Ядерная энергетическая установка

Решение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках со свинцовым теплоносителем или его сплавами. Представлена ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым или свинец-висмутовым теплоносителем, с размещенными под свободным уровнем активной зоной, системой защитного газа и теплообменниками с рабочим телом - диоксидом углерода, объем газовой полости над свободным уровнем теплоносителя заполнен смесью диоксида и оксида углерода. Предлагаемое решение имеет следующие преимущества: При неизбежных возможных неплотностях. Не требуется устройств очистки защитного газа реакторного контура от диоксида и оксида углерода, что уменьшает количество радиоактивных отходов.

Решение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением.

Известна ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым или свинец-висмутовым теплоносителем, с размещенными под свободным уровнем активной зоной, системой защитного газа и теплообменниками с рабочим телом - диоксидом углерода, объем газовой системы над свободным уровнем теплоносителя заполнен аргоном (гелием) (Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях /Тезисы докладов конференции. - Обнинск, ГНЦ РФ ФЭИ, 2003. - с.18-19) - прототип.

Недостатком данного технического решения является применение в газовой системе над свободным уровнем теплоносителя аргона, который при неизбежных неплотностях будет смешиваться с рабочим телом второго контура - диоксидом углерода и нарушать технологичность эксплуатации газовой системы.

Задачи, решаемые изобретением - повышение технологичности эксплуатации газовой системы, за счет обеспечения безопасности реакторного блока ядерной энергетической установки со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителем и надежности работы газовой системы.

Технический результат - поддержание термодинамической активности О₂ (примеси O₂) в диапазоне 10^-3 ÷10^-5, обеспечивающем формирование и деформирование защитных оксидных покрытий на поверхностях конструкционных материалов, контактирующих с жидкометаллическим теплоносителем; при неизбежных возможных неплотностях теплообменников диоксид углерода является естественной примесью в контуре; в случае аварийной разгерметизации контура и поступления О₂ воздуха примесь СО будет восстанавливать оксиды жидкого металла.

Технический результат достигается тем, что в ядерной энергетической установке, содержащей реактор со свинцовым жидкометаллическим теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, системой защитного газа и теплообменниками с рабочим телом - диоксидом углерода, в объем газовой полости над свободным уровнем теплоносителя введены патрубки подачи диоксида и оксида углерода.

На фиг. представлена схема ядерной энергетической установки, реализующей предлагаемое техническое решение.

Ядерный реактор 1 со свинцовым теплоносителем или его сплавами содержит размещенную под свободным уровнем теплоносителя 2 активную зону 3, теплообменники 4, газовую полость 5, заполненную смесью диоксида и оксида углерода и тракт 6 циркуляции теплоносителя. Смесь диоксида и оксида углерода вводится через патрубки 7 от газовых баллонов.

Установка работает следующим образом.

При неизбежных возможных неплотностях теплообменников, диоксид углерода является естественной примесью в контуре. Не требуется использование двух различных газов: аргона (гелия) - в первом контуре и углекислого газа (СО₂) - во втором. СО₂ - в первом и втором контурах.

Примесь СО в СO₂ - естественный продукт реакции:

СO₂СО+O₂.

В случае аварийной разгерметизации контура и поступления 02 воздуха, примесь СО будет восстанавливать оксиды жидкого металла.

Поддержание содержания примеси СО в СО₂ газовой системы в диапазоне, соответствующем температурному режиму теплоносителя, обеспечит поддержание термодинамической активности O₂ (примеси O ₂) в диапазоне 10^-3÷10 ^-5, обеспечивающем формирование и деформирование защитных оксидных покрытий на поверхностях конструкционных материалов, контактирующих с жидкометаллическим теплоносителем.

Введение в газовую полость над свободным уровнем теплоносителя диоксида и оксида углерода упрощает реакторную установку. Не требуется устройств очистки защитного газа реакторного контура от диоксида и оксида углерода, что уменьшает количество радиоактивных отходов.

Ядерная энергетическая установка, содержащая реактор с жидкометаллическим свинцовым или свинец-висмутовым теплоносителем, с размещенными под свободным уровнем активной зоной, системой защитного газа и теплообменниками с рабочим телом - диоксидом углерода, отличающаяся тем, что в объем газовой полости над свободным уровнем теплоносителя введены патрубки подачи диоксида и оксида углерода.