватели высокого (ПВД) и низкого (ПНД) давления, два устройства парораспределения, сепаратор, промежуточный перегреватель, причем вход ЦВД соединён трубопроводом с первым устройством парораспределения, вход ЦНД соединен трубопроводом со вторым устройством парораспределения, дополнительную паротурбинную установку, быстродействующую редукционную установку (БРУ), при этом дополнительная паротурбинная установка подключена к первому (через быстродействующую редукционную установку) и второму устройствам парораспределения перед соответственно ЦВД и ЦНД основной турбины посредством трубопровода, баки горячей воды (БГВ), бак холодной воды (БХВ), смешивающий подогреватель, при этом смешивающий подогреватель подключен к первому устройству парораспределения перед ЦВД основной турбины, к БГВ с одной стороны и БХВ с другой, БГВ подключен к тракту питательной воды после ПВД, БХВ подключен к тракту питательной воды перед ПНД при полном обесточивании, пар, получаемый в парогенераторе (ПГ) за счет энергии остаточного тепловыделения активной зоны, согласно изобретению, направляется в дополнительную паротурбинную установку, в которой вырабатывает необходимую электроэнергию для электроснабжения собственных нужд станции, при этом избыточная часть генерируемого пара направляется в смешивающий подогреватель, где подогревает воду из БХВ, полученная горячая вода поступает в БГВ и используется для подогрева питательной воды путем смешения с ней, когда энергии остаточного тепловыделения становится недостаточно, для генерации необходимого количества пара. Сущность изобретения заключается в обеспечении электроснабжения собственных нужд АЭС в случае полного обесточивания путем генерации пара в ПГ за счет остаточного тепловыделения активной зоны и использования его в дополнительной паротурбинной установке, в которой вырабатывается необходимая для электроснабжения собственных нужд станции электроэнергия. При этом избыток генерируемого пара аккумулируется в баке горячей воды. По мере расхолаживания активной зоны количество пара генерируемого в ПГ будет снижаться, когда его станет недостаточно, аккумулированная перегретая вода будет подаваться в тракт питательной воды, за счет чего в парогенераторе будет генерироваться большее количество пара.

 

Изобретение иллюстрируется чертежом (фиг. 1), где показана схема многофункциональной системы отвода остаточного тепловыделения водоохлаждаемого реактора. Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - основная паротурбинная установка; 2 - электрические генераторы; 3 - конденсатор; 4 - конденсатный насос; 5 - подогреватели низкого давления; 6 - деаэратор; 7 - питательный насос; 8 - подогреватели высокого давления; 9 - устройство парораспределения; 10 - бак горячей воды; 11 - смешивающий подогреватель; 12 - насос подачи холодной воды; 13 - бак холодной воды; 14 - насос подачи горячей воды; 15 - аварийный питательный насос; 16 - устройство парораспределения; 17 - дополнительная паротурбинная установка.

В аварийной ситуации, вызванной, например, обесточиванием, на дополнительную паровую турбину 17 через БРУ продолжает поступать пар из ПГ, генерируемый остаточным тепловыделением активной зоны реактора. Избыток пара через устройство парораспределения 9 подается в смешивающий подогреватель 11, где подогревает воду из БХВ 13, полученная горячая вода поступает в БГВ 10 и используется для подогрева питательной воды путем смешения с ней, когда энергии остаточного тепловыделения становится недостаточно, для генерации необходимого количества пара. В эксплуатационном режиме в период ночного провала электрической нагрузки станция снижает электрическую мощность, а избыток пара после устройства парораспределения 9 направляется в смешивающий подогреватель, где подогревает воду из БХВ 13, полученная горячая вода поступает в БГВ 10. В пиковые часы электрической нагрузки из БГВ 10 в тракт питательной воды после ПВД 8 поступает запасенная перегретая вода. При этом чтобы сохранить расход питательной воды на входе в парогенератор прежним, часть конденсата направляется в БХВ 13, в результате чего снижается расход воды через ПВД 8 и ПНД 5, за счет чего уменьшаются отборы пара из основной паровой турбоустановки на подогрев питательной воды. Избыток пара, полученный за счет снижения расхода на отборы, через устройство парораспределения 16 направляется на дополнительную паровую турбоустановку 17. Отличительным признаком способа расхолаживания водоохлаждаемого реактора посредством многофункциональной системы отвода остаточного тепловыделения в условиях полного обесточивании АЭС является обеспечение электроэнергией собственных нужд АЭС в процессе расхолаживания реактора при полном обесточивании путем использования энергии остаточного тепловыделения активной зоны для подогрева питательной воды и генерации пара, используемого в качестве рабочего тела в дополнительной паровой турбине, генерирующей в аварийном режиме при полном обесточивании необходимую для расхолаживания электроэнергию, а в штатном режиме дополнительную электроэнергию в сеть за счет аккумулированной в часы провала электрической нагрузки теплоты