WO2016076757A1 - Method and system for controlling a gas system, and nuclear reactor facility - Google Patents

Method and system for controlling a gas system, and nuclear reactor facility Download PDF

Info

Publication number
WO2016076757A1
WO2016076757A1 PCT/RU2015/000743 RU2015000743W WO2016076757A1 WO 2016076757 A1 WO2016076757 A1 WO 2016076757A1 RU 2015000743 W RU2015000743 W RU 2015000743W WO 2016076757 A1 WO2016076757 A1 WO 2016076757A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
oxygen
reactor
hydrogen
coolant
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000743
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Петр Никифорович МАРТЫНОВ
Константин Дмитриевич ИВАНОВ
Алексей Николаевич СТОРОЖЕНКО
Александр Юрьевич ЛЕГКИХ
Владимир Владимирович УЛЬЯНОВ
Степан Артемович БОРОВИЦКИЙ
Александр Иванович ФИЛИН
Сергей Викторович БУЛАВКИН
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг"
Publication of WO2016076757A1 publication Critical patent/WO2016076757A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24Promoting flow of the coolant
    • G21C15/243Promoting flow of the coolant for liquids
    • G21C15/247Promoting flow of the coolant for liquids for liquid metals
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00Details of nuclear power plant
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to the field of nuclear energy and nuclear reactor installations, in particular, to nuclear reactor installations with liquid metal coolants. At the same time, the present invention can also be applied in various types of non-nuclear reactor plants. State of the art
  • One of the main problems of liquid-cooled nuclear reactor plants is the corrosion of structural materials, of which the reactor is filled.
  • the method of forming protective oxide coatings can be applied, the integrity of which depends on the corrosion resistance of the materials from which the reactor, for example, steel, is made.
  • Patent RU2246561 discloses a method for increasing the oxygen concentration in a coolant by introducing (ejecting) gaseous oxygen directly into a coolant or supplying oxygen to a coolant surface, for example, into a gas chamber near a coolant - in the latter case, oxygen will penetrate into the coolant by diffusion. Due to the fact that iron, chromium and other components of structural materials have a greater chemical affinity for oxygen than components of the coolant, such as lead and / or bismuth, oxygen introduced into the liquid metal coolant in the form of oxides of the coolant components will oxidize
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 components of structural materials and, at an appropriate oxygen concentration, form protective oxide films on the surface of the walls of the reactor.To ensure this effect, the oxygen concentration in the coolant must be maintained within appropriate limits, depending on the design of the reactor and the structural materials used in it, as well as on the type and composition of the coolant.
  • radioactive decay products ions, elementary particles, photons
  • explosive gas Due to the fact that a nuclear reaction occurs in the coolant with the release of a large amount of energy, radioactive decay products (ions, elementary particles, photons) can fly out into the volume near the coolant filled with explosive gas, which has an energy significantly greater than that necessary to start the explosive combustion reaction gas, which is, moreover, at elevated temperatures and often at high pressure.
  • the present invention is the provision of a method and device for controlling the concentration of hydrogen and / or oxygen in a reactor installation, in particular, in the coolant of a nuclear reactor installation, without the disadvantages inherent in the prior art.
  • the invention is faced with the task of preventing the simultaneous supply of oxygen and hydrogen from the gas system to the reactor in a volume near the coolant.
  • An additional objective of the present invention is to prevent the supply of oxygen from the gas system to the reactor in the volume near the coolant in which the hydrogen is located, as well as to prevent the supply of hydrogen from the gas system to the reactor in the volume near the coolant in which the oxygen is located.
  • the object of the present invention is achieved by a method for controlling a gas system designed to provide a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen from the gas system to the reactor.
  • the specified method has the following steps: before supplying a gas containing oxygen, check whether the gas containing hydrogen is supplied and / or stopped supplying the reactor, and / or the gas containing hydrogen is stopped; supplying a gas containing oxygen, if the gas containing hydrogen is not supplied to the reactor; before supplying the gas containing hydrogen, it is checked whether the supply of oxygen-containing gas is supplied and / or stopped, and / or the supply of oxygen-containing gas is stopped; hydrogen gas is supplied if no oxygen containing gas is supplied to the reactor.
  • the oxygen content in the gas in the reactor can be checked and / or the gas contained therein can be removed from the reactor and / or a gas free of oxygen and / or neutral to hydrogen and / or or reducing oxygen content.
  • the gas discharged from the reactor is preferably passed through a reaction chamber in which the oxygen contained in the gas is chemically bonded.
  • the hydrogen content in the gas in the reactor can be checked and / or the gas contained therein can be removed from the reactor and / or fed to the reactor
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 a gas not containing hydrogen and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content.
  • the gas discharged from the reactor is preferably passed through a reaction chamber in which the chemical bonding of the hydrogen contained in the gas is carried out.
  • the present invention also solves the method of controlling the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant of the reactor installation, which includes a reactor, a coolant, a gas system located in the reactor * having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant (for example, dispersant), installed partially in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an acid concentration sensor Oroda in the coolant.
  • a reactor a coolant
  • a gas system located in the reactor * having an outlet into the reactor in a volume near the coolant
  • a device for introducing gas into the coolant for example, dispersant
  • the method contains the following steps: evaluate the oxygen concentration in the coolant based on data from the oxygen concentration sensor in the coolant; compare the assessment of the concentration of oxygen in the coolant with the upper and lower acceptable values; in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant is greater than the upper acceptable value, it is checked whether the gas containing oxygen is supplied and / or stopped to the reactor, and / or the gas containing hydrogen is stopped, and / or the signal to stop its supply, and a gas containing hydrogen is supplied to the reactor from the gas system and / or a device for introducing gas into the coolant is activated if the gas containing oxygen is not supplied to the reactor; if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value, check if the gas containing hydrogen is supplied and / or stopped to the reactor and / or the gas containing hydrogen is stopped and / or the signal to stop supplying a gas containing hydrogen, and a gas containing oxygen is supplied to the reactor from the gas system and / or a device for introducing
  • the oxygen content in the gas in the reactor is mainly checked and / or the gas therein is removed from the reactor and / or the gas is supplied to the reactor, which does not contain oxygen and / or is neutral to hydrogen and / or reduces the oxygen content .
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 withdrawn from the reactor, it is possible to pass through a reaction chamber in which the chemical binding of the oxygen contained in the gas is carried out.
  • the hydrogen content in the gas in the reactor Prior to supplying a gas containing oxygen to the reactor, the hydrogen content in the gas in the reactor is mainly checked and / or the gas present in it is removed from the reactor and / or gas is supplied to the reactor that does not contain hydrogen and / or is neutral to oxygen and / or reduces the hydrogen content .
  • the gas discharged from the reactor may be passed through a reaction chamber in which the chemical bonding of the hydrogen contained in the gas is carried out.
  • a gas system control system for supplying a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen to the reactor is directed to solving the problem of the present invention.
  • the system includes the following modules: an oxygen-containing gas supply control module configured to control a gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor if no hydrogen-containing gas is supplied to the reactor and a feed control module a hydrogen containing gas configured to control the gas system to provide hydrogen containing gas to the reactor if no oxygen containing gas is supplied to the reactor.
  • the oxygen-containing gas supply control module may be configured to obtain, from the hydrogen-containing gas supply control module, information on the supply and / or on the cessation of the supply of hydrogen-containing gas to the reactor.
  • the oxygen-containing gas supply control module may be configured to transmit information to the hydrogen-containing gas supply control module about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor, and the hydrogen-containing gas supply control module may be configured with the possibility of ensuring the cessation of the supply of gas containing hydrogen to the reactor upon receipt of information from the control module for the supply of gas containing oxygen about the need to stop the supply of gas to the reactor, with holding hydrogen.
  • the hydrogen-containing gas supply control module may be configured to obtain, from the oxygen-containing gas supply control module, information on the supply and / or on the cessation of the supply of oxygen-containing gas to the reactor.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 containing hydrogen can be configured to transmit information to the oxygen-containing gas supply control module about the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the oxygen-containing gas supply control module can be configured to provide gas cut-off containing oxygen, upon receipt of information from the control module for the supply of gas containing hydrogen, the need to stop supplying to the reactor a gas containing oxygen.
  • the system may also include an auxiliary gas supply control module configured to control the gas system to provide a gas that does not contain oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reduces the content of oxygen and / or hydrogen into the reactor moreover, the control module for the supply of gas containing oxygen, can be made with the possibility of controlling the gas system to ensure the supply to the reactor of a gas containing oxygen, after feeding into the reactor gas not containing a hydrogen and / or oxygen neutral and / or hydrogen-reducing gas and / or a hydrogen-containing gas supply control module may be configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor after the gas is supplied to the reactor, not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content.
  • an auxiliary gas supply control module configured to control the gas system to provide a gas that does not contain oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reduces the content of oxygen and / or hydrogen into the reactor moreover, the
  • the present invention also solves the system of controlling the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant of the reactor installation, which includes a reactor, a coolant located in the reactor, a gas system having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant (for example, dispersant), installed partially in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an acid concentration sensor Oroda in the coolant.
  • a reactor a coolant located in the reactor
  • a gas system having an outlet into the reactor in a volume near the coolant
  • a device for introducing gas into the coolant for example, dispersant
  • the control system contains the following modules: an oxygen concentration estimation module in the coolant, configured to receive data from the oxygen concentration sensor in the coolant, an estimate based on the received oxygen concentration in the coolant, and transmitting the oxygen concentration estimate in the coolant to the concentration estimation comparison module
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen in the coolant with an acceptable value; a module for comparing an estimate of the concentration of oxygen in the coolant with a valid value configured to obtain an estimate of the concentration of oxygen in the coolant from a module for assessing the concentration of oxygen in the coolant and comparing it with upper and lower acceptable values; an oxygen-containing gas supply control module configured to control the gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if hydrogen-containing gas is not supplied to the reactor; a hydrogen-containing gas supply control unit configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is above the upper allowable value and if oxygen-containing gas is not supplied to the reactor; and a control module for the device for introducing gas into the coolant, configured to activate the device for introducing gas into the coolant if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if oxygen containing gas is supplied
  • the control system may also include a warning signal generating module, configured to generate a warning signal about the need to stop feeding gas containing oxygen to the reactor and / or supplying to the reactor a gas not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content, if the assessment of the oxygen concentration in the coolant is above the upper permissible value and the gas containing oxygen is supplied to the reactor and / or with the possibility of generating a signal warnings about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor and / or supplying to the reactor a gas that does not contain hydrogen and / or is neutral to oxygen and / or reduces the hydrogen content if the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and the reactor is fed gas containing hydrogen.
  • a warning signal generating module configured to generate a warning signal about the need to stop feeding gas containing oxygen to the reactor and / or supplying to the reactor a gas not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content, if the assessment of
  • the oxygen-containing gas supply control module may be configured to obtain, from the hydrogen-containing gas supply control module, information on the flow and / or on the cessation of the supply of gas containing hydrogen to the reactor, and / or with the possibility of ensuring the cessation of the gas supply to the reactor containing oxygen, in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower and / or upper acceptable value.
  • the oxygen-containing gas supply control module may be configured to transmit information to the hydrogen-containing gas supply control module about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor, and the hydrogen-containing gas supply control module may be configured to provide of stopping the supply of hydrogen-containing gas to the reactor upon receipt of information from the control module for supplying a gas containing oxygen about the need to stop supplying gas containing hydrogen to the reactor odor
  • Control Module gas feed containing hydrogen can be configured to receive from the control unit of gas feed containing oxygen 'information on pitch and / or termination of feed gas reactor containing oxygen and / or with the possibility to stop the flow of gas reactor containing hydrogen, if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or lower than the upper and / or lower acceptable values.
  • the hydrogen-containing gas supply control module may be configured to transmit information on the oxygen-containing gas supply control module to the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the oxygen-containing gas supply control module may be configured to provide of stopping the supply of a gas containing oxygen to the reactor upon receipt of information from the control module for supplying a gas containing hydrogen about the need to stop supplying a gas containing hydrogen to the reactor oxygen.
  • the system may include an auxiliary gas supply control module, configured to control the gas system to provide gas that does not contain oxygen and / or hydrogen and / or is neutral to the reactor
  • the control module for the supply of gas containing oxygen can be configured to control the gas system to ensure the flow in the reactor gas containing oxygen, after the gas is fed into the reactor, containing hydrogen and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content, and / or a module for controlling the supply of gas containing hydrogen, can be made with the possibility of controlling the gas system to ensure supply to the reactor gas containing hydrogen, after feeding into the reactor a gas not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content.
  • the present invention also solves the gas system containing pipelines, valves and / or equipment for moving the gas medium, and having an exit to the reactor, configured to supply from the gas system to the reactor a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen, in accordance with by a method according to any of the above options and / or using a system according to any of the above options.
  • a nuclear reactor installation comprising: a reactor, a coolant located in a reactor, a gas system having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant (for example, a dispersant) partially installed in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an oxygen concentration sensor in the coolant.
  • a device for introducing gas into the coolant for example, a dispersant
  • the gas system in accordance with the invention can be configured to supply oxygen-containing gas and hydrogen-containing gas from the gas system to the reactor in accordance with the method of any of the above options and / or using the system of any of the above options and / or the reactor installation may be configured to control the hydrogen concentration in the coolant in accordance with the method according to any of the above options and / or using the system according to any of the above options.
  • BIRTHDAY SHEET RULE 26 installation in particular, in the coolant of a nuclear reactor installation, without the disadvantages inherent in the prior art.
  • a technical result is achieved, such as preventing the formation of explosive gas in the reactor and / or gas system.
  • the simultaneous supply of oxygen and hydrogen to the reactor and / or gas system is prevented. This improves the safety, reliability and life of the reactor installation.
  • FIG. 1 is a schematic view of a reactor installation in accordance with the present invention.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of a gas system.
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for controlling a gas system in accordance with the present invention.
  • FIG. 4 shows an example of a reaction chamber.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a dispersant.
  • FIG. 6 shows an embodiment of an oxygen concentration sensor in a coolant.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for controlling the concentration of hydrogen and oxygen in a coolant in accordance with the present invention.
  • FIG. 8 shows a block diagram of one embodiment of a device for controlling the concentration of hydrogen and oxygen in a coolant in accordance with the present invention.
  • the present invention is applicable to a reactor installation (for example, a nuclear reactor installation) having in its composition, as shown in one example in a schematic view in FIG. 1, a reactor 101 in which a heat transfer fluid 104 is connected to the gas system via pipes 108 and 114 having shutoff valves 109 and 1 15, respectively.
  • a dispersant 1 12 with a power and control terminal 113, and an oxygen concentration sensor 110 in the coolant 104 with a terminal 111 are also located in the reactor.
  • the reactor 101 is a vessel, the walls 102 of which are made of structural materials with sufficient mechanical,
  • VILO 26 thermal, radiation and other types of resistances necessary for safe operation of the reactor installation, for example, such as steel.
  • the safety of reactor installations is of particular importance in view of the fact that in the reactor 101 in the core 103 there are radioactive materials that release energy during radioactive fission. At least a portion of this energy in the form of heat is transferred to the coolant 104, which is in the reactor and in contact with the core (that is, the radioactive materials are mainly located in the coolant), and then transferred to the heat exchanger 107, in which thermal energy is transferred to other materials (e.g. water, steam or other heat-intensive materials), at some distance from the source of radiation.
  • other materials e.g. water, steam or other heat-intensive materials
  • the heat exchanger may be, in some embodiments, a steam generator designed to produce steam, which can then be used to heat other media or to drive turbines. Further, after the heat exchanger 107 in the communications outside the reactor, the thermal energy is transferred without the risk of radiation contamination, which, therefore, is concentrated within the reactor. In this regard, in view of the severe, undesirable and long-term consequences of radioactive contamination of the surrounding territories, special importance is attached to the strength and safety of the operation of the reactor. To ensure a long and efficient process of heat transfer from the core 103 to the heat exchanger 107 in the reactor, the coolant is preferably circulated in the reactor 101 in a loop surrounding the core and the heat exchanger. Pumps may be used to provide circulation (not shown in FIG. 1).
  • the heat transfer medium 104 is used from liquid metals such as sodium, lithium, lead, bismuth, and the like. Heavy metals (lead, bismuth) have an advantage over light because of their increased safety, in particular, according to the criterion of reduced fire hazard.
  • heat transfer fluids made using heavy metals also have the advantage of the stability of their properties under
  • the reactor installation can be operated further until the time comes when it is convenient to repair or replace the faulty (leaking) equipment, since the coolant using heavy metals allows this mode of operation due to the insignificant ( uncritical) dependence of their physico-chemical properties on the introduction of water in liquid or vapor form.
  • oxide films at the interface between the coolant and the structural material for example, by supplying the coolant to the surface (with subsequent diffusion of oxygen to the coolant) or into the coolant oxygen, which can be transferred by the coolant to the walls of the reactor, where oxygen can enter into a chemical compound with a structural material (which can be, for example, steel) and form oxide in e the oxide film on the surface of the structural material.
  • An additional advantage of using such corrosion protection is a decrease in the heat exchange intensity between the coolant and the walls of the reactor due to the reduced thermal conductivity of the oxides.
  • the introduction of oxygen into the coolant and an increase in its concentration can be achieved by supplying into the reactor from the gas system gaseous oxygen or gas containing oxygen to the volume near the coolant and / or ejecting them into the coolant.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 the oxygen concentration in the coolant, which could lead, for example, to depressurization of the reactor and the penetration of atmospheric air into it or to carry out routine work, during which an excessive increase in the oxygen concentration in the coolant was allowed, or it is possible to use hydrogen gas or a gas containing hydrogen to clean the coolant fed into the volume near the coolant or introduced into the coolant.
  • hydrogen gas is introduced into the coolant, the oxygen concentration in the coolant decreases due to the interaction of hydrogen with oxygen in the coolant and / or the reduction of oxides of the coolant components. Reducing the increased concentration of oxygen in the coolant is an important process for the safety of the reactor due to the fact that too high a concentration of oxygen entails the risk of oxygen corrosion of the walls of the reactor.
  • Oxygen hydrogen can be supplied into the volume near the coolant by means of the gas system included in the reactor installation, which has an outlet into the reactor 101 into the volume 106 near the coolant 104 (in the preferred embodiment shown in Fig. 1 above the coolant) through a pipe 108.
  • Coolant 104 occupies only part of the reactor capacity to reduce the risk of reactor depressurization due to thermal expansion of the coolant during heating.
  • the upper part 106 of the reactor vessel, located above the surface 105 (“level”) of the coolant 104 is usually filled with a gas representing an inert gas (He, Ne, Ar) or a mixture of inert gases to prevent corrosion and undesirable chemical reactions.
  • He, Ne, Ar an inert gas
  • a mixture of inert gases to prevent corrosion and undesirable chemical reactions.
  • a gas system pipe 108 is provided.
  • the gas system comprises a pipe 114 provided with a valve 115 for discharging gas from the reactor into the gas system.
  • other pipes (pipelines) for supplying / withdrawing gas from the reactor may be provided in the reactor installation.
  • the gas system shown in more detail in FIG. 2 may contain pipelines (pipes) 108, 114, 226 and others, mixers / distributors 204-208,
  • shutoff valves 109, 114, 211-220, 225 (valves, valves, etc.), filters, pumps 209 and 223, measuring chamber 210 with sensors 221 and 222 of oxygen and hydrogen in the gas, respectively, reaction chamber 224 and other equipment not shown in FIG. 2, commonly used in gas systems and. known from the prior art.
  • the gas system can be connected to sources of oxygen, inert gases and hydrogen, respectively, or include them, and can mix gases in mixers 204 and 205.
  • the gas supply from sources 201-203 to mixers 204 and 205 is regulated with using shutoff valves 211-214, respectively.
  • Sources 201-203 of gases intended for supply to the reactor or for use in a gas system can be gas production and purification plants, for example, electrolysis of water for oxygen and hydrogen.
  • Sources 201-203 may also be gas lines or gas cylinders or cylinder systems containing compressed gas.
  • the gas supply can occur due to the high pressure inside the gas cylinders or pumps can be provided that encourage the supply of gas from the containers in which it is stored.
  • FIG. 2 schematically shows gas cylinders containing a high-purity gas under high pressure.
  • gas filters can be provided for purifying gases from particles of various sizes, which in the absence of such filters could damage the gas system and / or reactor, as well as contaminate the gas and / or coolant.
  • shut-off valves 109,115,211-220,225 Valves may be configured using gates, valves, switches, 'taps, valves, locks and other types of equipment that can be used to regulate the flow of gas / liquid.
  • the shutoff valves are configured to be remotely controlled, for example, by means of electric, hydraulic, lever or other actuators. Thanks to the remote control, the safety of personnel serving the reactor and carrying out routine maintenance or its operation is ensured. Besides,
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 remote control allows you to control many valves ' equipment. from one place, for example, from the remote control, thereby allowing you to monitor the situation as a whole and quickly respond to a changing Environment, providing the possibility of carrying out a number of works involving the implementation of complex sequences of operating modes, and increasing the safety of the reactor as a whole.
  • Mixers / distributors 204-208 are a combination of several pipes / pipelines through which various gases can be supplied for mixing and / or distribution to various pipes / pipelines and various equipment. Mixing can be carried out directly at the junction of pipes / pipelines due to the high diffusion ability of gases to penetrate each other and mix, or in a container specially designed for mixing, to which pipes / pipelines are supplied.
  • the result of gas mixing can be discharged by one or more pipelines / pipes, i.e., discharged to one destination or distributed into several.
  • the same gas can be supplied from one or more pipelines and supplied to several pipelines that discharge gas to their respective consumers or destinations - in this case, gas distribution is realized.
  • the mixer / distributor may operate in a conventional pipe / pipeline mode, in which gas is supplied to one pipe and introduced from another.
  • the operating mode is regulated by shutoff valves, the state of which (open / closed, flow rate, etc.) determines the direction of gas flow.
  • the mixer 204 can perform the function of supplying oxygen from a source 201 to a pipe 108 having an outlet into a volume 106 near the coolant through the wall 102 of the reactor. To do this, valves 211, 215 and 109 are opened, and the rest of the valves are closed. To supply inert gas to the volume 106 from the source 202, valves 212, 215, and 109 must be opened, while the remaining valves must be closed. To supply hydrogen from source 203 through mixers 205 and 204, valves 213, 214, 215 and 109 must be open with the remaining valves closed
  • mixer 204 may supply a mixture of gases to volume 106.
  • a mixture of gases For example, to supply a mixture of oxygen with an inert gas,
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen from the source 201 and inert gas from the source 202, for which the valves 211, 212, 215 and 109 are opened, and the rest are closed.
  • valves 212, 213, 214, 215 and 109 are opened, and the rest are closed.
  • valves 211, 212, 214, 216, 219 and 115 must be opened, and to supply a mixture of inert gas with hydrogen, valves 212-214, 216, 219 and 115 must be opened.
  • the gas system can supply inert gas to the reactor
  • a gas containing oxygen or a gas containing hydrogen may be supplied to the reactor in a volume near the coolant.
  • a gas containing oxygen can be, for example, a gas mixture of an inert gas or other neutral gas (in some cases it can also be water vapor) with oxygen (pure oxygen can create the danger of an excessively fast and uncontrolled increase in the concentration of oxygen in the coolant and as a consequence, oxygen corrosion of structural materials of the reactor).
  • a gas containing hydrogen can be, for example, a gas mixture of an inert gas or other neutral gas (in some cases it can also be water vapor) with hydrogen (pure hydrogen can create a risk of an excessively fast and uncontrolled decrease in the oxygen concentration in the coolant and destruction of oxide films, which also leads to corrosion, but in this case, the corrosion is caused by the coolant).
  • Gas mixtures can contain different proportions of oxygen or hydrogen, for example, from 1/3 to 1/5 (or less) of their volume - in this ratio there is a sufficient activity of oxygen or hydrogen contained in the gas, without
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 unnecessary risks of a sharp increase or decrease in the concentration of oxygen in the coolant and the onset of corrosion of structural materials.
  • valves 211, 215 and 109 may be opened.
  • Hydrogen may be supplied to reaction chamber 224, for which valves 214, 216, 219, 220 and 226 are opened.
  • valves 214, 216, 219, 220 and 226 are opened.
  • all or part of the valves / fittings that are installed on pipelines the passage of gases through which can lead to the ingress of oxygen and hydrogen into one volume, tank or pipe, must be in the closed position.
  • valves 214, 217 and / or 218, as well as 115 must be shut off to prevent mixing of oxygen with hydrogen.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 simultaneous supply to the reactor and / or to any element or equipment of the gas system, the method shown in FIG. 3. The following is about supplying or preventing the supply of gases to the reactor, but the same method, if necessary, can be used to prevent the simultaneous supply and mixing of oxygen and hydrogen in the gas system (in particular, in its pipes / pipelines, mixers // distributors, pumps and other equipment).
  • step 301 it is checked at step 301 whether oxygen or a gas containing oxygen is to be supplied to the reactor (hereinafter, when referring to the terms “oxygen” or “hydrogen”, these designations also mean “gas containing oxygen” or “gas containing hydrogen” ”, Respectively, unless otherwise stated).
  • This step can be replaced by waiting for the command to supply oxygen. If it is necessary to supply oxygen, then before supplying oxygen to the reactor at step 302, it is checked whether hydrogen is supplied.
  • Checking the supply of hydrogen to the reactor can also be referred to as checking that hydrogen is not supplied to the reactor, or that hydrogen is prevented from entering the reactor.
  • the essence of these actions is to determine whether or not hydrogen is supplied to the reactor. This determination can be made by checking the condition of the shutoff valves and / or equipment of the gas system to determine whether the current state of the valves / equipment makes it possible or impossible to supply hydrogen to the reactor.
  • pressure / flow / gas sensors can be installed in the pipes / pipelines of the gas system to determine the flow of gas through the pipes / pipelines of the gas system and, if necessary, the gas composition.
  • step 303 the hydrogen supply is stopped. To do this, close the shut-off valves through which hydrogen can pass or pass, and / or turn off / deactivate equipment that supplies hydrogen (for example, pumps). After that, go to step 304.
  • step 304 oxygen is supplied to the reactor only if
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 if hydrogen is not supplied to the reactor.
  • Oxygen is supplied by opening shut-off valves or activating gas system equipment that would allow oxygen to flow from the source to the reactor.
  • step 305 a check is made to see if hydrogen is required. This step can be replaced by waiting for a hydrogen supply command. If it is necessary to supply oxygen, then before supplying hydrogen to the reactor at step 306, it is checked whether oxygen is supplied.
  • Checking the oxygen supply to the reactor can also be referred to as checking that oxygen is not supplied to the reactor or that oxygen is prevented from flowing into the reactor. The essence of these actions is to determine whether or not oxygen is supplied to the reactor. This determination can be made by checking the condition of the shutoff valves and / or equipment of the gas system to determine whether the current state of the valves / equipment provides the possibility or impossibility of supplying oxygen to the reactor.
  • pressure / flow / gas sensors can be installed in the pipes / pipelines of the gas system.
  • step 306 In the event that it is determined at step 306 that oxygen is supplied to the reactor, then at step 307, the oxygen supply is stopped. To do this, shut off valves, through which oxygen can pass or pass, and / or disconnect / deactivate equipment that supplies oxygen (for example, pumps). After that, go to step 308.
  • step 308 if, in the course of checking the oxygen supply in step 306, it was determined that oxygen was not supplied to the reactor. Accordingly, at step 308, hydrogen is supplied to the reactor only if oxygen is not supplied to the reactor. Hydrogen is supplied by opening shut-off valves or activating gas system equipment that would allow hydrogen to flow from the source to the reactor.
  • Step 301 After performing steps 304 and 308, and also if it was determined at step 305 that hydrogen supply was not required (or such a command was not received), the system proceeds to the beginning at step 301. Steps 301 and 305 can be replaced by waiting for the command to the supply of oxygen or hydrogen, in which case such
  • steps 304 and 308 may have a predetermined duration or continue until a command is received to terminate these steps.
  • the method of regulation (control) of the gas system may contain other steps.
  • the hydrogen content in the gas in the reactor can be checked.
  • sensors for the hydrogen content in the gas installed in the reactor or in the gas system can be used.
  • the arrangement of sensors in a gas system, as shown in FIG. 2 is a preferred option since in this case the service life of the sensors is extended by eliminating the damaging effects of radiation, high temperature and pressure that are observed in the reactor.
  • this gas can be discharged through the pipe 114 into the gas system using a pump 209 and then, for example, returned to the reactor volume 106 through the pipe 108.
  • valves 115, 219, 218, 217 and 109 must be open, and the rest closed.
  • the pump 209 is activated, the gas begins to circulate and pass, including through the measuring chamber 210, installed between the valves 218 and 219, in which there are oxygen sensors 221 and 222 hydrogen.
  • oxygen can be safely supplied to the reactor. If it is determined that the reactor contains hydrogen in pure form or in a mixture, then, for example, gas may be supplied to the reactor, which reduces the hydrogen content in an unbound form, for example, by the formation of chemical compounds with hydrogen. If during the supply of oxygen the gas formed as a result of mixing is non-explosive, the technical result of the present invention is achieved, which consists in preventing the formation of detonating gas.
  • the gas present in the reactor can be removed from the reactor. This can be done using pump 223 shown in FIG. 2.
  • valves 115, 220, and 225 must be open, and valve 219 must be closed (or may be left open if at the same time
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 gas composition is measured).
  • a pump 223 discharges gas to an exhaust conduit 226 that can exit into the air or into a gas storage or processing tank.
  • the gas with hydrogen can pass through the reaction chamber 224, in which chemical bonding of the hydrogen contained in the gas can take place.
  • a hydrogen-free and / or oxygen-neutral gas may be introduced into the reactor, which will replace or displace the gas containing hydrogen from the reactor or reduce the hydrogen concentration to a safe limit.
  • the feed gas may be inert gases, water vapor, and the like. This method eliminates the need for a pump to remove hydrogen-containing gas from the reactor.
  • the oxygen content in the gas in the reactor can be checked.
  • sensors for oxygen content in the gas installed in the reactor or in the gas system can be used.
  • the arrangement of sensors in a gas system, as shown in FIG. 2 is a preferred option since in this case the service life of the sensors is extended by eliminating the damaging effects of radiation, high temperature and pressure that are observed in the reactor.
  • this gas can be discharged through the pipe 114 into the gas system using a pump 209 and then, for example, returned to the reactor volume 106 through the pipe 108.
  • valves 115, 219, 218, 217 and 109 must be open, and the rest closed.
  • the pump 209 is activated, the gas begins to circulate and pass, including through the measuring chamber 210, installed between the valves 218 and 219, in which there are oxygen sensors 221 and 222 hydrogen.
  • hydrogen can be safely supplied to the reactor. If it is determined that the reactor contains oxygen in pure form or in a mixture, then, for example, gas may be supplied to the reactor, which reduces the oxygen content in an unbound form, for example, by the formation of chemical compounds with oxygen. If, during the supply of hydrogen, the gas formed by mixing
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 is non-explosive, the technical result of the present invention is achieved, which consists in preventing the formation of explosive gas.
  • the gas present in the reactor can be removed from the reactor.
  • This can be accomplished, as already noted with respect to hydrogen, using the pump 223 shown in FIG. 2.
  • valves 115, 220, and 225 must be open, and valve 219 must be closed (or may be left open if the gas composition is measured at the same time).
  • a pump 223 discharges gas to an exhaust conduit 226 that can exit into the air or into a gas storage or processing tank.
  • the gas with oxygen can pass through the reaction chamber 224, in which chemical binding of the oxygen contained in the gas can take place.
  • oxygen-free and / or hydrogen neutral gas may be introduced into the reactor, which will replace or displace oxygen-containing gas from the reactor or reduce the oxygen concentration to a safe limit.
  • the feed gas may be inert gases, water vapor, and the like. This method eliminates the need for a pump to remove oxygen-containing gas from the reactor.
  • the reaction chamber may include a housing consisting of sides 401, a bottom 402 and an upper part 403. In the bottom 402 and an upper part 403, openings are provided for connection with an outlet pipe 408 and an inlet pipe 407.
  • a reaction material for example, in granule form 405, which increases the efficiency of the interaction of the transmitted gas with the reaction material.
  • the reaction material may be located in cartridges 404, due to which the gas entering the chamber is distributed over a larger volume and interacts with a large amount of reaction material.
  • the gas entering the reaction chamber from the pipe 407 passes into the cassettes 404 through the openings in the middle of the cassettes and through the side walls of the holes enters the chambers, exits to the sides 401 of the chamber and exits into the pipe 408.
  • the interior of the chamber can be heated through its walls using heaters 406.
  • a gas containing hydrogen When a gas containing hydrogen is passed through a reaction chamber, it can interact with a reaction material that provides hydrogen bonding.
  • a reaction material can be a variety of oxides, upon reduction of which one of the reaction products will be water, which is hydrogen bound by oxygen. Water in the form of water vapor or in liquid form will go into the pipe 408, where it can then be collected in containers for such water. Due to this binding of hydrogen, it is prevented from being released into the atmosphere, where it can form an explosive gas, thereby improving the environmental safety of the reactor installation, since the release of radioactive hydrogen isotopes into the environment, which can be generated when hydrogen is in the reactor, in which the reaction of radioactive decay .
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen Such a material can be a variety of materials that allow their oxidation, that is, the formation of oxides.
  • the reacted reaction material (oxygen bound) can be replaced with new material.
  • hydrogen may be passed through the reaction chamber, which will interact with the oxides to reduce the reaction material.
  • one of the reaction products will be water, which is hydrogen bound by oxygen. Water in the form of water vapor or in liquid form will go into the pipe 408, where it can then be collected in containers for such water.
  • metal can be used as a reaction material, which allows a multiple oxidation-reduction cycle, which simplifies and lengthens the operation of the reaction chamber without the need to replace the reaction material.
  • metals that are part of the coolant can be used as metal. This will allow the reuse of gas and reaction products, since they will not be contaminated with impurities harmful to the coolant.
  • a gas system control system in accordance with the present invention can be used to supply gas containing oxygen and gas containing hydrogen to the reactor, while preventing the simultaneous supply of these gases.
  • a system includes a control module for supplying a gas containing oxygen, and a control module for supplying a gas containing hydrogen.
  • the oxygen-containing gas supply control module controls the gas system so as to provide oxygen-containing gas to the reactor if no hydrogen-containing gas is supplied to the reactor.
  • it is connected to actuators, such as electric or hydraulic drives, which control the state (open, closed, orifice size) of the gas system shutoff valves, as well as with the gas system equipment,
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 such as, for example, pumps.
  • the oxygen-containing gas supply control module controls the operation of actuators or equipment of the gas system so that a configuration is created in the gas system in which oxygen-containing gas enters the reactor (descriptions of similar configurations of the gas system and its equipment can be found with respect to Fig. 2).
  • the oxygen-containing gas supply control module can obtain information that the hydrogen-containing gas is supplied or not supplied to the reactor (or that the supply is stopped or started) from the gas supply control module, containing hydrogen, or directly on the basis of the state of the valves and / or equipment of the gas system, for which an additional module for estimating the supply of gas containing hydrogen can be provided in the module.
  • the oxygen-containing gas supply control module can also control the gas system so as to ensure that the oxygen-containing gas is not supplied to the reactor.
  • the oxygen-containing gas supply control module may also control the gas system so as to stop the supply of hydrogen-containing gas to the reactor if oxygen is to be supplied, but hydrogen is currently being supplied.
  • this option is not very preferable due to the fact that this can create conflicts with the actions and commands of the gas supply module containing hydrogen.
  • the oxygen-containing gas supply control module may, in some embodiments, transmit to the hydrogen-containing gas supply control module information about the need to stop the supply of hydrogen-containing gas to the reactor, and the hydrogen-containing gas supply control module may in response to receive information from the control module for supplying a gas containing oxygen, about the need to stop supplying a gas containing hydrogen to the reactor, to stop supplying a gas containing hydrogen to the reactor d.
  • the reactor can be supplied with oxygen without simultaneously supplying oxygen and hydrogen to the reactor, which would lead to the formation of detonating gas.
  • the hydrogen-containing gas supply control module controls the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor if oxygen-containing gas is not supplied to the reactor. For this, it is connected to actuators, such as electric or hydraulic drives, which control the state (open, closed, orifice size) of the gas system shutoff valves, as well as with gas system equipment, such as, for example, pumps.
  • the hydrogen-containing gas supply control module controls the operation of the actuators or equipment of the gas system in such a way that a configuration is created in the gas system in which the gas containing hydrogen enters the reactor (descriptions of similar configurations of the gas system and its equipment can be found with respect to Fig. 2).
  • the hydrogen-containing gas supply control module can obtain information that the oxygen-containing gas is supplied or not supplied to the reactor (or that the supply is stopped or started) from the gas supply control module, containing oxygen, or directly on the basis of the state of the valves and / or equipment of the gas system, for which an additional module for evaluating the supply of gas containing oxygen can be provided in the module.
  • the hydrogen-containing gas supply control module can also control the gas system so as to ensure that the gas-containing hydrogen is cut off to the reactor.
  • the hydrogen-containing gas supply control module can also control the gas system so as to stop the supply of oxygen-containing gas to the reactor if hydrogen is to be supplied, but oxygen is currently being supplied.
  • this option is not very preferable due to the fact that this can create conflicts with the actions and commands of the oxygen-containing gas supply control module.
  • the hydrogen-containing gas supply control module may, in some embodiments, transmit information about the need to the oxygen-containing gas control module
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the oxygen-containing gas supply control module may, in response to receiving information from the hydrogen-containing gas supply control module, about the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, stop supplying gas to the reactor, containing oxygen. This ensures that the technical result of the present invention is achieved even when oxygen is supplied to the reactor if necessary. When such a need arises, the oxygen supply can be stopped and hydrogen can be supplied to the reactor without simultaneously supplying oxygen and hydrogen to the reactor, which would lead to the formation of detonating gas.
  • the gas system control system in accordance with the present invention may also comprise an auxiliary gas supply control module.
  • the auxiliary gas supply control module controls the gas system in such a way as to supply to the reactor a gas not containing oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reducing the content of oxygen and / or hydrogen.
  • auxiliary gas may be inert gases, water vapor and other gas neutral to oxygen and / or hydrogen.
  • the decrease in the oxygen and / or hydrogen content in the reactor in the volume near the coolant can occur due to chemical interaction with the components of the auxiliary gas or due to their displacement or dilution with auxiliary gas.
  • the auxiliary gas that reduces the content of oxygen and / or hydrogen may be a gas that promotes the dissolution of oxygen and / or hydrogen in the coolant, since this will decrease the content of these gases in the volume near the coolant.
  • oxygen and / or hydrogen tend to penetrate (diffuse) into the coolant from the volume near the coolant, therefore, in some cases, it may be sufficient to prevent the formation of explosive gas in the volume near the coolant if one of its components (oxygen or hydrogen) is present there by supplying the second component (hydrogen or oxygen, respectively), simply wait until the component, which is already in the volume near the coolant, dissolves in the coolant (or for example, using a dispersant or an ejector), although the implementation of this method will have to
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 spend some time. To accelerate these processes, gas is removed from the reactor or replaced or reduced in its content.
  • the oxygen-containing gas supply control module may provide oxygen-containing gas to the reactor after the gas has been supplied to the reactor that is hydrogen-free and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content.
  • the hydrogen-containing gas supply control module in some embodiments, may also provide hydrogen-containing gas to the reactor after the gas has been supplied to the reactor that is oxygen-free and / or neutral to hydrogen and / or reducing oxygen content.
  • oxygen or hydrogen can diffuse into the coolant, oxidize the coolant components or vice versa, bind to oxygen or reduce the oxides of the coolant components, for example, bismuth or lead.
  • Oxygen or hydrogen partially diffused into the coolant due to convection or circulation of the coolant in the reactor can be carried deep into the reactor, where they can also oxidize the coolant components or components of structural materials, or vice versa, bind to oxygen or reduce the oxides of the coolant components.
  • the resulting water molecules can evaporate from the surface of the coolant into the volume above it.
  • water vapor can be added to the gas containing oxygen or hydrogen (for example, by means of a humidifier), which will get into the coolant create additional hydrogen and oxygen, which protects oxide films from interaction with hydrogen.
  • the described method of passive saturation of the coolant with oxygen or hydrogen to increase insufficient and reduce excessive oxygen concentration and thereby prevent corrosion can be used, for example, in stationary conditions, when the required rate of increase or decrease in oxygen concentration is low and enters through the surface of the coolant from the volume near the coolant oxygen or hydrogen is sufficient for this
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 (the implementation of this method of controlling the concentration of hydrogen and oxygen in the coolant can be taken into account by the regulatory system of the reactor installation).
  • this method has such disadvantages as inertia and low process control due to the low efficiency of the passive penetration of oxygen or hydrogen from the gas into the liquid coolant.
  • the introduction of oxygen or hydrogen into the coolant due to diffusion through the surface of the coolant is not very accurate, slow and uncontrollable.
  • gas is introduced into the coolant from the volume above the coolant.
  • an input device to the coolant is provided, installed partly in the coolant and partly in the volume above the coolant.
  • the device provides the ability to supply gas from the volume above the coolant to the coolant due to the fact that it has openings interconnected by a channel and located one in the volume above the coolant and the other in the coolant.
  • this may be a tube having a channel inside that connects the holes at the ends of the tube, one end of which is above the coolant and the other in the coolant.
  • such a tube may be equipped with a pump that injects gas from a volume above the coolant into the tube and, thus, into the coolant.
  • the device for introducing gas into the coolant can be made in the form of a dispersant, the device and the principle of operation of which is described below ⁇ or by a combination of these or other devices (as well as another device) that provide the possibility of introducing gas into the coolant.
  • Gas can be introduced into the coolant, for example, in two ways. Firstly, in order for the gas to enter the coolant, an increased pressure can be created in the volume above the coolant compared to the pressure inside the coolant (for example, if the gas in the volume above the coolant presses
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 not on the entire surface of the coolant, and / or if the coolant can flow into a volume in which there is no increased pressure created by the gas in the volume above the coolant), which can lead to the forced penetration of gas into the coolant with lower internal pressure through the gas inlet coolant.
  • the pressure value can be determined by pressure sensors in this volume or by a gas system pipe connected to it, or by the amount of gas pumped into this volume, which can be determined using flowmeters.
  • the disadvantage of this method is the tendency of the device for introducing gas into the coolant to clog the outlet (s) located in the coolant due to the formation of films and solid-phase particles or due to the penetration of solid-phase impurities, dust from the gas above the coolant into the device for introducing gas into the coolant.
  • the outlet (s) of the gas inlet to the coolant In order to prevent the outlet (s) of the gas inlet to the coolant from clogging, it is predominantly mounted on the moving elements of the gas inlet to the coolant installed in the coolant, for example, at the lower end of the rotating element of the gas inlet to the coolant.
  • the introduction of gas into the coolant can be achieved by creating a local low pressure zone in the coolant, for example, near the device for introducing gas into the coolant (gas entrainment by the coolant).
  • this can be done using the elements of the device for introducing gas into the coolant rotating or moving in the coolant.
  • this can be, inter alia, disks in the lower part of the dispersant, which can have blades and during rotation create a region of reduced pressure in the coolant due to centrifugal forces.
  • a dispersant has several advantages in comparison with the use of a passive device for introducing gas into the coolant (i.e., a device providing gas injection only at an increased gas pressure in the volume above the coolant) or another active device. Further, the present invention is described with respect to a dispersant, however, it can be replaced by the general term "device for introducing gas into the coolant" and vice versa.
  • a dispersant 112 is installed in the reactor 101, which also provides a controlled method for increasing the concentration of oxygen or hydrogen in the coolant 104 by introducing a gas, which may contain oxygen or hydrogen, from the volume
  • the dispersant 112 is installed partially in the coolant 104 and partly in the volume near the coolant 104.
  • a gas containing oxygen or hydrogen can be introduced into the coolant directly from the pipeline of the gas system, however, in this case, the specified pipeline must be lowered into the coolant, which can lead to clogging and clogging of the pipeline and, thereby, to reduce the safety and duration of the reactor installation.
  • the dispersant 112 is installed vertically, since in this case it is possible to use the volume 106 above the coolant 104 as a volume near the coolant (in this connection, additional measures to organize a separate volume for gas are not required), and the dispersant 112 is in a position that prolongs its period operation, since the coolant and the solid-phase oxides present in it do not penetrate into the dispersant (which would require their upward movement) and do not lead to clogging of the dispersant, which extends its life.
  • the dispersant has the ability to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, the gas trapped through the hole in the upper part of the dispersant, which is in the particular case in the volume above the coolant, passes through the channel in the dispersant (for example, in the shaft) from top to bottom and is discharged from the bottom of the dispersant located in the coolant (for other types of dispersant location, the direction names change accordingly).
  • an increased pressure can be created in the volume near the coolant, which would lead to the forced penetration of gas into the coolant, which has lower internal pressure, through the dispersant.
  • the pressure value can be determined by pressure sensors in this volume or by a gas system pipe connected to it, or by the amount of gas pumped into this volume, which can be determined using flowmeters.
  • they are preferably made on the moving elements of the dispersant installed in the coolant, for example, at the lower end of the rotating dispersant.
  • the introduction of gas into the coolant can be achieved by creating a coolant in the coolant
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 local zone of low pressure, for example, near a dispersant (gas entrainment with a coolant). For example, this can be done with the help of disks in the lower part of the dispersant, which can have blades and during rotation create a region of low pressure in the coolant due to centrifugal forces. The gas passing from the volume above the coolant through the longitudinal channel into the lower holes near the disks rushes into the indicated region of reduced pressure.
  • the gas entering the coolant in the form of bubbles is split into smaller bubbles, thereby forming a finely dispersed two-component suspension heat carrier gas.
  • the gas contains hydrogen
  • conditions are formed for an effective increase in the concentration of hydrogen in the coolant.
  • the dispersant has moving (rotating) elements, it is possible to move (wash) the coolant near the surfaces of the dispersant, due to which solid particles and oxide films are washed off from the dispersant and thus carry out its automatic self-cleaning. This property increases the service life of both the dispersant itself and the life and safety of the operation of the reactor installation as a whole.
  • the dispersant can have two disks, one of which rotates, and the other does not — thanks to this combination, a region of reduced coolant pressure is formed between the disks, into which gas can flow from the holes in the shaft or one or two disks. Since it is possible to provide a sufficiently small distance between the disks, and one of the disks rotates relative to the other, the pressure decreases more than in the case when both disks rotate. Due to this, the efficiency of introducing gas into the coolant is increased and gas bubbles become even less, that is, the efficiency of dissolving the gas, in particular oxygen or hydrogen, in the coolant is increased and, thereby, the concentration of oxygen or hydrogen is increased.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 a system that can supply the necessary gas to the volume near the coolant and / or create increased pressure in the volume near the coolant, and due to the ability to control the operation of the dispersant, which in a passive state (without rotation of the disk) does not introduce gas from the volume above the coolant into the coolant, but into in the active state (with rotation of the disk) introduces oxygen-containing gas from the volume above the coolant into the coolant, and the rate (efficiency) of gas input into the coolant may depend on the speed of rotation of the disk.
  • dispersant with rotating disks is more attractive, since it is not necessary to create increased pressure in this volume to ensure gas is introduced from the volume near the coolant into the coolant, but it is enough to actuate (activate) the dispersant, which simplifies and thereby increases the reliability of the control system.
  • the rotation of the shafts and disks is required. This can be done using, for example, an electric motor. To reduce the destructive effect of high temperatures and coolant vapors on the electric motor and, accordingly, extend its service life, it is preferably located outside the reactor (although in some cases it can also be located inside). To bring the parts of the dispersant into rotation, a shaft can pass through the wall of the reactor from the electric motor, for which a hole must be made in the wall.
  • the dispersant motor to increase the structural strength of the reactor and, thus, the safety of its operation, it is possible to transfer rotation from the electric motor to the dispersant elements using a magnetic coupling, parts of which are mounted mainly opposite each other on opposite sides of the reactor wall.
  • the magnetic field generated by one magnetic coupling half can transmit the force of rotation to another coupling half located on the other side of the reactor wall, thereby driving the dispersant.
  • the dispersant motor is located outside the reactor, it can be controlled through the wire (cable) 113 shown in FIG. 1 and intended for supplying electricity to an electric motor by supplying / not supplying a supply voltage or changing its parameters.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 dispersant, and the motor stop, at which the dispersant stops its work, in the present invention is called "deactivation" of the dispersant.
  • the rotation speed of the electric motor can be regulated in various ways: binary (disconnected / switched on), with several rotation speeds or with the possibility of imparting any rotation speed; in a certain range of speeds. Moreover, the higher the rotation speed, the more gas (including oxygen) is dissolved in the coolant and the more small gas bubbles are formed.
  • the dispersant consists of the following main elements: dispersant body 501 with a fixed upper disk; a hollow shaft 502 connected to a lower rotating disk [503; a flange 504 mounting the dispersant to the reactor vessel; electric motor 507 with leading magnetic coupling 506, transmitting rotation
  • An electric motor 507 with coupling half 506 is mounted on the wall of the reactor 102 from the outside, and the coupling half 505 is mounted on the inside of the wall of the reactor 102.
  • the upper disk (stator) of the dispersant is fixedly connected to the dispersant body 501.
  • the lower rotary disk 503 is connected to the rotary shaft 502.
  • the lower disk and the shaft are hollow and are connected with each other.
  • the shaft cavity is connected to the gas circuit through openings.
  • the surface of the lower disk forming a gap [ is perforated with holes (for example, at least twelve) of small diameter located around the circumference.
  • the upper disk can also be perforated with small holes for liquid metal to enter the cavity between the disks.
  • the rotating shaft is connected to the shaft of the sealed electric motor 507, fed from the frequency converter, using magnetic coupling halves 505, 506.
  • the dispersant is immersed in the coolant so that the holes in the upper part of the shaft are above the level, and the upper and lower disks are below the liquid level.
  • the lower disk rotates at a given angular speed.
  • a zone of reduced pressure is formed in the gap, which causes gas injection from the cavity of the lower disk through the holes in the upper part
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 lower disk in the gap. In the gap, due to the coolant velocity gradient, the bubbles are crushed and the finely dispersed gas phase together with the coolant enters from the gap into the main coolant stream.
  • the fixed disk may be the lower disk, and the rotating upper one.
  • the cavity connecting the volume near the coolant and the holes in the disk can be both in the shaft and in the housing.
  • the holes themselves can be made both in a rotating disk and in a fixed one (or simultaneously in these disks).
  • the principle of action of a gas dispersant is based on the fragmentation of gas bubbles in a liquid when they enter the stream with a large velocity gradient.
  • large bubbles are destroyed with the formation of small ones.
  • the creation of a highly gradient fluid flow in the gas dispersant in the preferred embodiment of the dispersant is carried out in the gap between the rotating and fixed disks.
  • the degree of dispersion of the gas phase, ceteris paribus depends on the velocity gradient in the stream. An increase in the velocity gradient is achieved by decreasing the gap between the disks or increasing the linear velocity of the relative motion of the disks.
  • the reactor 101 is also located a sensor for oxygen concentration in the coolant 104.
  • a sensor for oxygen concentration in the coolant 104 In a preferred embodiment, it is made in the form of a sensor of the thermodynamic activity of oxygen in the coolant, one of the variants of which is shown in FIG. 6.
  • the solid-state oxygen concentration sensor comprises a ceramic sensing element 601 sealed in the housing 605, a reference electrode 602 and a central electrode consisting of two parts - the lower 606 and the upper 1 1 1 located in the sensor cavity.
  • Ceramic sensing element 601 is made entirely of solid electrolyte in the form of a cylindrical element and part of a sphere conjugated to each other.
  • element 601 for example, partially stabilized zirconia, fully stabilized zirconia or hafnium oxide can be used.
  • the side surface of the cylindrical element is connected to the inner side surface of the housing 605 by
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 connecting material 604 which may be, for example, a glass or pressed carbon fiber.
  • the sensor is equipped with a plug 603 of metal oxide, for example aluminum, having a hole and overlapping the cross section of the cavity of the ceramic sensor 601.
  • the plug is designed to fix the reference electrode 602 in the inner cavity of the ceramic sensor 601.
  • the reference electrode 602 is located in the cavity formed by the inner surface of the ceramic
  • the electrode 602 may be made, for example, of bismuth, lead, indium or gallium.
  • the free end of the lower part of the central electrode 606 facing toward the part of the spherical element is brought into the volume of the reference electrode 602 through an opening in the plug 603.
  • An electrical contact is provided between the reference electrode 602 and the lower part of the central electrode 606.
  • At least part of the sphere of the ceramic sensitive element 601 extends beyond the housing 605, for example, made of steel. During operation of the sensor, this protruding part is immersed, for example, in a molten liquid metal, in which oxygen activity is determined.
  • the materials of the housing 605, ceramic sensor 601 and the connecting material 604 have the same coefficient of thermal expansion and are chemically resistant to the working medium, for example, to lead melt at temperatures not exceeding 650 ° C. This allows you to maintain the efficiency of the sensor at rates of temperature change (thermal shock) in the molten metal up to 100 ° C / s in the temperature range 300 - 650 ° C.
  • a sleeve 608 is welded to the free part of the housing 605.
  • the upper part of the central electrode 111 which in FIG. 1 in the form of a cable or wire passes through the wall 102 of the reactor vessel.
  • the annular cavity between the sleeve 608 and the upper part of the Central electrode 111 is filled with a dielectric material 610, which is preferably used glass. Material 610 provides a seal to the interior of the sensor. This is necessary to prevent oxygen from entering the internal cavity of the sensor and changing the properties of reference electrode 602. Lower
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 a portion of the central electrode 606 located in the inner cavity of the housing 605 is housed in an insulator 607, preferably made of alumina.
  • the principle of operation of the oxygen thermodynamic activity sensor is based on measuring the difference in electrical potentials between two electrodes separated by a solid electrolyte (for example, Zr0 2 - ⁇ Y 2 0 3 ) with selective oxygen-ion conductivity.
  • the magnitude of the difference in electrical potentials between the two electrodes is formed due to the difference in the oxygen potentials of the controlled medium and the medium with a predetermined oxygen potential (reference electrode).
  • a reference electrode liquid metal solid oxide systems can be used, for example, ⁇ Bi ⁇ - ⁇ Bi 2 0 3 >.
  • the potential difference value received from the sensor can be converted into the value of the thermodynamic activity of oxygen, its concentration, or other convenient value.
  • the control of means for increasing the oxygen concentration can be controlled directly depending on the potential difference value received from the sensor (for example, according to the correspondence table or via formula correspondence established by empirical or theoretical methods).
  • Direct or converted readings of an oxygen concentration sensor for example, the thermodynamic activity of oxygen
  • an oxygen concentration sensor for example, the thermodynamic activity of oxygen
  • decisions can be made to activate the mass transfer apparatus or dispersant in accordance with the result of the comparison. For example, it can be determined that the oxygen concentration is below a threshold value, and then a decision is made to activate one of these devices in order to increase the oxygen concentration (for example, its thermodynamic activity).
  • a method for controlling the concentration of oxygen and hydrogen to achieve the above technical results may comprise the following steps shown in FIG. 7.
  • the readings of the oxygen concentration sensor are obtained (step 701) and the oxygen concentration in the coolant is estimated (step 702) based on the data from the oxygen concentration sensor in the coolant, and then the estimate of the oxygen concentration in the coolant is compared with the upper and lower acceptable values. In particular, at step 703, the concentration estimate is compared with the upper acceptable value. In the event that the oxygen concentration is greater
  • step 706 can be carried out immediately after checking the supply of oxygen-containing gas, that is, after step 704, without stopping the supply of oxygen-containing gas, since this is not necessary.
  • the technical result of the present invention will be achieved by preventing the simultaneous supply of a gas containing hydrogen and a gas containing oxygen to the reactor.
  • step 703 proceeds to step 707, where the estimate of the oxygen concentration in the coolant is compared with the lower allowable value.
  • the oxygen concentration is less than the lower permissible value (for example, less than the minimum acceptable value, that is, is outside the range of acceptable values)
  • a hydrogen-containing gas is supplied, at step 709, the volume of gas near the coolant containing hydrogen is stopped flowing to the reactor, and then, at a step 710, a gas-containing gas is supplied and / or activation of the dispersant. If, however, the supply of hydrogen-containing gas to the volume near the coolant was not (was stopped), then step 710 can be carried out immediately after checking the state of the gas system, that is, after step 708, without stopping the supply of hydrogen-containing gas to the volume near the coolant , due to the lack of need for this. In any of these options, the technical result of the present invention will be achieved, which consists in preventing the simultaneous supply of a gas containing hydrogen and a gas containing oxygen to the reactor, in particular, to the volume near the coolant:
  • qualified and highly trained personnel servicing the reactor and monitoring its condition having received such a signal, can stop supplying and / or start supplying the corresponding gases from the gas system to the reactor into the volume near the coolant, preventing the simultaneous supply of oxygen and hydrogen to the reactor, thereby providing the technical result of the present invention.
  • step 710 or step 706 the oxygen concentration is checked, for example, in the same manner as before, that is, by evaluating the indicated concentration. As shown in FIG. 7, this can be done by returning to step 701..
  • step 701 proceeds from step 707 if the assessment of the oxygen concentration in the coolant shows that the concentration is greater than the lower Allowable value. In this case, the oxygen concentration in the coolant is in the allowable range (the range of permissible
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 values that is, less than the upper acceptable value and more than the lower acceptable value, which means that no measures are required to change the oxygen concentration in the coolant (or to change or abandon previously taken measures).
  • the method depicted in FIG. 7 is cyclically repeated.
  • the gas and / or activation are not carried out or are carried out symbolically or fictitiously (for example, a start signal is sent to the start circuit, but this circuit does not start because that the dispersant or gas system is already brought to the required state).
  • the method of FIG. 7 can be modified by introducing verification of the need to perform steps 706 and 710 in view of their possible implementation before that, respectively.
  • step 706 as in step 710, five alternatives are possible, which will lead to the achievement of the desired result, which consists in increasing the concentration of hydrogen in the coolant (introducing hydrogen into it) or in increasing the concentration of oxygen in the coolant (introducing oxygen), respectively .
  • the necessary gas is supplied into the volume near the coolant from the gas system, for example, in a volume that does not lead to an increase in pressure, but simply displaces, for example, an inert gas (for example, into the second pipeline of the gas system having an outlet into the reactor volume near the coolant )
  • the dispersant In order for hydrogen or oxygen to enter the coolant, the dispersant must be in an active state. Therefore, this alternative is used if, before the necessary gas was supplied, the dispersant was in an active state, for example, used to introduce, for example, an inert gas or a mixture of such gases into the coolant.
  • the required gas i.e., a gas containing hydrogen for step 706, and a gas containing oxygen for step 710
  • a gas containing hydrogen for step 706, and a gas containing oxygen for step 710 could already be in the volume near the coolant before activating the dispersant and to achieve the result, i.e. introducing a gas-containing or oxygen-containing gas into the coolant and, thereby, increasing the concentration of hydrogen or oxygen in the coolant, it is sufficient to activate the dispersant.
  • the gas in the volume near the coolant could be, for example, inert, and the dispersant was turned off, and
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 in order to increase the concentration of hydrogen or oxygen in the coolant, it is required both to supply a hydrogen-containing or oxygen-containing gas to the volume near the coolant, respectively (in extreme cases, it can be pure hydrogen or pure oxygen, intended for mixing with an inert gas in the indicated volume), and activate dispersant.
  • the dispersant is not activated, and the necessary gas containing hydrogen or oxygen is supplied from the gas system into the volume near the coolant in an amount (volume) or under pressure sufficient to create such pressure in the volume near the coolant that would cause gas to penetrate the coolant through the dispersant even with an inactive dispersant.
  • the necessary gas containing hydrogen or oxygen is supplied to the volume near the heat carrier from the gas system in an amount (volume) or under a pressure sufficient to create such pressure in the volume near the heat carrier that would cause gas to penetrate into the heat carrier through the dispersant, and activate the dispersant - this allows you to extend the life of the dispersant.
  • the result of increasing the concentration of hydrogen or oxygen is achieved only if there is a gas in the volume near the coolant containing hydrogen or oxygen, respectively, under a pressure exceeding the internal pressure in the coolant at the location of the outlet ( holes) of the dispersant, but they differ only in the way of creating the required pressure difference and in the initial conditions: the dispersant is activated or deactivated and is there about Itel needed gas and under any pressure.
  • the present invention should be considered used in the case of performing any of the above actions, if they lead to the flow through the dispersant (or dispersant) of gas containing hydrogen or oxygen, depending on the step, from the volume near the coolant to the coolant.
  • the ingress of gas (including hydrogen-containing and oxygen-containing) into the coolant is also possible if an increased gas pressure is created in the volume near the coolant, and the dispersant does not
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 is activated.
  • the outlet (s) of the dispersant are clogged, and therefore, to increase the reliability and service life of the reactor equipment, which leads to an increase in the safety and life of the reactor installation with this method of introducing gas into the coolant (due to the increased gas pressure in the volume near the coolant) the dispersant should still preferably be activated so that its outlet (s) at the lower end immersed in the coolant is washed by the coolant, etc. dotvraschaya accumulation in / on it oxides Fat, films, etc.
  • steps 706 and 710 even if a gas containing hydrogen or oxygen is introduced into the volume near the heat carrier from the gas system, the gas pressure in the volume near the heat carrier increases, which leads to the penetration of gas into the heat carrier even without activating the dispersant , the dispersant is preferably also activated (although the case without activating the dispersant is also included in the scope of the present invention).
  • the regulation of gas pressure in the volume near the coolant in such a way that it itself begins to penetrate into the coolant through the dispersant even without its activation can be undesirable due to the formation of large bubbles and is much less accurate due to the less accurate control of the pressure in the gas system than regulating the speed of rotation of the dispersant, and, accordingly, local pressure reduction in the coolant near the rotating end (disks) of the dispersant, and therefore it is preferable application of regulation of oxygen concentration in the coolant using an activated dispersant.
  • the present invention preferably applies only the first three previously described alternatives to steps 706 and 710, which combines the fact that the result is an increase in the concentration of hydrogen or oxygen , is achieved only if there is a gas in the volume near the coolant containing hydrogen or oxygen, respectively, and a dispersant is activated, which introduces gas from a volume of about t plonositelya to the coolant, and they differ only by the initial conditions: activated or deactivated, and whether the dispersant of approximately coolant gas containing oxygen or hydrogen.
  • a dispersant is activated, which introduces gas from a volume of about t plonositelya to the coolant, and they differ only by the initial conditions: activated or deactivated, and whether the dispersant of approximately coolant gas containing oxygen or hydrogen.
  • the present invention should be considered to be used in the case of performing any of the above actions, if they lead to the dispersant supplying a gas containing oxygen or hydrogen from the volume near the coolant to the coolant. It should be borne in mind that the supply of gas containing oxygen or hydrogen into the volume near the heat carrier, both with the creation of pressure in this volume that exceeds the internal pressure of the heat carrier (not only locally near the dispersant, but also in the entire volume), and without creating such pressure , in any case, it will be considered as occurring as a result of supplying a gas containing oxygen or hydrogen to the volume near the coolant, and, thus, be one of the variants of the present invention, be included in the scope of protection of the claims and fall within od scope of this patent.
  • oxygen or hydrogen can still be introduced into the coolant for some time due to the dispersant in the active state, or due to diffusion oxygen or hydrogen into the coolant through the interface, however, oxygen or hydrogen in the volume will be exhausted after some time without the intake of a gas containing oxygen or hydrogen, respectively. If the natural consumption of oxygen or hydrogen in the volume near the coolant does not occur quickly enough or it is necessary to exclude oxygen or hydrogen from this volume in general, then a gas containing no hydrogen and oxygen can be supplied to the volume near the coolant from the gas system.
  • the supply of gas from the gas system that does not contain hydrogen and oxygen to the volume near the coolant can be carried out immediately as soon as a decision is made to stop the introduction of hydrogen or oxygen into the coolant, and this will mean that the supply of gas containing hydrogen or oxygen has stopped since the supplied (substitute) gas does not contain hydrogen and oxygen.
  • the dispersant can be deactivated and / or terminated feeding into the volume near the coolant from the gas system a gas containing hydrogen (if necessary in addition to
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 stopping the supply of hydrogen containing gas to the volume near the coolant from the gas system; a hydrogen-free gas may be supplied to the volume near the coolant from the gas system). This allows you to maintain the oxygen concentration in the coolant in the allowable range, that is, not lower than the lower limit of the allowable range of oxygen concentration in the coolant. Tracking the condition "the oxygen concentration in the coolant is equal to or lower than the permissible value" is due to the fact that in this case the present invention is aimed at combating an excessively high oxygen concentration.
  • the oxygen concentration in the coolant is equal to or lower than the upper allowable value by introducing a dispersant into the coolant, and when the oxygen concentration exceeds the upper allowable value, the dispersant can be reactivated.
  • the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower permissible value, it is possible to deactivate the dispersant and / or stop supplying from the coolant the gas system of a gas containing oxygen, since the oxygen concentration is already in the acceptable range of values (if necessary, in addition to stopping the flow into the volume near the heat transfer ator gas from the gas system containing oxygen in the amount of coolant around the gas system may supply gas containing no oxygen).
  • the dispersant After stopping the increase in oxygen concentration in the coolant by introducing oxygen-containing gas into it, its concentration in the coolant will fall to the lower limit of the allowable range of values and when the oxygen concentration in the coolant (estimate of this value) becomes again lower than the lower allowable value (which is preferably lower boundary of the permissible range of values), the dispersant can be activated again.
  • the method of the present invention is not cyclically repeated.
  • the completion of the introduction of hydrogen or oxygen into the coolant can be carried out not by the condition of restoring the permissible concentration of oxygen, but by timer, after some time of active work of the dispersant.
  • the control system can go into standby mode starting the method from step 701, or start the method from this step automatically, thereby also ensuring the cyclicality and automatism of work. This can be useful when assessing the oxygen concentration should be free from the influence of various factors and requires the dispersant to be in an inactive state and, therefore, not affecting the sensor readings at the time it is received.
  • steps 704,705, 708 and 709 of the method of FIG. 7 correspond to steps 306, 307, 302 and 303, respectively, of the method of FIG. 3, and steps 706 and 710 of the method of FIG. 7 include the steps of steps 308 and 304, respectively, of the method of FIG. 3.
  • steps 302-304 and 306-308 of the method for controlling the gas system in FIG. 3 also applies to steps 708-710 and 704-706, respectively, of a method for controlling an oxygen concentration in a coolant.
  • additional steps of the method of controlling the gas system can be carried out in the method of controlling the concentration of oxygen in the heat transfer network.
  • the upper and lower permissible values, as well as the value (range) of the permissible oxygen concentration in the coolant, can be determined on the basis of preliminary theoretical or calculated values or can be obtained experimentally during commissioning or calibration work (or in a combination of these methods).
  • the specific thresholds and acceptable values depend on the design of the reactor installation and the features of its manufacture, and may vary from installation to installation even for one type of reactor and depending on the operating conditions or preparation for operation of the reactor installation.
  • the criterion for determining specific threshold values and acceptable values can be considered to be the corrosion resistance of the structural materials of the reactor, its safety and the sufficiency of oxygen concentration or the characteristics of its increase to ensure corrosion resistance, safety and long life of the reactor.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 In some cases, for simplicity, the upper and lower acceptable values may be taken equal to each other.
  • the lower permissible concentration of oxygen dissolved in the coolant can be determined by calculation and experimental means, and have a value calculated by the following formula:
  • C is the concentration of oxygen dissolved in the coolant, wt.%
  • T is the maximum temperature of the coolant in the circuit, K;
  • Cs is the concentration of oxygen dissolved in the coolant at saturation at temperature T, wt.%;
  • j is the coefficient of thermodynamic activity of lead in the coolant, the inverse wt.%
  • CPP is the concentration of lead in the coolant, wt.%
  • lg is the mathematical operation of taking the decimal logarithm (that is, the base 10 logarithm).
  • the extremely low oxygen concentration can be 2.6 ⁇ 10 ' May 10 % (the value is determined on the basis of the indicated data and data determined empirically or by calculation for a specific implementation of the reactor installation).
  • the extremely low oxygen concentration is acceptable for the operation of the reactor installation and can be used as the lowest permissible value, for example, provided that the oxygen concentration increases rapidly without time delays after the measured oxygen concentration falls below the value of the extremely low oxygen concentration or approaches this value , it is advisable not to allow such situations to increase the safety of the operation of the reactor.
  • thresholds or acceptable values having values above the extremely low oxygen concentration can be taken.
  • a task may be set to maintain an oxygen concentration in the range of 6 ⁇ 10 " 8 to 6 ⁇ 10 " May 7. % With a decrease in the concentration of dissolved oxygen
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 up to the level of 6 10 wt.% it can be determined that the lower acceptable value has been reached, and a decision has been made to increase the oxygen concentration in the coolant. After fulfilling this decision, the concentration of oxygen dissolved in the coolant increases and when the value of 6 ⁇ 10 " wt% is reached, the achievement of the upper acceptable value can be determined and, accordingly, a decision can be made to reduce the concentration of oxygen in the coolant by introducing hydrogen.
  • the end of the change oxygen concentration can be determined not by reaching an upper or lower acceptable value, but on the basis of time or other characteristics of the process of changing the concentration uu oxygen (e.g., a change in the oxygen concentration may be terminated after a duration of this process since the start reaches a predetermined value).
  • the advantages of this method of controlling the concentration of oxygen and hydrogen in the coolant are based on the following. Due to the fact that before starting the supply of hydrogen or oxygen to the reactor, it is checked that oxygen or hydrogen is no longer introduced into it, respectively, the simultaneous introduction of hydrogen, oxygen and oxygen into the reactor, in particular, into the volume near the coolant, is prevented the formation of explosive gas. Due to the fact that explosive gas carries a risk of detonation (explosion), this is associated with a risk of damage to the equipment of the reactor and the gas system, the gas system itself and depressurization of the reactor, which leads to the risk of radioactive contamination of the environment. Thus, the present method increases the life of the reactor installation and increases its safety.
  • a control system in accordance with the present invention can be used.
  • Such a control system one embodiment of which is shown in FIG. 8 contains: a module 801 for estimating the concentration of oxygen in the coolant, a module 802 for comparing the estimates of the concentration of oxygen in the coolant with a valid value, a gas supply control module 803,
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 containing oxygen, a hydrogen-containing gas supply control unit 804, and a dispersant control unit 805.
  • a module 801 for estimating the oxygen concentration in the coolant is configured to receive data from the sensor for oxygen concentration in the coolant, an estimate based on the obtained oxygen concentration in the coolant, and transmitting an estimate of the oxygen concentration in the coolant to module 802 for comparing the estimate of the oxygen concentration in the coolant with a valid value.
  • Module 802 comparing the estimate of the concentration of oxygen in the coolant with an acceptable value is configured to obtain an estimate of the concentration of oxygen in the coolant from the module 801 to assess the concentration of oxygen in the coolant and compare it with the upper and lower acceptable values.
  • Comparison results with allowable values in the embodiment shown in FIG. 8 are transmitted to an oxygen-containing gas supply control unit 803, a hydrogen-containing gas supply control unit 804, and a dispersant control unit 805.
  • the oxygen-containing gas supply control unit 803 and the hydrogen-containing gas supply control unit 804 represent at least a part of the gas system control system, therefore, all that has been noted above with respect to the gas system control system and, in particular, with respect to the control module for the supply of gas containing oxygen, and the control module for the supply of gas containing hydrogen, also applies to modules 803 and 804 in particular and to the system for controlling the concentration of oxygen in the coolant as a whole.
  • the dispersant control module 805 can activate and deactivate the dispersant, depending on whether it is necessary to introduce gas from a volume near the coolant or not. In particular, module 805 activates the dispersant if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if oxygen containing gas is supplied and / or supplied to the reactor, and also if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is higher than the upper allowable values and if gas containing hydrogen is supplied and / or supplied to the reactor. To perform its functions, module 805 may receive signals from modules 802, 803, and 804.
  • Module 803 may stop supplying oxygen to the reactor and / or deactivate the dispersant (or signal to module 805 that the dispersant needs to be deactivated) if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower and / or upper allowable value, and / or in the event that a signal is received from module 804 about the need to stop supplying oxygen.
  • Module 804 can shut off hydrogen to the reactor and / or deactivate the dispersant (or signal to module 805 to disable the dispersant) if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or lower than the upper and / or lower acceptable value, and / or in the event that a signal has been received from module 803 about the need to stop the supply of hydrogen.
  • modules 803 and / or 804 can provide a volume of gas near the coolant from a gas system that does not contain hydrogen and oxygen, such as an inert gas.
  • the modules 803, 804, and 805 can be fed as signals giving instructions for activating / deactivating the corresponding devices and / or bringing the gas system to the required state for supplying / disabling the supply of the corresponding gases, enabling / disabling signals for activating / deactivating the corresponding devices (for example, in binary form), as well as signals indicating the degree or magnitude of the required activation of the corresponding devices, which can have a value from zero to maximum.
  • modules 803 and 804 can. also exchange information in binary form, informing, for example, that the corresponding gas is supplied or not supplied, or that the gas supply must be stopped, or that the gas supply can be started (in some cases, a signal can be sent directly prohibiting the supply of gas or controlling the supply of power or control signals to equipment controlled by another module).
  • the modules can exchange information about the operating modes of the equipment and the state of the gas system, changes in the modes and parameters of the operation and changes in the operation and condition of the gas system - for example, that the device is being activated or deactivated, or that shut-off valves open or close at a certain speed which can be defined in
  • the modules 803 and 804 may receive information about the activation or deactivation (or degree of activity) of equipment or fittings controlled by adjacent modules (in particular, modules 804 and 803, respectively) directly from the hardware or fittings or from drivers or actuators or cards controlling this equipment or fixtures. So, for example, the module 803 and 804 can receive and / or exchange information about the state of the dispersant (activated, deactivated and / or degree of activation) and / or the status of equipment that controls or diagnoses the gas system, such as sensors, shutoff valves (valves, valves, etc.), pumps, etc.
  • the state of this equipment can be expressed in the closed / open position, throughput, flow rate, activated / deactivated state and / or degree of activation), directly from the dispersant and / or equipment Ia gas system (supply terminals or sensors) and / or of the boards / driver / control card of the suggested equipment, and with equipment control output modules 804 and 803.
  • the module 802 may provide a signal to indicate, by light, sound, or in other ways, that the upper acceptable level has been exceeded, lower than the lower acceptable level, is within acceptable limits, or about any events of concentration change or being within certain ranges (limits).
  • a signal may be perceived by personnel monitoring and controlling the reactor installation, moreover, the activation / deactivation of equipment and / or valves or the issuance of commands to activate / deactivate equipment and / or valves in modules 803 and 804 may also be carried out by personnel, for example, based on decisions taken after the perception of the indicated indication.
  • control system may include a warning signal generation module configured to generate a warning signal about the need to deactivate the dispersant and / or stop supplying oxygen and / or supplying oxygen-free gas to the volume near the coolant if the oxygen concentration in the coolant is estimated above the upper permissible value, and the dispersant is activated in
  • the volume near the coolant delivers a gas containing oxygen, and with the possibility of generating a warning signal about the need to deactivate the dispersant and / or. stopping the supply of hydrogen, and / or supply to the volume near the coolant a gas that does not contain hydrogen, if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower Permissible values, and the dispersant is activated and a gas containing hydrogen is supplied into the volume near the coolant.
  • the structure of the control device (regulation system) in accordance with the present invention may have other configurations, which may be options, obtained by addition, exclusion or replacement.
  • the block diagram shown in FIG. 8, as well as a flowchart of the control method of FIG. 7 and the method of FIG. 3, as well as examples of the implementation of the reactor installation and instruments and devices in FIG. 1-4 are given for illustrative purposes only and cannot limit the scope of protection of the present invention as defined by the claims. Any actions, objects, modules, elements, equipment and other characteristics indicated in the singular can also be considered used if there are several of them in the installation or method, and vice versa, if there are many, then one object or action may be sufficient to use the sign. .
  • the regulatory system can be performed automatically ⁇ that is, all decisions can be made on the basis of the received and processed data by the system itself and be implemented by it.
  • a closed cycle appears, which includes a coolant containing oxygen, an oxygen content (concentration) sensor, processing and decision-making modules, actuator control modules that affect the coolant and the gas system - and the results of this are again evaluated with using oxygen concentration sensors, and again decisions are made to regulate the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant.
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 deviation of the parameter in an undesirable direction (this can happen either due to imperfection of processing algorithms or due to equipment failures).
  • the system for controlling the concentration of oxygen in the coolant can be performed with the participation in the processing of data and / or decision-making personnel.
  • the reactor installation can have a control panel equipped with indicators, such as light (indicators, light panels, screens, information boards, etc.), sound (loudspeakers, sirens, warning systems etc.) and other, for example, tactile indicators.
  • the control panel may be equipped with information input means for requesting necessary information, testing and entering control commands.
  • Input means can be buttons, toggle switches, levers, keyboards, sensors, touchpads, trackballs, mice, touch panels and other data input means known in the art.
  • the equipment can include a chair equipped with wheels, which, in addition to ensuring the convenience of the staff, provides quick and convenient access for the person in the chair to remote parts of the control panel, as personnel can easily push away from their current location and as a result of forward movement the wheels provided by the wheels, in a short period of time to be at the desired location.
  • an automatic control system may be unsafe in case of failures or imperfect data processing algorithms.
  • Modules of the control system can be made hardware based on discrete electronic components, integrated circuits, processors, assemblies, racks, etc.
  • the control system can be performed analog, digital or combined. So, for example, modules having electrical connections with equipment located in the reactor or in the control panel, and controlling its operation or processing data from them, may contain voltage, current, frequency, analog waveform converters to digital and vice versa, drivers, sources currents or voltages and the elements that control them. All of these elements and modules can be located on one or more circuit boards, combined or shared between different components or boards, or be made and placed without the use of circuit boards.
  • Modules of the control system can also be implemented in software.
  • integrated circuits with programmable logic, controllers, processors, computers can be used as hardware, and programs containing commands or codes that are executed by the indicated circuits, controllers, processors, computers, etc., connected with devices and equipment of the reactor.
  • Programs are stored in memory devices, which can be executed in various forms known from the prior art and can be computer-readable storage media: read-only memory devices, hard and flexible magnetic disks, flash memory, optical disks, random access memory devices, etc. .
  • Programs may contain sequences of codes or instructions for executing the method and algorithms in accordance with the present invention in part or in full. Chips, controllers, processors and
  • REPLACE ITS SHEET RULE 26 computers can be connected to input / output means of information, which can be separately located or be part of the control panel; Modules of the control system described as separate modules can be software modules or be combined into one or more programs, as well as into one or more blocks or elements of programs.
  • control system and its modules can be executed in hardware-software manner, that is, part or all of the modules can be executed in hardware, and part of the modules or control device in software form.
  • control modules for reactor equipment (mass transfer apparatus, gas system, dispersant) and sensor conversion modules can be executed in hardware, and the modules for processing data and commands, displaying information and adjusting processing parameters (such as thresholds and allowable values) can be executed programmatically based on a computer, Process or controller.
  • Specialized microcircuits can also be manufactured containing all the necessary hardware elements and into which programs or data processing parameters can be loaded.
  • all electronic and other elements and components are predominantly radiation-resistant to enable the components to work and the system as a whole as part of a nuclear reactor installation, which can be a source of ionizing radiation, even in emergency conditions to maintain the ability to control the operation of the reactor and prevent possible negative consequences, thereby providing an increased level of security and long-term ok service.

Abstract

Disclosed are a method and a system for controlling a gas system. The method contains the following steps: checking, prior to the supply of oxygen, whether hydrogen is being supplied to a reactor and/or ceasing the supply of hydrogen; supplying oxygen if hydrogen is not being supplied to the reactor; checking, prior to the supply of hydrogen, whether oxygen is being supplied to the reactor and/or ceasing the supply of oxygen; supplying hydrogen if oxygen is not being supplied to the reactor. Technical result: preventing the simultaneous supply of hydrogen and oxygen to a reactor, preventing the formation of oxyhydrogen, and increasing the safety and service life of a reactor facility.

Description

СПОСОБ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СИСТЕМОЙ И ЯДЕРНАЯ РЕАКТОРНАЯ УСТАНОВКА  METHOD AND SYSTEM OF GAS SYSTEM MANAGEMENT AND NUCLEAR REACTOR INSTALLATION
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области ядерной энергетики и ядерных реакторных установок, в частности, к ядерным реакторным установкам с жидкометаллйческими теплоносителями. В то же время настоящее изобретение также может применяться и в реакторных установках различного рода, не являющихся ядерными. Уровень техники  The invention relates to the field of nuclear energy and nuclear reactor installations, in particular, to nuclear reactor installations with liquid metal coolants. At the same time, the present invention can also be applied in various types of non-nuclear reactor plants. State of the art
Одной из основных проблем ядерных реакторных установок с жидкометаллйческими теплоносителями является коррозия конструкционных материалов, из которых вьшолнен реактор. Для предотвращения коррозии может применяться метод формирования защитных оксидных покрытий, от целостности которых зависит коррозионная стойкость материалов, из которых вьшолнен реактор, например, стали.  One of the main problems of liquid-cooled nuclear reactor plants is the corrosion of structural materials, of which the reactor is filled. To prevent corrosion, the method of forming protective oxide coatings can be applied, the integrity of which depends on the corrosion resistance of the materials from which the reactor, for example, steel, is made.
Отметим, что указанная проблема также может появляться как в ядерных реакторных установках с теплоносителями, не являющимися жидкометаллйческими, так и в реакторных установках, не являющихся ядерными. Хотя настоящее изобретение описано по отношению к ядерным реакторным установкам с , жидкометаллйческими теплоносителями, оно также может применяться как в ядерных реакторных установках с теплоносителями, не являющимися жидкометаллйческими, так и в реакторных установках, не являющихся ядерными.  Note that this problem can also occur both in nuclear reactor facilities with non-liquid metal coolants and in non-nuclear reactor facilities. Although the present invention has been described with respect to nuclear reactor facilities with liquid metal coolants, it can also be used both in nuclear reactor installations with coolants other than liquid metal and in non-nuclear reactor facilities.
Для формирования оксидных пленок может применяться кислород. В патенте RU2246561 (опубликован 20.02.2005) раскрыт способ увеличения концентрации кислорода в теплоносителе путем ввода (эжекции) газообразного кислорода непосредственно в теплоноситель или подачи кислорода на поверхность теплоносителя, например, в газовую камеру около теплоносителя - в последнем случае кислород будет проникать в теплоноситель путем диффундирования. Ввиду того, что железо, хром и другие компоненты конструкционных материалов имеют большее химическое сродство к кислороду, чем компоненты теплоносителя, такие как свинец и/или висмут, кислород, введенный в жидкометаллический теплоноситель в виде оксидов компонентов теплоносителя, будет окислять  Oxygen can be used to form oxide films. Patent RU2246561 (published 02.20.2005) discloses a method for increasing the oxygen concentration in a coolant by introducing (ejecting) gaseous oxygen directly into a coolant or supplying oxygen to a coolant surface, for example, into a gas chamber near a coolant - in the latter case, oxygen will penetrate into the coolant by diffusion. Due to the fact that iron, chromium and other components of structural materials have a greater chemical affinity for oxygen than components of the coolant, such as lead and / or bismuth, oxygen introduced into the liquid metal coolant in the form of oxides of the coolant components will oxidize
1 one
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 компоненты конструкционных материалов и при соответствующей концентрации кислорода образовывать защитные оксидные пленки на поверхности стенок реактора, Для обеспечения такого эффекта концентрация кислорода в теплоносителе должна поддерживаться в соответствующих пределах, зависящих от конструкции реактора и использованных в ней конструкционных материалов, а также от вида и состава теплоносителя. REPLACE ITS SHEET RULE 26 components of structural materials and, at an appropriate oxygen concentration, form protective oxide films on the surface of the walls of the reactor.To ensure this effect, the oxygen concentration in the coolant must be maintained within appropriate limits, depending on the design of the reactor and the structural materials used in it, as well as on the type and composition of the coolant.
В том случае, если концентрация кислорода в теплоносителе будет иметь чрезмерно высокое значение, может начаться кислородная коррозия конструкционных материалов, что приводит к снижению срока эксплуатации реактора, появлению риска протечки теплоносителя, повышенному накоплению в теплоносителе твердофазных отложений и т.п. Для снижения чрезмерно высокой концентрации кислорода в теплоносителе, к которой могла привести, например, разгерметизация реактора и проникновение внутрь него атмосферного воздуха или выполнения регламентных работ, в ходе которых было допущено чрезмерное повышение концентрации кислорода в теплоносителе, или для проведения очистки теплоносителя возможно использовать газообразный водород, вводимый в теплоноситель. Подобное решение и устройство для его реализации представлены в патенте RU2247435 (опубликован 27.02.2005). В этом патенте описан способ, при котором водород подается в объем около теплоносителя (в частности, над поверхностью теплоносителя) и далее из объема вводится (эжектируется) в теплоноситель.  In the event that the oxygen concentration in the coolant is excessively high, oxygen corrosion of structural materials can begin, which leads to a decrease in the life of the reactor, the risk of leakage of the coolant, increased accumulation of solid phase deposits in the coolant, etc. To reduce the excessively high oxygen concentration in the coolant, which could result, for example, from depressurization of the reactor and the penetration of atmospheric air into it, or to carry out routine work during which an excessive increase in the oxygen concentration in the coolant was allowed, or it is possible to use hydrogen gas to clean the coolant introduced into the coolant. A similar solution and device for its implementation are presented in patent RU2247435 (published on 02.27.2005). This patent describes a method in which hydrogen is introduced into the volume near the heat carrier (in particular, above the surface of the heat carrier) and then introduced (ejected) into the heat carrier from the volume.
При вводе в теплоноситель водорода концентрация кислорода снижается вследствие взаимодействия кислорода с водородом и образования паров воды. В том случае, если концентрация кислорода в теплоносителе принимает чрезмерно низкое значение, а это может произойти как вследствие чрезмерного объема водорода, введенного в теплоноситель, так и диффундирования компонентов конструкционных материалов в теплоноситель и их взаимодействия с растворенным в теплоносителе кислородом, может произойти растворение защитных оксидных покрытий, что резко усилит коррозию конструкционных материалов реактора компонентами теплоносителя.. Для предотвращения коррозии и повышения концентрации кислорода вновь могут быть использованы вышеуказанные способ и устройство по патенту RU2246561. When hydrogen is introduced into the coolant, the oxygen concentration decreases due to the interaction of oxygen with hydrogen and the formation of water vapor. In the event that the oxygen concentration in the coolant takes an excessively low value, and this can occur both due to the excessive amount of hydrogen introduced into the coolant and the diffusion of the components of the structural materials in the coolant and their interaction with oxygen dissolved in the coolant, protective oxide can dissolve coatings, which will sharply increase the corrosion of structural materials of the reactor by coolant components. . To prevent corrosion and increase oxygen concentration, the above method and device according to patent RU2246561 can again be used.
2 2
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 Таким образом, для надлежащего регулирования концентрации кислорода достаточно применения двух способов, в" частности, повышения концентрации в. теплоносителе кислорода и повышения концентрации в теплоносителе водорода, при котором концентрация кислорода в теплоносителе снижается. Однако для устройств, реализующих эти способы, известных из уровня техники, характерна проблема, заключающаяся в возможности совместного выполнения этих способов, что приводит, с одной стороны, к невозможности изменения концентрации кислорода в таком совместном режиме осуществления способов, а значит к сохранению риска коррозии конструкционных материалов реактора, а с другой стороны, одновременное наполнение объема около теплоносителя в реакторе кислородом и водородом приводит к образованию гремучего газа (смеси газообразных кислорода и водорода). Гремучий газ имеет склонность к быстрому сгоранию и детонации (взрыву) с образованием воды. Для запуска реакции достаточно небольшой искры с энергией менее 20 микроджоулей. REPLACE ITS SHEET RULE 26 Thus, to properly control the oxygen concentration sufficiently applying two ways, "inter alia, increasing concentrations. Oxygen coolant and increasing the concentration in the hydrogen coolant, wherein the oxygen concentration in the coolant is reduced. However, for devices that implement the methods of the prior art , a characteristic problem is the possibility of the joint implementation of these methods, which leads, on the one hand, to the impossibility of changing the oxygen concentration in such a joint continuous mode of implementation of the methods, which means that the risk of corrosion of the structural materials of the reactor is preserved, and on the other hand, the simultaneous filling of the volume near the coolant in the reactor with oxygen and hydrogen leads to the formation of explosive gas (a mixture of gaseous oxygen and hydrogen). and detonation (explosion) with the formation of water.To start the reaction, a small spark with an energy of less than 20 microjoules is enough.
Ввиду того, что в теплоносителе происходит ядерная реакция с выделением большого количества энергии, в объем около теплоносителя, заполненный гремучим газом, могут вылетать продукты радиоактивного распада (ионы, элементарные частицы, фотоны), обладающее энергией существенно большей, чем необходимо для запуска реакции сгорания гремучего газа, находящегося, к тому же, при повышенных температурах и часто при повьппенном давлении. В таких условиях наблюдается значительная взрывоопасность гремучего газа, а поскольку гремучий газ может образовываться внутри реактора, то реализация этого риска может привести к его разгерметизации и выносу радиоактивных веществ из реактора во внешнюю среду и/или к повреждению оборудования реактора, расположенного в объеме около теплоносителя, где может образоваться гремучий газ, или в теплоносителе или газовой системе за счет переноса ударной волны теплоносителем и/или газом в газовой системе. Таким образом, недостатки уровня техники приводят к снижению безопасности и сроков эксплуатации реакторных установок, в которых для регулирования концентрации кислорода в теплоносителе и, тем самым, обеспечения коррозионной стойкости реактора применяются газообразные кислород и водород.  Due to the fact that a nuclear reaction occurs in the coolant with the release of a large amount of energy, radioactive decay products (ions, elementary particles, photons) can fly out into the volume near the coolant filled with explosive gas, which has an energy significantly greater than that necessary to start the explosive combustion reaction gas, which is, moreover, at elevated temperatures and often at high pressure. Under such conditions, a significant explosive risk of explosive gas is observed, and since explosive gas can form inside the reactor, the realization of this risk can lead to its depressurization and the removal of radioactive substances from the reactor into the external environment and / or damage to the equipment of the reactor located in the volume near the coolant, where explosive gas may form, either in the coolant or gas system due to the transfer of the shock wave by the coolant and / or gas in the gas system. Thus, the disadvantages of the prior art lead to a decrease in the safety and life of the reactor plants, in which gaseous oxygen and hydrogen are used to control the oxygen concentration in the coolant and, thereby, ensure the corrosion resistance of the reactor.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
3 3
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства регулирования концентрации водорода и/или кислорода в реакторной установке, в частности, в теплоносителе ядерной реакторной установки, не имеющих недостатков, присущих уровню техники. В частности, задачей настоящего изобретения предотвращение формировани гремучего газа (смеси газообразных водорода и кислорода) в реакторе. В связи с этим перед изобретением стоит задача предотвращения одновременной подачи кислорода и водорода из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя. Дополнительной задачей настоящего изобретения является предотвращение подачи кислорода из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя, в котором находится водород, а также предотвращение подачи водорода из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя, в котором находится кислород. REPLACE ITS SHEET RULE 26 The present invention is the provision of a method and device for controlling the concentration of hydrogen and / or oxygen in a reactor installation, in particular, in the coolant of a nuclear reactor installation, without the disadvantages inherent in the prior art. In particular, it is an object of the present invention to prevent the formation of explosive gas (a mixture of gaseous hydrogen and oxygen) in a reactor. In this regard, the invention is faced with the task of preventing the simultaneous supply of oxygen and hydrogen from the gas system to the reactor in a volume near the coolant. An additional objective of the present invention is to prevent the supply of oxygen from the gas system to the reactor in the volume near the coolant in which the hydrogen is located, as well as to prevent the supply of hydrogen from the gas system to the reactor in the volume near the coolant in which the oxygen is located.
Задача настоящего изобретения решается с помощью способа управления газовой системой, предназначенного для обеспечения подачи из газовой системы в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород. Указанный способ имеет следующие шаги: перед подачей газа, содержащего кислород, проверяют, подают ли и/или прекратили ли подачу в реактор газа, содержащего водород, и/или прекращают подачу газа, содержащего водород; подают газ, содержащий кислород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород; перед подачей газа, содержащего водород, проверяют, подают ли и/или прекратили ли подачу в реактор газа, содержащего кислород, и/или прекращают подачу газа, содержащего кислород; подают газ, содержащий водород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород.  The object of the present invention is achieved by a method for controlling a gas system designed to provide a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen from the gas system to the reactor. The specified method has the following steps: before supplying a gas containing oxygen, check whether the gas containing hydrogen is supplied and / or stopped supplying the reactor, and / or the gas containing hydrogen is stopped; supplying a gas containing oxygen, if the gas containing hydrogen is not supplied to the reactor; before supplying the gas containing hydrogen, it is checked whether the supply of oxygen-containing gas is supplied and / or stopped, and / or the supply of oxygen-containing gas is stopped; hydrogen gas is supplied if no oxygen containing gas is supplied to the reactor.
Перед подачей в реактор газа, содержащего водород, в некоторых вариантах осуществления могут проверять содержание в газе в реакторе кислорода и/или выводить из реактора имеющийся в нем газ и/или подавать в реактор газ, не содержащий кислород и/или нейтральный к водороду и/или уменьшающий содержание кислорода. Газ, выводимый из реактора, предпочтительно пропускают через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе кислорода.  Prior to supplying a hydrogen-containing gas to the reactor, in some embodiments, the oxygen content in the gas in the reactor can be checked and / or the gas contained therein can be removed from the reactor and / or a gas free of oxygen and / or neutral to hydrogen and / or or reducing oxygen content. The gas discharged from the reactor is preferably passed through a reaction chamber in which the oxygen contained in the gas is chemically bonded.
Кроме того, перед подачей в реактор газа, содержащего кислород, в некоторых вариантах осуществления могут проверять содержание в газе в реакторе водорода и/или выводить из реактора имеющийся в нем газ и/или подавать в реактор  In addition, before supplying a gas containing oxygen to the reactor, in some embodiments, the hydrogen content in the gas in the reactor can be checked and / or the gas contained therein can be removed from the reactor and / or fed to the reactor
4 four
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 газ, не содержащий водород и/или нейтральный к кислороду и/или уменьшающий содержание водорода. Газ, выводимый из реактора, предпочтительно пропускают через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе водорода. REPLACE ITS SHEET RULE 26 a gas not containing hydrogen and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content. The gas discharged from the reactor is preferably passed through a reaction chamber in which the chemical bonding of the hydrogen contained in the gas is carried out.
Задачу настоящего изобретения также решает способ регулирования концентрации кислорода и/или водорода в теплоносителе реакторной установки, имеющей в своем составе реактор, теплоноситель, размещенный в реакторе* газовую систему, имеющую выход в реактор в объем около теплоносителя, устройство ввода газа в теплоноситель (например, диспергатор), установленныое частично в теплоносителе и частично в объеме около теплоносителя и выполненное с возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель, и датчик концентрации кислорода в теплоносителе.  The present invention also solves the method of controlling the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant of the reactor installation, which includes a reactor, a coolant, a gas system located in the reactor * having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant (for example, dispersant), installed partially in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an acid concentration sensor Oroda in the coolant.
Способ содержит следующие шаги: оценивают концентрацию кислорода в теплоносителе на основании данных от датчика концентрации кислорода в теплоносителе; сравнивают оценку концентрации кислорода в теплоносителе с верхним и нижним допустимыми значениями; в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе больше верхнего допустимого значения, проверяют, подают ли и/или прекращена ли подача в реактор газа, содержащего кислород, и/или прекращают подачу газа, содержащего водород, и/или подают сигнал о необходимости прекращения его подачи, а из газовой системы в реактор подают газ, содержащий водород и/или активируют устройство ввода газа в теплоноситель, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород; в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения, проверяют, подают ли и/или прекращена ли подача в реактор газа, содержащего водород, и/или прекращают подачу газа, содержащего водород, и/или подают сигнал о необходимости прекращения подачи газа, содержащего водород, а из газовой системы в реактор подают газ, содержащий кислород и/или активируют устройство ввода газа в теплоноситель, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород.  The method contains the following steps: evaluate the oxygen concentration in the coolant based on data from the oxygen concentration sensor in the coolant; compare the assessment of the concentration of oxygen in the coolant with the upper and lower acceptable values; in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant is greater than the upper acceptable value, it is checked whether the gas containing oxygen is supplied and / or stopped to the reactor, and / or the gas containing hydrogen is stopped, and / or the signal to stop its supply, and a gas containing hydrogen is supplied to the reactor from the gas system and / or a device for introducing gas into the coolant is activated if the gas containing oxygen is not supplied to the reactor; if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value, check if the gas containing hydrogen is supplied and / or stopped to the reactor and / or the gas containing hydrogen is stopped and / or the signal to stop supplying a gas containing hydrogen, and a gas containing oxygen is supplied to the reactor from the gas system and / or a device for introducing gas into the coolant is activated if no gas containing hydrogen is supplied to the reactor.
Перед подачей в реактор газа, содержащего водород, преимущественно проверяют содержание в газе в реакторе кислорода и/или выводят из реактора имеющийся в нем газ и/или подают в реактор газ, не содержащий кислород и/йли нейтральный к водороду и/или уменьшающий содержание кислорода. Газ,  Prior to supplying the gas containing hydrogen to the reactor, the oxygen content in the gas in the reactor is mainly checked and / or the gas therein is removed from the reactor and / or the gas is supplied to the reactor, which does not contain oxygen and / or is neutral to hydrogen and / or reduces the oxygen content . Gas,
5 5
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 выводимый из реактора, возможно пропускать через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе кислорода. REPLACE ITS SHEET RULE 26 withdrawn from the reactor, it is possible to pass through a reaction chamber in which the chemical binding of the oxygen contained in the gas is carried out.
Перед подачей в реактор газа, содержащего кислород, преимущественно проверяют содержание в газе в реакторе водорода и/или выводят из реактора имеющийся в нём газ и/или подают в реактор газ, не содержащий водород и/или нейтральный к кислороду и/или уменьшающий содержание водорода. Газ, выводимый из реактора, возможно пропускать через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе водорода.  Prior to supplying a gas containing oxygen to the reactor, the hydrogen content in the gas in the reactor is mainly checked and / or the gas present in it is removed from the reactor and / or gas is supplied to the reactor that does not contain hydrogen and / or is neutral to oxygen and / or reduces the hydrogen content . The gas discharged from the reactor may be passed through a reaction chamber in which the chemical bonding of the hydrogen contained in the gas is carried out.
На решение задачи настоящего изобретения направлена система управления газовой системой для подачи в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород. Система имеет в своем составе следующие модули: модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород, и модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород.  A gas system control system for supplying a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen to the reactor is directed to solving the problem of the present invention. The system includes the following modules: an oxygen-containing gas supply control module configured to control a gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor if no hydrogen-containing gas is supplied to the reactor and a feed control module a hydrogen containing gas configured to control the gas system to provide hydrogen containing gas to the reactor if no oxygen containing gas is supplied to the reactor.
Модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о подаче и/или о прекращении подачи в реактор газа, содержащего водород. Кроме того, модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, а модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород.  The oxygen-containing gas supply control module may be configured to obtain, from the hydrogen-containing gas supply control module, information on the supply and / or on the cessation of the supply of hydrogen-containing gas to the reactor. In addition, the oxygen-containing gas supply control module may be configured to transmit information to the hydrogen-containing gas supply control module about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor, and the hydrogen-containing gas supply control module may be configured with the possibility of ensuring the cessation of the supply of gas containing hydrogen to the reactor upon receipt of information from the control module for the supply of gas containing oxygen about the need to stop the supply of gas to the reactor, with holding hydrogen.
Модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть выполнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, информации о подаче и/или о прекращении подачи в реактор газа, содержащего кислород. Кроме того, модуль управления подачей газа, б  The hydrogen-containing gas supply control module may be configured to obtain, from the oxygen-containing gas supply control module, information on the supply and / or on the cessation of the supply of oxygen-containing gas to the reactor. In addition, the gas control module, b
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 содержащего водород, может быть выполнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, а модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород. REPLACE ITS SHEET RULE 26 containing hydrogen, can be configured to transmit information to the oxygen-containing gas supply control module about the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the oxygen-containing gas supply control module can be configured to provide gas cut-off containing oxygen, upon receipt of information from the control module for the supply of gas containing hydrogen, the need to stop supplying to the reactor a gas containing oxygen.
Система также может содержать модуль управления подачей вспомогательного газа, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или водород и/или нейтрального к кислороду и/или водороду и/или уменьшающего содержание кислорода и/или водорода, причем модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, после подачи в реактор газа, не содержащего водород и/или нейтрального к кислороду и/или уменьшающего содержание водорода, и/или модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, после подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или нейтрального к водороду и/или уменьшающего содержание кислорода.  The system may also include an auxiliary gas supply control module configured to control the gas system to provide a gas that does not contain oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reduces the content of oxygen and / or hydrogen into the reactor moreover, the control module for the supply of gas containing oxygen, can be made with the possibility of controlling the gas system to ensure the supply to the reactor of a gas containing oxygen, after feeding into the reactor gas not containing a hydrogen and / or oxygen neutral and / or hydrogen-reducing gas and / or a hydrogen-containing gas supply control module may be configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor after the gas is supplied to the reactor, not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content.
Задачу настоящего изобретения также решает система регулирования концентрации кислорода и/или водорода в теплоносителе реакторной установки, имеющей в своем составе реактор, теплоноситель, размещенный в реакторе, газовую систему, имеющую выход в реактор в объем около теплоносителя, устройство ввода газа в теплоноситель (например, диспергатор), установленное частично в теплоносителе и частично в объеме около теплоносителя и выполненное с возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель, и датчик концентрации кислорода в теплоносителе.  The present invention also solves the system of controlling the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant of the reactor installation, which includes a reactor, a coolant located in the reactor, a gas system having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant (for example, dispersant), installed partially in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an acid concentration sensor Oroda in the coolant.
Система регулирования содержит следующие модули: модуль оценки концентрации кислорода в теплоносителе, выполненный с возможностью получения данных от датчика концентрации кислорода в теплоносителе, оценки на основании полученных данных концентрации кислорода в теплоносителе и передачи оценки концентрации кислорода в теплоносителе в модуль сравнения оценки концентрации  The control system contains the following modules: an oxygen concentration estimation module in the coolant, configured to receive data from the oxygen concentration sensor in the coolant, an estimate based on the received oxygen concentration in the coolant, and transmitting the oxygen concentration estimate in the coolant to the concentration estimation comparison module
7 7
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 кислорода в теплоносителе с допустимым значением; модуль сравнения оценки концентрации кислорода в теплоносителе с допустимым значением, выполненный с возможностью получения оценки концентрации кислорода в теплоносителе из модуля оценки концентрации кислорода в теплоносителе и сравнения, ее с верхним и нижним допустимыми значениями; модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и если в реактор не подают газ, содержащий водород; модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и если в реактор не подают газ, содержащий кислород; и модуль управления устройством ввода газа в теплоноситель, выполненный с возможностью активации устройства ввода газа в теплоноситель в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и если в реактор подан и/или подают газ, содержащий кислород, и/или в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и если в реактор подан и/или подают газ, содержащий водород. REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen in the coolant with an acceptable value; a module for comparing an estimate of the concentration of oxygen in the coolant with a valid value configured to obtain an estimate of the concentration of oxygen in the coolant from a module for assessing the concentration of oxygen in the coolant and comparing it with upper and lower acceptable values; an oxygen-containing gas supply control module configured to control the gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if hydrogen-containing gas is not supplied to the reactor; a hydrogen-containing gas supply control unit configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is above the upper allowable value and if oxygen-containing gas is not supplied to the reactor; and a control module for the device for introducing gas into the coolant, configured to activate the device for introducing gas into the coolant if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if oxygen containing gas is supplied and / or supplied to the reactor, and / or in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant is higher than the upper permissible value and if a gas containing hydrogen is supplied and / or supplied to the reactor.
Система регулирования также может содержать модуль формирования сигнала предупреждения, выполненный с возможностью формирования сигнала предупреждения о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород и/или подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или нейтрального к водороду и/или уменьшающего содержание кислорода, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и осуществляется подача в реактор газа, содержащего кислород, и/или с возможностью формирования сигнала предупреждения о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, и/или подачи в реактор газа, не содержащего водород и/или нейтрального к кислороду и/или уменьшающего содержание водорода, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и в реактор подают газ, содержащий водород.  The control system may also include a warning signal generating module, configured to generate a warning signal about the need to stop feeding gas containing oxygen to the reactor and / or supplying to the reactor a gas not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content, if the assessment of the oxygen concentration in the coolant is above the upper permissible value and the gas containing oxygen is supplied to the reactor and / or with the possibility of generating a signal warnings about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor and / or supplying to the reactor a gas that does not contain hydrogen and / or is neutral to oxygen and / or reduces the hydrogen content if the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and the reactor is fed gas containing hydrogen.
8 8
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 Модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о подаче и/или о прекращении подачи в реактор газа, содержащего водород, и/или с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или выше нижнего и/или верхнего допустимого значения. REPLACE ITS SHEET RULE 26 The oxygen-containing gas supply control module may be configured to obtain, from the hydrogen-containing gas supply control module, information on the flow and / or on the cessation of the supply of gas containing hydrogen to the reactor, and / or with the possibility of ensuring the cessation of the gas supply to the reactor containing oxygen, in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower and / or upper acceptable value.
Модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, а модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород.  The oxygen-containing gas supply control module may be configured to transmit information to the hydrogen-containing gas supply control module about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor, and the hydrogen-containing gas supply control module may be configured to provide of stopping the supply of hydrogen-containing gas to the reactor upon receipt of information from the control module for supplying a gas containing oxygen about the need to stop supplying gas containing hydrogen to the reactor odor
Модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть выполнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа, содержащего кислород,' информации о подаче и/или о прекращении подачи в реактор газа, содержащего кислород, и/или с возможностью прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или ниже верхнего и/или нижнего допустимого значения. Control Module gas feed containing hydrogen, can be configured to receive from the control unit of gas feed containing oxygen 'information on pitch and / or termination of feed gas reactor containing oxygen and / or with the possibility to stop the flow of gas reactor containing hydrogen, if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or lower than the upper and / or lower acceptable values.
Модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть выполнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, а модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород.  The hydrogen-containing gas supply control module may be configured to transmit information on the oxygen-containing gas supply control module to the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the oxygen-containing gas supply control module may be configured to provide of stopping the supply of a gas containing oxygen to the reactor upon receipt of information from the control module for supplying a gas containing hydrogen about the need to stop supplying a gas containing hydrogen to the reactor oxygen.
Система может содержать модуль управления подачей вспомогательного газа, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или водород и/или нейтрального к  The system may include an auxiliary gas supply control module, configured to control the gas system to provide gas that does not contain oxygen and / or hydrogen and / or is neutral to the reactor
9 9
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 кислороду и/или водороду и/или уменьшающего содержание кислорода и/или водорода, причем модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может быть выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением Подачи в реактор газа, содержащего кислород, после подачи в реактор газа, не содержащего водород и/или нейтрального к кислороду и/или уменьшающего содержание водорода, и/или модуль управления подачей газа, содержащего водород, может быть вьшолнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, после подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или нейтрального к водороду и/или уменьшающего содержание кислорода. REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen and / or hydrogen and / or reducing the content of oxygen and / or hydrogen, moreover, the control module for the supply of gas containing oxygen, can be configured to control the gas system to ensure the flow in the reactor gas containing oxygen, after the gas is fed into the reactor, containing hydrogen and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content, and / or a module for controlling the supply of gas containing hydrogen, can be made with the possibility of controlling the gas system to ensure supply to the reactor gas containing hydrogen, after feeding into the reactor a gas not containing oxygen and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content.
Задачу настоящего изобретения также решает газовая система, содержащая трубопроводы, запорную арматуру и/или оборудование перемещения газовой среды, и имеющая выход в реактор, выполненная с возможностью подачи из газовой системы в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, в соответствии со способом по любому из вышеописанных вариантов и/или с помощью системы по любому из вышеописанных вариантов.  The present invention also solves the gas system containing pipelines, valves and / or equipment for moving the gas medium, and having an exit to the reactor, configured to supply from the gas system to the reactor a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen, in accordance with by a method according to any of the above options and / or using a system according to any of the above options.
На решение задачи настоящего изобретения также направлена ядерная реакторная установка, имеющая в своем составе: реактор, теплоноситель, размещенный в реакторе, газовую систему, имеющую выход в реактор в объем около теплоносителя, устройство ввода газа в теплоноситель (например, диспергатор), установленное частично в теплоносителе и частично в объеме около теплоносителя и выполненное с возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель, и датчик концентрации кислорода в теплоносителе. Газовая система в соответствии с изобретением может быть выполнена с возможностью подачи из газовой системы в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, в соответствии со способом по любому из вышеописанных вариантов и/или с помощью системы по любому из вышеописанных вариантов и/или реакторная установка может -быть выполнена с возможностью управления концентрацией водорода в теплоносителе в соответствии со способом по любому из вышеописанных вариантов и/или с помощью системы по любому из вышеописанных вариантов.  A nuclear reactor installation, comprising: a reactor, a coolant located in a reactor, a gas system having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant (for example, a dispersant) partially installed in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an oxygen concentration sensor in the coolant. The gas system in accordance with the invention can be configured to supply oxygen-containing gas and hydrogen-containing gas from the gas system to the reactor in accordance with the method of any of the above options and / or using the system of any of the above options and / or the reactor installation may be configured to control the hydrogen concentration in the coolant in accordance with the method according to any of the above options and / or using the system according to any of the above options.
Благодаря настоящему изобретению удается обеспечить способ и устройство (систему) регулирования концентрации водорода и/или кислорода в реакторной  Thanks to the present invention, it is possible to provide a method and device (system) for controlling the concentration of hydrogen and / or oxygen in a reactor
1010
ЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 установке, в частности, в теплоносителе ядерной реакторной установки, не имеющих недостатков, присущих уровню техники. Достигается такой технический результат, как предотвращение формирования в реакторе и/или газовой системе гремучего газа. В частности, предотвращается одновременная подача в реактор и/или газовую систему кислорода и водорода. Это позволяет повысить безопасность, надежность и срок эксплуатации реакторной установки. BIRTHDAY SHEET RULE 26 installation, in particular, in the coolant of a nuclear reactor installation, without the disadvantages inherent in the prior art. A technical result is achieved, such as preventing the formation of explosive gas in the reactor and / or gas system. In particular, the simultaneous supply of oxygen and hydrogen to the reactor and / or gas system is prevented. This improves the safety, reliability and life of the reactor installation.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлен схематичный вид реакторной установки в соответствии с настоящим изобретением.  In FIG. 1 is a schematic view of a reactor installation in accordance with the present invention.
На фиг. 2 показан возможный вариант реализации газовой системы.  In FIG. 2 shows a possible embodiment of a gas system.
На фиг. 3 показана блок-схема способа управления газовой системой в соответствии с настоящим изобретением.  In FIG. 3 is a flowchart of a method for controlling a gas system in accordance with the present invention.
На фиг. 4 показан пример выполнения реакционной камеры.  In FIG. 4 shows an example of a reaction chamber.
На фиг. 5 показан вариант выполнения диспергатора.  In FIG. 5 shows an embodiment of a dispersant.
На фиг. 6 показан вариант выполнения датчика концентрации кислорода в теплоносителе.  In FIG. 6 shows an embodiment of an oxygen concentration sensor in a coolant.
На фиг. 7 показана блок-схема способа регулирования концентрации водорода и кислорода в теплоносителе в соответствии с настоящим изобретением.  In FIG. 7 is a flowchart of a method for controlling the concentration of hydrogen and oxygen in a coolant in accordance with the present invention.
На фиг. 8 показана структурная схема одного из вариантов выполнения устройства регулирования концентрации водорода и кислорода в теплоносителе в соответствии с настоящим изобретением.  In FIG. 8 shows a block diagram of one embodiment of a device for controlling the concentration of hydrogen and oxygen in a coolant in accordance with the present invention.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Настоящее изобретение применимо в реакторной установке (например, ядерной реакторной установке), имеющей в своем составе, как показано в одном из примеров в схематичном виде на фиг. 1, реактор 101, в котором размещен теплоноситель 104, соединенный с газовой системой посредством труб 108 и 114, имеющих запорную арматуру 109 и 1 15, соответственно. Кроме того, в реакторе также расположены диспергатор 1 12 с выводом 113 питания и управления, и датчик 110 концентрации кислорода в теплоносителе 104 с выводом 111.  The present invention is applicable to a reactor installation (for example, a nuclear reactor installation) having in its composition, as shown in one example in a schematic view in FIG. 1, a reactor 101 in which a heat transfer fluid 104 is connected to the gas system via pipes 108 and 114 having shutoff valves 109 and 1 15, respectively. In addition, a dispersant 1 12 with a power and control terminal 113, and an oxygen concentration sensor 110 in the coolant 104 with a terminal 111 are also located in the reactor.
Реактор 101 представляет собой емкость, стенки 102 которой выполнены из конструкционных материалов, обладающих достаточной механической,  The reactor 101 is a vessel, the walls 102 of which are made of structural materials with sufficient mechanical,
11eleven
ВИЛО 26 термической, радиационной и другими видами стойкостей, необходимых для безопасной работы реакторной установки, например, таких как сталь. Безопасность работы реакторных установок имеет особое значение ввиду того, что в реакторе 101 в активной зоне 103 располагаются радиоактивные материалы, которые в ходе радиоактивного деления высвобождают энергию. По меньшей мере, часть этой энергии в виде тепла передается в теплоноситель 104, имеющийся в реакторе и контактирующий с активной зоной (то есть, радиоактивные материалы преимущественно располагаются в теплоносителе), и далее переносится в теплообменник 107, в котором тепловая энергия передается другим материалам (например, воде, пару или другим теплоемким материалам), в некотором удалении от источника радиоактивного излучения. Теплообменник может представлять собой в некоторых вариантах парогенератор, предназначенный для производства пара, который может использоваться далее для нагрева других сред или для приведения в действие турбин. Далее, после теплообменника 107 в коммуникациях за пределами реактора, тепловая энергия передается без опасности радиационного заражения, которая, таким образом, концентрируется в пределах реактора. В связи с этим, ввиду тяжелых, нежелательных и длительных последствий радиоактивного заражения окружающих территорий прочности и безопасности эксплуатации реактора придается особое значение. Для обеспечения продолжительного и эффективного процесса передачи тепла из активной зоны 103 в теплообменник 107 в реакторе предпочтительно осуществляют циркуляцию теплоносителя в реакторе 101 - в контуре, охватывающем активную зону и теплообменник. Для обеспечения циркуляции могут использоваться насосы (на фиг. 1 не показаны). VILO 26 thermal, radiation and other types of resistances necessary for safe operation of the reactor installation, for example, such as steel. The safety of reactor installations is of particular importance in view of the fact that in the reactor 101 in the core 103 there are radioactive materials that release energy during radioactive fission. At least a portion of this energy in the form of heat is transferred to the coolant 104, which is in the reactor and in contact with the core (that is, the radioactive materials are mainly located in the coolant), and then transferred to the heat exchanger 107, in which thermal energy is transferred to other materials ( e.g. water, steam or other heat-intensive materials), at some distance from the source of radiation. The heat exchanger may be, in some embodiments, a steam generator designed to produce steam, which can then be used to heat other media or to drive turbines. Further, after the heat exchanger 107 in the communications outside the reactor, the thermal energy is transferred without the risk of radiation contamination, which, therefore, is concentrated within the reactor. In this regard, in view of the severe, undesirable and long-term consequences of radioactive contamination of the surrounding territories, special importance is attached to the strength and safety of the operation of the reactor. To ensure a long and efficient process of heat transfer from the core 103 to the heat exchanger 107 in the reactor, the coolant is preferably circulated in the reactor 101 in a loop surrounding the core and the heat exchanger. Pumps may be used to provide circulation (not shown in FIG. 1).
Одним из важных факторов сохранения прочности реактора 101 во времени является предотвращение или ослабление до допустимого уровня коррозии конструкционных материалов, из которых выполнены его стенки 102 и арматурные, крепежные, прочностные и другие элементы реактора 101. Указанный фактор должен учитываться и в том случае, если в качестве теплоносителя 104 используется теплоноситель из жидких металлов, таких как натрий, литий, свинец, висмут и т.п. Тяжелые металлы (свинец, висмут) имеют преимущество перед легкими ввиду их повышенной безопасности, в частности, по критерию пониженной пожароопасности.  One of the important factors in maintaining the strength of the reactor 101 over time is the prevention or weakening to the acceptable level of corrosion of structural materials from which its walls 102 and reinforcing, fastening, strength, and other elements of the reactor 101 are made. This factor should be taken into account if as the heat transfer medium 104, the heat transfer medium is used from liquid metals such as sodium, lithium, lead, bismuth, and the like. Heavy metals (lead, bismuth) have an advantage over light because of their increased safety, in particular, according to the criterion of reduced fire hazard.
Кроме того, теплоносители, выполненные с использованием тяжелых металлов, имеют также такое преимущество, как устойчивость их свойств при  In addition, heat transfer fluids made using heavy metals also have the advantage of the stability of their properties under
1212
МЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 попадании в них воды. Естественно, что физико-химический свойства такого теплоносителя будут изменяться при попадании в него воды, однако такие изменени будут незначительными и позволят продолжать эксплуатацию и далее. Это может бьггь полезно для повышения безопасности реакторной установки ввиду возможных аварий или протечек оборудования, в котором находится или протекает вода в жидком виде или в виде пара - например, такого оборудования, как теплообменники или парогенераторы. Даже если теплообменник или парогенератор будет иметь неисправность в виде течи, то реакторная установка может эксплуатироваться далее до того момента, когда настанет удобный момент для ремонта или замены неисправного (протекающего) оборудования, Поскольку теплоноситель с использованием тяжелых металлов допускает такой режим работы в силу незначительной (некритичной) зависимости своих физико-химических свойств от привнесения воды в жидком или парообразном виде. I CHANGE THE SHEET RULE 26 water entering them. Naturally, the physicochemical properties of such a coolant will change when water enters it, however, such changes will be insignificant and will allow further operation to continue. This may be useful to increase the safety of the reactor plant due to possible accidents or leaks of equipment in which water is in or flowing in liquid form or in the form of steam - for example, equipment such as heat exchangers or steam generators. Even if the heat exchanger or the steam generator has a malfunction in the form of a leak, the reactor installation can be operated further until the time comes when it is convenient to repair or replace the faulty (leaking) equipment, since the coolant using heavy metals allows this mode of operation due to the insignificant ( uncritical) dependence of their physico-chemical properties on the introduction of water in liquid or vapor form.
Для уменьшения коррозионного воздействия на конструкционные материалы реактора перспективным считается создание оксидных пленок на границе теплоносителя и конструкционного материала, например, с помощью подачи на Поверхность теплоносителя (с последующим диффундированием кислорода в теплоноситель) или в теплоноситель кислорода, который может быть перенесен теплоносителем к стенкам реактора, где кислород может вступить в химическое соединение с конструкционным материалом (которьм может быть, например, сталь) и образовать оксид в форме оксидной пленки на поверхности конструкционного материала. Дополнительным преимуществом использования такой защиты от коррозии является снижение интенсивности теплообмена между теплоносителем и стенками реактора за счет пониженной теплопроводности оксидов. Ввод кислорода в теплоноситель и повышение его концентрации могут быть обеспечены с помощью подачи в реактор из газовой системы газообразного кислорода или газа, содержащего кислород, в объем около теплоносителя и/или их эжекции в теплоноситель.  To reduce the corrosive effect on the structural materials of the reactor, it is considered promising to create oxide films at the interface between the coolant and the structural material, for example, by supplying the coolant to the surface (with subsequent diffusion of oxygen to the coolant) or into the coolant oxygen, which can be transferred by the coolant to the walls of the reactor, where oxygen can enter into a chemical compound with a structural material (which can be, for example, steel) and form oxide in e the oxide film on the surface of the structural material. An additional advantage of using such corrosion protection is a decrease in the heat exchange intensity between the coolant and the walls of the reactor due to the reduced thermal conductivity of the oxides. The introduction of oxygen into the coolant and an increase in its concentration can be achieved by supplying into the reactor from the gas system gaseous oxygen or gas containing oxygen to the volume near the coolant and / or ejecting them into the coolant.
В том случае, если концентрация кислорода в теплоносителе будет иметь чрезмерно высокое значение, может начаться кислородная коррозия конструкционных материалов, что приводит к снижению срока эксплуатации реактора, появлению риска протечки теплоносителя, повышенному накоплению в теплоносителе твердофазных отложений и т.п. Для снижения чрезмерно высокой  In the event that the oxygen concentration in the coolant is excessively high, oxygen corrosion of structural materials can begin, which leads to a decrease in the life of the reactor, the risk of leakage of the coolant, increased accumulation of solid phase deposits in the coolant, etc. To reduce excessively high
13 13
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 концентрации кислорода в теплоносителе, к которой могла привести, например, разгерметизация реактора и проникновение внутрь него атмосферного воздуха или выполнения регламентных работ, в ходе которых было допущено чрезмерное повышение концентрации кислорода в теплоносителе, или для проведения очистки теплоносителя возможно использовать газообразный водород или газ содержащий водород, подаваемые в объем около теплоносителя или вводимые в теплоноситель. При вводе в теплоноситель газообразного водорода концентрации кислорода в теплоносителе снижается благодаря взаимодействию водорода с кислородом в теплоносителе и/или восстановлению оксидов компонентов теплоносителя. Снижение повышенной концентрации кислорода в теплоносителе представляет собой важный для безопасности реактора процесс ввиду того, что слишком высокая концентрация кислорода влечет за собой опасность кислородной коррозии стенок реактора. REPLACE ITS SHEET RULE 26 the oxygen concentration in the coolant, which could lead, for example, to depressurization of the reactor and the penetration of atmospheric air into it or to carry out routine work, during which an excessive increase in the oxygen concentration in the coolant was allowed, or it is possible to use hydrogen gas or a gas containing hydrogen to clean the coolant fed into the volume near the coolant or introduced into the coolant. When hydrogen gas is introduced into the coolant, the oxygen concentration in the coolant decreases due to the interaction of hydrogen with oxygen in the coolant and / or the reduction of oxides of the coolant components. Reducing the increased concentration of oxygen in the coolant is an important process for the safety of the reactor due to the fact that too high a concentration of oxygen entails the risk of oxygen corrosion of the walls of the reactor.
Кислород й водород могут подаваться в объем около теплоносителя с помощью входящей в состав реакторной установки газовой системы, имеющей выход в реактор 101 в объем 106 около теплоносителя 104 (в предпочтительном варианте, показанном на фиг. 1, над теплоносителем) посредством трубы 108. Теплоноситель 104 занимает только часть емкости реактора для снижения опасности разгерметизации реактора ввиду теплового расширения теплоносителя при разогреве. Верхняя часть 106 емкости реактора, находящаяся над поверхностью 105 («уровнем») теплоносителя 104, для предотвращения коррозии и нежелательных химических реакций обычно заполняется газом, представляющим собой инертный газ (Не, Ne, Аг) или смесь инертных газов. Для подачи газа в реактор (в объем над теплоносителем, как это показано на фиг. 1, или около теплоносителя, который в некоторых вариантах может представлять собой отдельный объем от емкости, в которой находится теплоноситель) и предусмотрена труба 108 газовой системы. Кроме того, газовая система содержит трубу 114, снабженную вентилем 115, для вывода газа из реактора в газовую систему. Назначение труб (трубопроводов) 108 и 114 - подача или вывод газа в/из реактора - может меняться на обратное. Кроме того, в реакторной установке могут быть предусмотрены и другие трубы (трубопроводы) для подачи/вывода газа из реактора.  Oxygen hydrogen can be supplied into the volume near the coolant by means of the gas system included in the reactor installation, which has an outlet into the reactor 101 into the volume 106 near the coolant 104 (in the preferred embodiment shown in Fig. 1 above the coolant) through a pipe 108. Coolant 104 occupies only part of the reactor capacity to reduce the risk of reactor depressurization due to thermal expansion of the coolant during heating. The upper part 106 of the reactor vessel, located above the surface 105 (“level”) of the coolant 104, is usually filled with a gas representing an inert gas (He, Ne, Ar) or a mixture of inert gases to prevent corrosion and undesirable chemical reactions. To supply gas to the reactor (into the volume above the coolant, as shown in Fig. 1, or near the coolant, which in some cases may be a separate volume from the tank in which the coolant is located), a gas system pipe 108 is provided. In addition, the gas system comprises a pipe 114 provided with a valve 115 for discharging gas from the reactor into the gas system. The purpose of the pipes (pipelines) 108 and 114 — supply or withdrawal of gas to / from the reactor — can be reversed. In addition, other pipes (pipelines) for supplying / withdrawing gas from the reactor may be provided in the reactor installation.
Газовая система, более подробно представленная на фиг. 2, может содержать трубопроводы (трубы) 108, 114, 226 и другие, смесители/распределители 204-208,  The gas system shown in more detail in FIG. 2, may contain pipelines (pipes) 108, 114, 226 and others, mixers / distributors 204-208,
14 fourteen
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 запорную арматуру 109, 114, 211-220, 225 (вентили, клапаны и т.п.), фильтры, насосы 209 и 223,, измерительную камеру 210 с датчиками 221 и 222 содержания в газе кислорода и водорода, соответственно, реакционную камеру 224 и прочее оборудование, не показанное на фиг. 2, обычно применяемое в газовых системах и . известное из уровня техники. Газовая система может быть соединена с источниками 201-203 кислорода, инертных газов и водорода, соответственно, или включать их в себя, и может осуществлять смешивание газов в смесителях 204 и 205. Подача газов из источников 201-203 в смесители 204 и 205 регулируется с помощью запорной арматуры 211-214, соответственно. REPLACE ITS SHEET RULE 26 shutoff valves 109, 114, 211-220, 225 (valves, valves, etc.), filters, pumps 209 and 223, measuring chamber 210 with sensors 221 and 222 of oxygen and hydrogen in the gas, respectively, reaction chamber 224 and other equipment not shown in FIG. 2, commonly used in gas systems and. known from the prior art. The gas system can be connected to sources of oxygen, inert gases and hydrogen, respectively, or include them, and can mix gases in mixers 204 and 205. The gas supply from sources 201-203 to mixers 204 and 205 is regulated with using shutoff valves 211-214, respectively.
Источниками 201-203 газов, предназначенных для подачи в реактор или для использования в газовой системе, могут быть установки по производству и очистке газов, например, установка электролиза воды на кислород и водород. Источниками 201-203 также могут быть газовые магистрали или газовые баллоны или системы баллонов, содержащие сжатый газ. Подача газа может происходить благодаря высокому давлению внутри газовых баллонов или могут быть предусмотрены насосы, побуждающие подачу газа из емкостей, в которых он хранится. На фиг. 2 схематично представлены газовые баллоны, содержащие в себе под высоким давлением газ глубокой степени очистки. На выходе из источников 201-203 или внутри них могут быть предусмотрены газовые фильтры, предназначенные для очистки газов от частиц различного размера, которые в отсутствие таких фильтров могли бы повредить газовую систему и/или реактор, а также загрязнить газ и/или теплоноситель.  Sources 201-203 of gases intended for supply to the reactor or for use in a gas system can be gas production and purification plants, for example, electrolysis of water for oxygen and hydrogen. Sources 201-203 may also be gas lines or gas cylinders or cylinder systems containing compressed gas. The gas supply can occur due to the high pressure inside the gas cylinders or pumps can be provided that encourage the supply of gas from the containers in which it is stored. In FIG. 2 schematically shows gas cylinders containing a high-purity gas under high pressure. At the outlet of the sources 201-203 or inside them, gas filters can be provided for purifying gases from particles of various sizes, which in the absence of such filters could damage the gas system and / or reactor, as well as contaminate the gas and / or coolant.
Для регулирования перемещения газов по трубам, трубопроводам, . смесителям/распределителям и разнообразному оборудованию газовой системы в ней предусмотрена запорная арматура 109,115,211-220,225. Запорная арматура может быть выполнена с использованием вентилей, клапанов, переключателей, ' кранов, задвижек, запоров и других видов оборудования, которое может быть использовано для регулирования потока газа/жидкости. В преимущественных вариантах выполнения запорная арматура выполнена с возможностью дистанционного управления - например, с помощью электрических, гидравлических, рычажных или других приводов. Благодаря дистанционному управлению обеспечивается безопасность персонала, обслуживающего реактор и осуществляющего на нем регламентные работы или его эксплуатацию. Кроме того, To regulate the movement of gases through pipes, pipelines,. mixers / distributors and various equipment of the gas system, it provides shut-off valves 109,115,211-220,225. Valves may be configured using gates, valves, switches, 'taps, valves, locks and other types of equipment that can be used to regulate the flow of gas / liquid. In preferred embodiments, the shutoff valves are configured to be remotely controlled, for example, by means of electric, hydraulic, lever or other actuators. Thanks to the remote control, the safety of personnel serving the reactor and carrying out routine maintenance or its operation is ensured. Besides,
15 fifteen
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 дистанционное управление позволяет управлять множеством оборудования запорной арматуры '. из одного места, например, с пульта, позволяя тем самым отслеживать ситуацию в целом и оперативно реагировать на изменяющуюся Обстановку, обеспечивая возможность проведения ряда работ, предусматривающих осуществление -сложных последовательностей режимов работы, й повышая безопасность реактора в целом. REPLACE ITS SHEET RULE 26 remote control allows you to control many valves ' equipment. from one place, for example, from the remote control, thereby allowing you to monitor the situation as a whole and quickly respond to a changing Environment, providing the possibility of carrying out a number of works involving the implementation of complex sequences of operating modes, and increasing the safety of the reactor as a whole.
Смесители/распределители 204-208 представляют собой соединение нескольких труб/трубопроводов, по которым могут подаваться различные газы для смешивания и/или распределения в различные трубы/трубопроводы и разнообразное оборудование. Смешивание может осуществляться непосредственно в месте соединения труб/трубопроводов ввиду высокой диффузионной способности газов к проникновению друг в друга и смешиванию, или же в специально предназначенной для смешивания емкости, к которой подводятся трубы/трубопроводы. Результат смешивания газов может отводиться одним или более трубопроводом/трубой, то есть отводиться в одно место назначения или распределяться в несколько. Кроме того, один и тот же газ может подаваться из одного или нескольких трубопроводов и подаваться в несколько трубопроводов, отводящих газ к соответствующим потребителям или местам назначения - в таком случае реализуется распределение газа. В некоторых случаях смеситель/распределитель может работать в режиме обычной трубы/трубопровода, в котором газ подается в одну трубу и вьюодится из другой. Режим работы регулируется запорной арматурой, состояние которой (открыто/закрыто, величина расхода и т.п.) определяет направление протекания газов.  Mixers / distributors 204-208 are a combination of several pipes / pipelines through which various gases can be supplied for mixing and / or distribution to various pipes / pipelines and various equipment. Mixing can be carried out directly at the junction of pipes / pipelines due to the high diffusion ability of gases to penetrate each other and mix, or in a container specially designed for mixing, to which pipes / pipelines are supplied. The result of gas mixing can be discharged by one or more pipelines / pipes, i.e., discharged to one destination or distributed into several. In addition, the same gas can be supplied from one or more pipelines and supplied to several pipelines that discharge gas to their respective consumers or destinations - in this case, gas distribution is realized. In some cases, the mixer / distributor may operate in a conventional pipe / pipeline mode, in which gas is supplied to one pipe and introduced from another. The operating mode is regulated by shutoff valves, the state of which (open / closed, flow rate, etc.) determines the direction of gas flow.
Например, смеситель 204 может выполнять функции подачи кислорода из источника 201 в трубу 108, имеющую выход в объем 106 около теплоносителя через стенку 102 реактора. Для этого открываются вентили 211, 215 и 109, а остальная арматура закрыта. Для подачи в объем 106 инертного газа из источника 202 необходимо открыть вентили 212, 215 и 109, в то время как остальные вентили должны быть закрыты. Для подачи водорода из источника 203 через смесители 205 и 204 должны быть открыты вентили 213, 214, 215 и 109 при закрытых остальных вентилях  For example, the mixer 204 can perform the function of supplying oxygen from a source 201 to a pipe 108 having an outlet into a volume 106 near the coolant through the wall 102 of the reactor. To do this, valves 211, 215 and 109 are opened, and the rest of the valves are closed. To supply inert gas to the volume 106 from the source 202, valves 212, 215, and 109 must be opened, while the remaining valves must be closed. To supply hydrogen from source 203 through mixers 205 and 204, valves 213, 214, 215 and 109 must be open with the remaining valves closed
В другом варианте смеситель 204 может подавать в объем 106 смесь газов. Например, для подачи смеси кислорода с инертным газом в смеситель подаются  In another embodiment, mixer 204 may supply a mixture of gases to volume 106. For example, to supply a mixture of oxygen with an inert gas,
16 16
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 кислород из источника 201 и инертный газ из источника 202, для чего открываются вентили 211, 212, 215 и 109, а остальные закрываются. Для подачи смеси водорода с инертным газом открываются вентили 212, 213, 214, 215 и 109, а остальные закрываются. REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen from the source 201 and inert gas from the source 202, for which the valves 211, 212, 215 and 109 are opened, and the rest are closed. To supply a mixture of hydrogen with an inert gas, valves 212, 213, 214, 215 and 109 are opened, and the rest are closed.
В том случае, если необходимо определять состав подаваемого в объем 106 газа (газовой смеси), результат смешивания газов может подаваться через смесители 205 и 207 в измерительную камеру 210 с датчиками 221 и 222 и далее через смеситель 208 и трубу 114 в объем 106. Соответственно, для подачи смеси инертного газа с кислородом необходимо открыть вентили 211, 212, 214, 216, 219 и 115, а для подачи смеси инертного газа с водородом должны быть открыты вентили 212-214, 216, 219 и 115. При указании того, что необходимо или должны быть открыты определенные вентили (запорная арматура) подразумевается, что остальные вентили (запорная арматура) закрыта, если не указано или для обеспечении выполнения функций не требуется другое. .  In the event that it is necessary to determine the composition of the gas (gas mixture) supplied to the volume 106, the result of gas mixing can be supplied through mixers 205 and 207 to the measuring chamber 210 with sensors 221 and 222 and then through the mixer 208 and pipe 114 into the volume 106. Accordingly , to supply a mixture of inert gas with oxygen, valves 211, 212, 214, 216, 219 and 115 must be opened, and to supply a mixture of inert gas with hydrogen, valves 212-214, 216, 219 and 115 must be opened. When indicating that it is necessary or must be open certain valves (stop valves) it is understood that the rest of the valves (shut-off valves) are closed unless otherwise specified or otherwise is required to ensure the performance of functions. .
Таким образом, газовая система может подавать в реактор инертный газ Thus, the gas system can supply inert gas to the reactor
(смесь инертных газов, нейтральный газ или т.п.), кислород, водород или смесь инертного газа с кислородом или водородом. Для обеспечения коррозионной стойкости в реактор в объем около теплоносителя может подаваться газ, содержащий кислород, или газ, содержащий водород. Газ, содержащий кислород, может представлять собой, например, газовую смесь инертного газа или иного нейтрального газа (в некоторых случаях это может быть и водяной пар) с кислородом (кислород в чистом виде может создавать опасность чрезмерно быстрого и неконтролируемого повышения концентрации кислорода в теплоносителе и, как следствие, кислородной коррозии конструкционных материалов реактора). Газ, содержащий водород, может представлять собой, например, газовую смесь инертного газа или иного нейтрального газа (в некоторых случаях это также может быть и водяной пар) с водородом (водород в чистом виде может создавать опасность чрезмерно быстрого и неконтролируемого снижения концентрации кислорода в теплоносителе и разрушения оксидных пленок, что также приводит к коррозии, но в данном случае коррозия вызывается теплоносителем). Газовые смеси могут содержать различные доли кислорода или водорода, например, от 1/3 до 1/5 (или меньше) от своего объема - в таком соотношении наблюдается достаточная активность кислорода или водорода, содержащегося в газе, без (mixture of inert gases, neutral gas or the like), oxygen, hydrogen or a mixture of inert gas with oxygen or hydrogen. To ensure corrosion resistance, a gas containing oxygen or a gas containing hydrogen may be supplied to the reactor in a volume near the coolant. A gas containing oxygen can be, for example, a gas mixture of an inert gas or other neutral gas (in some cases it can also be water vapor) with oxygen (pure oxygen can create the danger of an excessively fast and uncontrolled increase in the concentration of oxygen in the coolant and as a consequence, oxygen corrosion of structural materials of the reactor). A gas containing hydrogen can be, for example, a gas mixture of an inert gas or other neutral gas (in some cases it can also be water vapor) with hydrogen (pure hydrogen can create a risk of an excessively fast and uncontrolled decrease in the oxygen concentration in the coolant and destruction of oxide films, which also leads to corrosion, but in this case, the corrosion is caused by the coolant). Gas mixtures can contain different proportions of oxygen or hydrogen, for example, from 1/3 to 1/5 (or less) of their volume - in this ratio there is a sufficient activity of oxygen or hydrogen contained in the gas, without
17 17
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 излишних рисков резкого повышения или понижения концентрации кислорода в теплоносителе и начала коррозии конструкционных материалов. REPLACE ITS SHEET RULE 26 unnecessary risks of a sharp increase or decrease in the concentration of oxygen in the coolant and the onset of corrosion of structural materials.
Вследствие того, что смешивание кислорода с водородом приводит к образованию гремучего газа, который вследствие весьма низкой энергий инициации сгорания (менее 20 мкДж) является веществом, склонным к детонации (взрыву), одновременная подача кислорода и водорода как в реактор, в емкость 106, так и в саму газовую систему, должна предотвращаться. Даже в том случае, когда в реактор подаются смеси газов, например, кислорода с инертным газом и водорода с инертным газом, опасность детонации и взрыва по-прежнему остается, поскольку энергия инициации сгорания мала, а газы могут находится под высоким давлением и при высоких температурах, что сохраняет опасность цепной реакции молекул кислорода и водорода по всему объему и, соответственно, детонации и взрыва.  Due to the fact that mixing oxygen with hydrogen leads to the formation of an explosive gas, which, due to the very low initiation energy of combustion (less than 20 μJ), is a substance prone to detonation (explosion), the simultaneous supply of oxygen and hydrogen to both the reactor and tank 106 and into the gas system itself, should be prevented. Even when mixtures of gases, for example oxygen with an inert gas and hydrogen with an inert gas, are fed into the reactor, the danger of detonation and explosion still remains, since the energy of combustion initiation is small, and the gases can be under high pressure and at high temperatures that saves the danger of a chain reaction of oxygen and hydrogen molecules throughout the volume and, accordingly, detonation and explosion.
Для предотвращения смешивания кислорода и водорода, например, в случае, изображенном на фиг. 2, при подаче кислорода из источника 201 подача водорода из источника 203 должна быть предотвращена или остановлена. То есть, в том случае, если открыт вентиль 211, вентиль 213 должен быть закрыт. При подаче водорода, соответственно, должна предотвращаться или останавливаться подача кислорода, то есть, если открыт вентиль 213, должен быть закрыт вентиль 211. В некоторых случаях возможна одновременная подача кислорода и водорода, но при этом они должны подаваться и использоваться в раздельных и не соединяющихся оборудовании, трубопроводах, смесителях/распределителях и т.п. Например, если кислород подается в объем 106, могут быть открыты вентили 211, 215 и 109. Водород же может подаваться в реакционную камеру 224, для чего открывают вентили 214, 216, 219, 220 и 226. Для предотвращения смешивания кислорода с водородом в подобном режиме работы все или часть вентилей/арматуры, которые установлены на трубопроводах, прохождение газов по которым может привести к попаданию кислорода и водорода в один объем, емкость или трубу, должны быть в закрытом положении. Например, в газовой системе на фиг. 2 для предотвращения смешивания кислорода с водородом обязательно должны быть перекрыты вентили 214, 217 и/или 218, а также 115.  To prevent mixing of oxygen and hydrogen, for example, in the case depicted in FIG. 2, when supplying oxygen from the source 201, the supply of hydrogen from the source 203 should be prevented or stopped. That is, in the event that the valve 211 is open, the valve 213 must be closed. When supplying hydrogen, accordingly, the supply of oxygen should be prevented or stopped, that is, if valve 213 is open, valve 211 must be closed. In some cases, simultaneous supply of oxygen and hydrogen, but they must be supplied and used in separate and not connected equipment, pipelines, mixers / distributors, etc. For example, if oxygen is supplied to volume 106, valves 211, 215 and 109 may be opened. Hydrogen may be supplied to reaction chamber 224, for which valves 214, 216, 219, 220 and 226 are opened. To prevent mixing of oxygen with hydrogen in the like In operation, all or part of the valves / fittings that are installed on pipelines, the passage of gases through which can lead to the ingress of oxygen and hydrogen into one volume, tank or pipe, must be in the closed position. For example, in the gas system of FIG. 2, valves 214, 217 and / or 218, as well as 115, must be shut off to prevent mixing of oxygen with hydrogen.
В то же время в ходе эксплуатации реактора в зависимости от состояния реактора и режимов его работы может требоваться подача в реактор как кислорода, так и водорода (по отдельности, попеременно). В связи с этим для предотвращения  At the same time, during the operation of the reactor, depending on the state of the reactor and its operating conditions, it may be necessary to supply both oxygen and hydrogen to the reactor (individually, alternately). In this regard, to prevent
18 eighteen
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 одновременной подачи в реактор и/или в какой либо элемент или оборудование газовой системы может использоваться способ, представленный на фиг. 3. Далее речь идет о подаче или предотвращении подачи газов в реактор, однако этот же метод при необходимости может использоваться для предотвращения одновременной подачи и смешивания кислорода и водорода в газовой системе (в частности, в ее трубах/трубопроводах, смесителях//распределителях, насосах и другом оборудовании). REPLACE ITS SHEET RULE 26 simultaneous supply to the reactor and / or to any element or equipment of the gas system, the method shown in FIG. 3. The following is about supplying or preventing the supply of gases to the reactor, but the same method, if necessary, can be used to prevent the simultaneous supply and mixing of oxygen and hydrogen in the gas system (in particular, in its pipes / pipelines, mixers // distributors, pumps and other equipment).
После начала осуществления способа на шаге 301 проверяют, необходимо ли подавать в реактор кислород или газ, содержащий кислород (далее при упоминании терминов «кислород» или «водород» под этими обозначениями также понимаются и «газ, содержащий кислород» или «газ, содержащий водород», соответственно, если не сказано обратное). Данный шаг может быть заменен ожиданием поступления команды на подачу кислорода. В том случае, если необходимо подавать кислород, то перед подачей кислорода в реактор на шаге 302 проверяют, осуществляется ли подача водорода.  After starting the process, it is checked at step 301 whether oxygen or a gas containing oxygen is to be supplied to the reactor (hereinafter, when referring to the terms “oxygen” or “hydrogen”, these designations also mean “gas containing oxygen” or “gas containing hydrogen” ”, Respectively, unless otherwise stated). This step can be replaced by waiting for the command to supply oxygen. If it is necessary to supply oxygen, then before supplying oxygen to the reactor at step 302, it is checked whether hydrogen is supplied.
Проверка подачи водорода в реактор также может обозначаться как проверка того, что в реактор не подается водород, или того, что в реактор предотвращена подача водорода. Суть этих действий сводится к определению того, осуществляется или нет подача водорода в реактор. Это определение может быть выполнено путем проверки состояния запорной арматуры и/или оборудования газовой системы на предмет того, обеспечивает ли текущее состояние арматуры/оборудования возможность или невозможность подачи водорода в реактор. Кроме того, в трубах/трубопроводах газовой системы могут быть установлены датчики давления/расхода/состава газа, позволяющие определить протекание потока газа через трубы/трубопроводы газовой системы, а также, если необходимо, состав газа.  Checking the supply of hydrogen to the reactor can also be referred to as checking that hydrogen is not supplied to the reactor, or that hydrogen is prevented from entering the reactor. The essence of these actions is to determine whether or not hydrogen is supplied to the reactor. This determination can be made by checking the condition of the shutoff valves and / or equipment of the gas system to determine whether the current state of the valves / equipment makes it possible or impossible to supply hydrogen to the reactor. In addition, pressure / flow / gas sensors can be installed in the pipes / pipelines of the gas system to determine the flow of gas through the pipes / pipelines of the gas system and, if necessary, the gas composition.
В том случае, если на шаге 302 определено, что в реактор подают водород, то на шаге 303 осуществляют прекращение подачи водорода. Для этого перекрывают запорную арматуру, через которую может проходить или проходит водород, и/или отключают/деактивируют оборудование, осуществляющее подачу водорода (например, насосы). После этого переходят к шагу 304.  In the event that it is determined at step 302 that hydrogen is supplied to the reactor, then at step 303, the hydrogen supply is stopped. To do this, close the shut-off valves through which hydrogen can pass or pass, and / or turn off / deactivate equipment that supplies hydrogen (for example, pumps). After that, go to step 304.
К шагу 304 переходят и в том случае, если в ходе проверки подачи водорода на шаге 302 было определено, что водород в реактор не подается. В соответствии с этим, на шаге 304 осуществляется подача в реактор кислорода только в том случае,  Go to step 304 if, in the course of checking the hydrogen supply, it was determined at step 302 that hydrogen was not supplied to the reactor. Accordingly, in step 304, oxygen is supplied to the reactor only if
19 19
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 если в реактор не подается водород. Подача кислорода осуществляется путем открытия запорной арматуры или активации оборудования газовой системы, которые позволили бы кислороду поступать из источника в реактор. REPLACE ITS SHEET RULE 26 if hydrogen is not supplied to the reactor. Oxygen is supplied by opening shut-off valves or activating gas system equipment that would allow oxygen to flow from the source to the reactor.
В том случае, если подача кислорода не требуется (на шаге 301 было определено отсутствие такой необходимости или команда на подачу кислорода не поступила), на шаге 305 осуществляют проверку того, требуется ли подача водорода. Данный шаг может быть заменен ожиданием поступления команды на подачу водорода. В том случае, если необходимо подавать кислород, то перед подачей водорода в реактор на шаге 306 проверяют, осуществляется ли подача кислорода.  In the event that oxygen supply is not required (if it was not determined at step 301 or the oxygen supply command was not received), at step 305 a check is made to see if hydrogen is required. This step can be replaced by waiting for a hydrogen supply command. If it is necessary to supply oxygen, then before supplying hydrogen to the reactor at step 306, it is checked whether oxygen is supplied.
Проверка подачи кислорода в реактор также может обозначаться как проверка того, что в реактор не подается кислород или того, что в реактор предотвращена подача кислорода. Суть этих действий сводится к определению того, осуществляется или нет подача кислорода в реактор. Это определение может быть вьшолнено путем проверки состояния запорной арматуры и/или оборудования газовой системы на предмет того, обеспечивает ли текущее состояние арматуры/оборудования возможность или невозможность подачи кислорода в реактор. Кроме того, в трубах/трубопроводах газовой системы могут быть установлены датчики давления/расхода/состава газа.  Checking the oxygen supply to the reactor can also be referred to as checking that oxygen is not supplied to the reactor or that oxygen is prevented from flowing into the reactor. The essence of these actions is to determine whether or not oxygen is supplied to the reactor. This determination can be made by checking the condition of the shutoff valves and / or equipment of the gas system to determine whether the current state of the valves / equipment provides the possibility or impossibility of supplying oxygen to the reactor. In addition, pressure / flow / gas sensors can be installed in the pipes / pipelines of the gas system.
В том случае, если на шаге 306 определено, что в реактор подают кислород, то на шаге 307 осуществляют прекращение подачи кислорода. Для этого перекрьшают запорную арматуру, через которую может проходить или проходит кислород, и/илй отключают/деактивируют оборудование, осуществляющее подачу кислорода (например, насосы). После этого переходят к шагу 308.  In the event that it is determined at step 306 that oxygen is supplied to the reactor, then at step 307, the oxygen supply is stopped. To do this, shut off valves, through which oxygen can pass or pass, and / or disconnect / deactivate equipment that supplies oxygen (for example, pumps). After that, go to step 308.
К шагу 308 переходят и в том случае, если в ходе проверки подачи кислорода на шаге 306 было определено, что кислород в реактор не подается. В соответствий с этим, на шаге 308 осуществляется подача в реактор водорода только в том случае, если в реактор не подается кислород. Подача водорода осуществляется путем открытия запорной арматуры или активации оборудования газовой системы, которые позволили бы водороду поступать из источника в реактор.  Go to step 308 if, in the course of checking the oxygen supply in step 306, it was determined that oxygen was not supplied to the reactor. Accordingly, at step 308, hydrogen is supplied to the reactor only if oxygen is not supplied to the reactor. Hydrogen is supplied by opening shut-off valves or activating gas system equipment that would allow hydrogen to flow from the source to the reactor.
После осуществления шагов 304 и 308, а также в том случае, если на шаге 305 было определено, подаЧа водорода не требуется (или не поступила такая команда), осуществляется переход к началу на шаг 301. Шаги 301 и 305 могут быть заменены ожиданием команды на подачу кислорода или водорода, в таком случае такие  After performing steps 304 and 308, and also if it was determined at step 305 that hydrogen supply was not required (or such a command was not received), the system proceeds to the beginning at step 301. Steps 301 and 305 can be replaced by waiting for the command to the supply of oxygen or hydrogen, in which case such
20 twenty
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 команды будут соответствовать ветвям «Да» шагов 301 и 305, соответственно. Выполнение шагов 304 и 308 может иметь заранее заданную длительность или продолжаться до тех пор, пока не поступит команда прекратить выполнение этих шагов. REPLACE ITS SHEET RULE 26 the teams will correspond to the “Yes” branches of steps 301 and 305, respectively. The execution of steps 304 and 308 may have a predetermined duration or continue until a command is received to terminate these steps.
Помимо показанных на фиг. 3 шагов способ регулирования (управления) газовой системы может содержать и другие шаги. Например, перед подачей на шаге 304 в реактор газа, содержащего кислород, могут проверить содержание в газе в реакторе водорода. Для этого могут быть использованы датчики содержания водорода в газе, установленные в реакторе или в газовой системе. Размещение датчиков в газовой системе, как это показано на фиг. 2, является предпочтительным вариантом, поскольку в этом случае продлевается срок службы датчиков ввиду исключения разрушительного воздействия радиации, высокой температуры и давления, которые наблюдаются в реакторе. Для того, чтобы определить концентрацию водорода в газе, находящемся в реакторе (в частности, в объеме около теплоносителя), указанный газ может быть выведен через трубу 114 в газовую систему с помощью насоса 209 и далее, например, возвращен в объем 106 реактора через трубу 108. Для этого должны быть открыты вентили 115, 219, 218, 217 и 109, а остальные закрыты. Насос 209 активируется, газ начинает циркулировать и проходить в том числе через измерительную камеру 210, установленную между вентилями 218 и 219, в которой находятся датчики 221 кислорода и 222 водорода.  In addition to those shown in FIG. 3 steps, the method of regulation (control) of the gas system may contain other steps. For example, before supplying a gas containing oxygen to the reactor in step 304, the hydrogen content in the gas in the reactor can be checked. For this, sensors for the hydrogen content in the gas installed in the reactor or in the gas system can be used. The arrangement of sensors in a gas system, as shown in FIG. 2 is a preferred option since in this case the service life of the sensors is extended by eliminating the damaging effects of radiation, high temperature and pressure that are observed in the reactor. In order to determine the concentration of hydrogen in the gas in the reactor (in particular, in the volume near the coolant), this gas can be discharged through the pipe 114 into the gas system using a pump 209 and then, for example, returned to the reactor volume 106 through the pipe 108. To do this, valves 115, 219, 218, 217 and 109 must be open, and the rest closed. The pump 209 is activated, the gas begins to circulate and pass, including through the measuring chamber 210, installed between the valves 218 and 219, in which there are oxygen sensors 221 and 222 hydrogen.
В том случае, если с помощью датчика определяют, что газ в реакторе не содержит водород, в реактор может безопасно подаваться кислород. Если же определяют, что в реакторе содержится водород в чистом виде или в смеси, то в реактор может быть, например, подан газ, уменьшающий содержание водорода в несвязанном виде, например, путем образования с водородом химических соединений. Если при подаче кислорода образованный в результате смешивания газ является невзывоопасным, то достигается технический результат настоящего изобретения, заключающийся в предотвращении образования гремучего газа.  In the event that the sensor determines that the gas in the reactor does not contain hydrogen, oxygen can be safely supplied to the reactor. If it is determined that the reactor contains hydrogen in pure form or in a mixture, then, for example, gas may be supplied to the reactor, which reduces the hydrogen content in an unbound form, for example, by the formation of chemical compounds with hydrogen. If during the supply of oxygen the gas formed as a result of mixing is non-explosive, the technical result of the present invention is achieved, which consists in preventing the formation of detonating gas.
В другом варианте имеющийся в реакторе газ, как с определенным содержанием водорода, так и с неизвестным составом может быть выведен из реактора. Это может быть выполнено с применением насоса 223, показанного на фиг. 2. Для этого должны быть открыты вентили 115, 220 и 225, а вентиль 219 должен быть перекрыт (или может быть оставлен открытым, если одновременно  In another embodiment, the gas present in the reactor, both with a specific hydrogen content and with an unknown composition, can be removed from the reactor. This can be done using pump 223 shown in FIG. 2. For this, valves 115, 220, and 225 must be open, and valve 219 must be closed (or may be left open if at the same time
21 21
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 замеряется состав газа). Насос 223 выводит газ в выпускной трубопровод 226, который может выходить в воздух или в емкость для хранения или переработки газа. Кроме того, газ с водородом может проходить через реакционную камеру 224, в которой может осуществляться химическое связывание содержащегося в газе водорода. REPLACE ITS SHEET RULE 26 gas composition is measured). A pump 223 discharges gas to an exhaust conduit 226 that can exit into the air or into a gas storage or processing tank. In addition, the gas with hydrogen can pass through the reaction chamber 224, in which chemical bonding of the hydrogen contained in the gas can take place.
В других вариантах в реактор может быть подан газ, не содержащий водород и/или нейтральный к кислороду, который заместит или вытеснит из реактора газ, содержащий водород или уменьшит концентрацию водорода до безопасного предела. Подаваемым газом могут быть инертные газы, водяной пар и т.п. Такой способ позволяет исключить необходимость применения насоса для вывода водородосодержащего газа из реактора.  In other embodiments, a hydrogen-free and / or oxygen-neutral gas may be introduced into the reactor, which will replace or displace the gas containing hydrogen from the reactor or reduce the hydrogen concentration to a safe limit. The feed gas may be inert gases, water vapor, and the like. This method eliminates the need for a pump to remove hydrogen-containing gas from the reactor.
С другой стороны, перед подачей на шаге 308 в реактор газа, содержащего водород, могут проверить содержание в газе в реакторе кислорода. Для этого могут быть использованы датчики содержания кислорода в газе, установленные в реакторе или в газовой системе. Размещение датчиков в газовой системе, как это показано на фиг. 2, является предпочтительным вариантом, поскольку в этом случае продлевается срок службы датчиков ввиду исключения разрушительного воздействия радиации, высокой температуры и давления, которые наблюдаются в реакторе. Для того, чтобы определить концентрацию кислорода в газе, находящемся в реакторе (в частности, в объеме около теплоносителя), указанный газ может быть выведен через трубу 114 в газовую систему с помощью насоса 209 и далее, например, возвращен в объем 106 реактора через трубу 108. Для этого должны быть открыты вентили 115, 219, 218, 217 и 109, а остальные закрыты. Насос 209 активируется, газ начинает циркулировать и проходить в том числе через измерительную камеру 210, установленную между вентилями 218 и 219, в которой находятся датчики 221 кислорода и 222 водорода.  On the other hand, before supplying the gas containing hydrogen to the reactor in step 308, the oxygen content in the gas in the reactor can be checked. For this, sensors for oxygen content in the gas installed in the reactor or in the gas system can be used. The arrangement of sensors in a gas system, as shown in FIG. 2 is a preferred option since in this case the service life of the sensors is extended by eliminating the damaging effects of radiation, high temperature and pressure that are observed in the reactor. In order to determine the concentration of oxygen in the gas in the reactor (in particular, in the volume near the coolant), this gas can be discharged through the pipe 114 into the gas system using a pump 209 and then, for example, returned to the reactor volume 106 through the pipe 108. For this, valves 115, 219, 218, 217 and 109 must be open, and the rest closed. The pump 209 is activated, the gas begins to circulate and pass, including through the measuring chamber 210, installed between the valves 218 and 219, in which there are oxygen sensors 221 and 222 hydrogen.
В том случае, если с помощью датчика определяют, что газ в реакторе не содержит кислород, в реактор может безопасно подаваться водород. Если же определяют, что в реакторе содержится кислород в чистом виде или в смеси, то в реактор может быть, например, подан газ, уменьшающий содержание кислорода в несвязанном виде, например, путем образования с кислородм химических соединений. Если при подаче водорода образованный в результате смешивания газ  In the event that it is determined with a sensor that the gas in the reactor does not contain oxygen, hydrogen can be safely supplied to the reactor. If it is determined that the reactor contains oxygen in pure form or in a mixture, then, for example, gas may be supplied to the reactor, which reduces the oxygen content in an unbound form, for example, by the formation of chemical compounds with oxygen. If, during the supply of hydrogen, the gas formed by mixing
22 22
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 является невзывоопасным, то достигается технический результат настоящего изобретения, заключающийся в предотвращении образования гремучего газа. REPLACE ITS SHEET RULE 26 is non-explosive, the technical result of the present invention is achieved, which consists in preventing the formation of explosive gas.
В другом варианте имеющийся в реакторе газ, как с определенным содержанием кислорода, так и с неизвестным составом может быть выведен из реактора. Это может быть выполнено, как уже отмечалось по отношению к водороду, с применением насоса 223, показанного на фиг. 2. Для этого должны быть открыты вентили 115, 220 и 225, а вентиль 219 должен быть перекрыт (или может быть оставлен открытым, если одновременно замеряется состав газа). Насос 223 выводит газ в выпускной трубопровод 226, который может выходить в воздух или в емкость для хранения или переработки газа. Кроме того, газ с кислородом может проходить через реакционную камеру 224, в которой может осуществляться химическое связывание содержащегося в газе кислорода.  In another embodiment, the gas present in the reactor, both with a certain oxygen content and with an unknown composition, can be removed from the reactor. This can be accomplished, as already noted with respect to hydrogen, using the pump 223 shown in FIG. 2. For this, valves 115, 220, and 225 must be open, and valve 219 must be closed (or may be left open if the gas composition is measured at the same time). A pump 223 discharges gas to an exhaust conduit 226 that can exit into the air or into a gas storage or processing tank. In addition, the gas with oxygen can pass through the reaction chamber 224, in which chemical binding of the oxygen contained in the gas can take place.
В других вариантах в реактор может быть подан газ, не содержащий кислород и/или нейтральный к водороду, который заместит или вытеснит из реактора газ, содержащий кислород или уменьшит концентрацию кислорода до безопасного предела. Подаваемым газом могут быть инертные газы, водяной пар и т.п. Такой способ позволяет исключить необходимость применения насоса для вывода кислородосо держащего газа из реактора.  In other embodiments, oxygen-free and / or hydrogen neutral gas may be introduced into the reactor, which will replace or displace oxygen-containing gas from the reactor or reduce the oxygen concentration to a safe limit. The feed gas may be inert gases, water vapor, and the like. This method eliminates the need for a pump to remove oxygen-containing gas from the reactor.
Указанные возможные дополнительные шаги способа, не показанные на фиг. 3, дополнительно увеличивают безопасность реакторной установки, поскольку предотвращают образование гремучего газа в реакторе и/или газовой системе не только в результате одновременной подачи водорода и кислорода, но и устраняет возможность образования гремучего газа в результате подачи газа, содержащего кислород или водород, в реактор, в котором еще находится газ, содержащий водород или кислород, соответственно (то есть тот дополнительный компонент, который необходим для образования гремучего газа). Таким образом, благодаря дополнительным шагам способа предотвращается возможность образования гремучего газа и в случае исключенной одновременной подачи водорода и кислорода путем устранения из реактора газа, находившегося там до подачи вновь подаваемого газа. Благодаря этому обеспечивается еще большая степень безопасности.  These possible additional steps of the method, not shown in FIG. 3 further increase the safety of the reactor installation, since they prevent the formation of explosive gas in the reactor and / or gas system not only as a result of the simultaneous supply of hydrogen and oxygen, but also eliminate the possibility of the formation of explosive gas as a result of the supply of gas containing oxygen or hydrogen to the reactor, in which there is still a gas containing hydrogen or oxygen, respectively (that is, that additional component that is necessary for the formation of detonating gas). Thus, thanks to additional steps of the method, the possibility of formation of detonating gas is prevented even in the case of excluding the simultaneous supply of hydrogen and oxygen by eliminating from the reactor the gas that was there before the supply of the newly supplied gas. This provides an even greater degree of security.
Кроме того, в дополнительных шагах способа предусматривается химическое связывание кислорода и/или водорода, выводимых из реактора. Это предотвращает  In addition, in additional steps of the method, chemical bonding of oxygen and / or hydrogen discharged from the reactor is provided. It prevents
23 23
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВ образование гремучего газа вне реакторной установки и, соответственно, газовой системы, а также предотвращает загрязнение окружающей среды радиоактивными изотопами водорода и кислорода. REPLACE YOUR RIGHT SHEET the formation of detonating gas outside the reactor installation and, accordingly, the gas system, and also prevents environmental pollution by radioactive isotopes of hydrogen and oxygen.
Для химического связывания может использоваться реакционная камера 224 на фиг. 2. Один из возможных вариантов выполнения реакционной камеры показан на фйг. 4. Реакционная камера может содержать корпус, состоящий из боков 401, дна 402 и верхней части 403. В дне 402 и верхней части 403 предусмотрены отверстия для соединения с выводящей трубой 408 и подводящей трубой 407. В камере может находиться реакционный материал, например, в форме гранул 405, что повышает эффективность взаимодействия пропускаемого газа с реакционным материалом. Реакционный материал может располагаться в кассетах 404, благодаря которым газ, поступающий в камеру, распределяется по большему объему и взаимодействует с большим количеством реакционного материала. В частности, газ, поступающий в реакционную камеру из трубы 407, проходит внутрь кассет 404 через отверстия в середине кассет и через боковые стенки отверстий поступает в камеры, выходит к бокам 401 камеры и выходит в трубу 408. Для повышения эффективности взаимодействия газа и его составляющих с реакционным материалом внутреннее пространство камеры может нагреваться через ее стенки с помощью нагревателей 406.  For chemical bonding, reaction chamber 224 of FIG. 2. One of the possible embodiments of the reaction chamber is shown in FIG. 4. The reaction chamber may include a housing consisting of sides 401, a bottom 402 and an upper part 403. In the bottom 402 and an upper part 403, openings are provided for connection with an outlet pipe 408 and an inlet pipe 407. In the chamber, there may be a reaction material, for example, in granule form 405, which increases the efficiency of the interaction of the transmitted gas with the reaction material. The reaction material may be located in cartridges 404, due to which the gas entering the chamber is distributed over a larger volume and interacts with a large amount of reaction material. In particular, the gas entering the reaction chamber from the pipe 407 passes into the cassettes 404 through the openings in the middle of the cassettes and through the side walls of the holes enters the chambers, exits to the sides 401 of the chamber and exits into the pipe 408. To increase the efficiency of interaction of gas and its components with the reaction material, the interior of the chamber can be heated through its walls using heaters 406.
При пропускании через реакционную камеру газа, содержащего водород, он может взаимодействовать с реакционным материалом, обеспечивающим связывание водорода. Таким материалом могут быть разнообразные оксиды, при восстановлении которых одним из продуктов реакции будет вода, представляющая собой связанный кислородом водород. Вода в виде водяного пара или в жидком виде будет уходить в трубу 408, где она далее может собираться в емкости для такой воды. Благодаря такому связыванию водорода предотвращается его выброс в атмосферу, где он может образовывать гремучий газ, вследствие чего улучшается экологическая безопасность реакторной установки, поскольку предотвращается выброс в окружающую среду радиоактивных изотопов водорода, которые могут образоваться при нахождении водорода в реакторе, в котором происходят реакции радиоактивного распада.  When a gas containing hydrogen is passed through a reaction chamber, it can interact with a reaction material that provides hydrogen bonding. Such a material can be a variety of oxides, upon reduction of which one of the reaction products will be water, which is hydrogen bound by oxygen. Water in the form of water vapor or in liquid form will go into the pipe 408, where it can then be collected in containers for such water. Due to this binding of hydrogen, it is prevented from being released into the atmosphere, where it can form an explosive gas, thereby improving the environmental safety of the reactor installation, since the release of radioactive hydrogen isotopes into the environment, which can be generated when hydrogen is in the reactor, in which the reaction of radioactive decay .
При пропускании через реакционную камеру газа, содержащего кислород, он может взаимодействовать с реакционным материалом, обеспечивающим связывание  When passing through the reaction chamber a gas containing oxygen, it can interact with the reaction material that provides binding
24 24
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 кислорода. Таким материалом могут быть разнообразные материалы, допускающие их окисление, то есть формирование оксидов. Прореагировавший реакционный материал (связавший кислород) может быть заменен новым материалом. В другом варианте для восстановления свойств реакционного материала через реакционную камеру может пропускаться водород, который будет взаимодействовать с оксидами, восстанавливая реакционный материал. При восстановлении реакционного материала одним из продуктов реакции будет вода, представляющая собой связанный кислородом водород. Вода в виде водяного пара или в жидком виде будет уходить в трубу 408, где она далее может собираться в емкости для такой воды. Благодаря такому связыванию кислорода предотвращается его выброс в атмосферу, вследствие чего улучшается экологическая безопасность реакторной установки, поскольку предотвращается выброс в окружающую среду радиоактивных изотопов кислорода, которые могут образоваться при нахождении кислорода в реакторе, в котором происходят реакции радиоактивного распада. REPLACE ITS SHEET RULE 26 oxygen. Such a material can be a variety of materials that allow their oxidation, that is, the formation of oxides. The reacted reaction material (oxygen bound) can be replaced with new material. In another embodiment, to restore the properties of the reaction material, hydrogen may be passed through the reaction chamber, which will interact with the oxides to reduce the reaction material. When reducing the reaction material, one of the reaction products will be water, which is hydrogen bound by oxygen. Water in the form of water vapor or in liquid form will go into the pipe 408, where it can then be collected in containers for such water. Due to this binding of oxygen, its release into the atmosphere is prevented, thereby improving the environmental safety of the reactor installation, since the release of radioactive oxygen isotopes into the environment, which can be formed when oxygen is in the reactor in which the radioactive decay reactions occur, is prevented.
В одном из вариантов в качестве реакционного материала может использоваться металл, который допускает многократный цикл окисления- восстановления, что упрощает и удлиняет эксплуатацию реакционной камеры без необходимости замены реакционного материала. В некоторых случаях в качестве металла могут использоваться металлы, входящие в состав теплоносителя. Это позволит повторно использовать газ и продукты реакции, поскольку они не будут загрязняться примесями, вредными для теплоносителя.  In one embodiment, metal can be used as a reaction material, which allows a multiple oxidation-reduction cycle, which simplifies and lengthens the operation of the reaction chamber without the need to replace the reaction material. In some cases, metals that are part of the coolant can be used as metal. This will allow the reuse of gas and reaction products, since they will not be contaminated with impurities harmful to the coolant.
Для управления газовой системой реактора может применяться система управления газовой системой в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивающая подачу в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, и при этом предотвращающая одновременную подачу этих газов. Такая система имеет в своем составе модуль управления подачей газа, содержащего кислород, и модуль управления подачей газа, содержащего водород.  To control the gas system of the reactor, a gas system control system in accordance with the present invention can be used to supply gas containing oxygen and gas containing hydrogen to the reactor, while preventing the simultaneous supply of these gases. Such a system includes a control module for supplying a gas containing oxygen, and a control module for supplying a gas containing hydrogen.
Модуль управления подачей газа, содержащего кислород, управляет газовой системой так, чтобы обеспечивать подачу в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород. Для этого он соединен с исполнительными механизмами, такими как электроприводы или гидроприводы, управляющими состоянием (открыто, закрыто, величина отверстия) запорной арматуры газовой системы, а также с оборудованием газовой системы,  The oxygen-containing gas supply control module controls the gas system so as to provide oxygen-containing gas to the reactor if no hydrogen-containing gas is supplied to the reactor. For this, it is connected to actuators, such as electric or hydraulic drives, which control the state (open, closed, orifice size) of the gas system shutoff valves, as well as with the gas system equipment,
25 25
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 таким как, например, насосы. Модуль управления подачей газа, содержащего кислород, управляет работой исполнительных механизмов или оборудования газовой системы таким образом, чтобы в газовой системе создавалась конфигурация, при которой газ, содержащий кислород, поступает в реактор (описания подобных конфигураций газовой системы и ее оборудования можно найти по отношению к фиг. 2). REPLACE ITS SHEET RULE 26 such as, for example, pumps. The oxygen-containing gas supply control module controls the operation of actuators or equipment of the gas system so that a configuration is created in the gas system in which oxygen-containing gas enters the reactor (descriptions of similar configurations of the gas system and its equipment can be found with respect to Fig. 2).
Для получения технического результата настоящего изобретения модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может получать информацию о том, что газ, содержащий водород, подается или не подается в реактор (или о том, что подача прекращена или начата), из модуля управления подачей газа, содержащего водород, или непосредственно на основе данных состояния арматуры и/или оборудования газовой системы, для чего в модуле может быть предусмотрен дополнительный модуль оценки подачи газа, содержащего водород.  To obtain the technical result of the present invention, the oxygen-containing gas supply control module can obtain information that the hydrogen-containing gas is supplied or not supplied to the reactor (or that the supply is stopped or started) from the gas supply control module, containing hydrogen, or directly on the basis of the state of the valves and / or equipment of the gas system, for which an additional module for estimating the supply of gas containing hydrogen can be provided in the module.
Модуль управления подачей газа, содержащего кислород, также может управлять газовой системой так, чтобы обеспечивать прекращение подачи в реактор газа, содержащего кислород. В некоторых вариантах осуществления модуль управления подачей газа, содержащего кислород, также может управлять газовой системой так, чтобы обеспечивать прекращение подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если необходимо подавать кислород, но в текущий момент времени подается водород. Однако этот вариант не очень предпочтителен ввиду того, что это может создавать конфликты с действиями и командами модуля управления подачей газа, содержащего водород.  The oxygen-containing gas supply control module can also control the gas system so as to ensure that the oxygen-containing gas is not supplied to the reactor. In some embodiments, the oxygen-containing gas supply control module may also control the gas system so as to stop the supply of hydrogen-containing gas to the reactor if oxygen is to be supplied, but hydrogen is currently being supplied. However, this option is not very preferable due to the fact that this can create conflicts with the actions and commands of the gas supply module containing hydrogen.
Для исключения этого модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может в некоторых вариантах осуществления передавать в модуль управления подачей газа, содержащего водород, информацию о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, а модуль управления подачей газа, содержащего водород, может в ответ на получение из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, прекращать подачу в реактор газа, содержащего водород. Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата настоящего изобретения даже в том случае, когда при необходимости подачи в реактор кислорода происходит подача водорода. При появлении такой необходимости подача водорода может быть прекращена и в  To avoid this, the oxygen-containing gas supply control module may, in some embodiments, transmit to the hydrogen-containing gas supply control module information about the need to stop the supply of hydrogen-containing gas to the reactor, and the hydrogen-containing gas supply control module may in response to receive information from the control module for supplying a gas containing oxygen, about the need to stop supplying a gas containing hydrogen to the reactor, to stop supplying a gas containing hydrogen to the reactor d. This ensures the achievement of the technical result of the present invention even in the case when, if necessary, the supply of oxygen to the reactor is hydrogen. When such a need arises, the supply of hydrogen can be stopped in
26 26
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 реактор может быть подан кислород без одновременной подачи в реактор кислорода и водорода, что привело бы к образованию гремучего газа. REPLACE ITS SHEET RULE 26 the reactor can be supplied with oxygen without simultaneously supplying oxygen and hydrogen to the reactor, which would lead to the formation of detonating gas.
Модуль управления подачей газа, содержащего водород, управляет газовой системой так, чтобы обеспечивать подачу в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород. Для этого он соединен с исполнительными механизмами, такими как электроприводы или гидроприводы, управляющими состоянием (открыто, закрыто, величина отверстия) запорной арматуры газовой системы, а также с оборудованием газовой системы, таким как, например, насосы. Модуль управления подачей газа, содержащего водород, управляет работой исполнительных механизмов или оборудования газовой системы таким образом, чтобы в газовой системе создавалась конфигурация, при которой газ, содержащий водород, поступает в реактор (описания подобных конфигураций газовой системы и ее оборудования можно найти по отношению к фиг. 2).  The hydrogen-containing gas supply control module controls the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor if oxygen-containing gas is not supplied to the reactor. For this, it is connected to actuators, such as electric or hydraulic drives, which control the state (open, closed, orifice size) of the gas system shutoff valves, as well as with gas system equipment, such as, for example, pumps. The hydrogen-containing gas supply control module controls the operation of the actuators or equipment of the gas system in such a way that a configuration is created in the gas system in which the gas containing hydrogen enters the reactor (descriptions of similar configurations of the gas system and its equipment can be found with respect to Fig. 2).
Для получения технического результата настоящего изобретения модуль управления подачей газа, содержащего водород, может получать информацию о том, что газ, содержащий кислород, подается или не подается в реактор (или о том, что подача прекращена или начата), из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, или непосредственно на основе данных состояния арматуры и/или оборудования газовой системы, для чего в модуле может быть предусмотрен дополнительный модуль оценки подачи газа, содержащего кислород.  To obtain the technical result of the present invention, the hydrogen-containing gas supply control module can obtain information that the oxygen-containing gas is supplied or not supplied to the reactor (or that the supply is stopped or started) from the gas supply control module, containing oxygen, or directly on the basis of the state of the valves and / or equipment of the gas system, for which an additional module for evaluating the supply of gas containing oxygen can be provided in the module.
Модуль управления подачей газа, содержащего водород, также может управлять газовой системой так, чтобы обеспечивать прекращение подачи в реактор газа, содержащего водород. В некоторых вариантах осуществления модуль управления подачей газа, содержащего водород, также может управлять газовой системой так, чтобы обеспечивать прекращение подачи в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если необходимо подавать водород, но в текущий момент времени подается кислород. Однако этот вариант не очень предпочтителен ввиду того, что это может создавать конфликты с действиями и командами модуля управления подачей газа, содержащего кислород.  The hydrogen-containing gas supply control module can also control the gas system so as to ensure that the gas-containing hydrogen is cut off to the reactor. In some embodiments, the hydrogen-containing gas supply control module can also control the gas system so as to stop the supply of oxygen-containing gas to the reactor if hydrogen is to be supplied, but oxygen is currently being supplied. However, this option is not very preferable due to the fact that this can create conflicts with the actions and commands of the oxygen-containing gas supply control module.
Для исключения этого модуль управления подачей газа, содержащего водород, может в некоторых вариантах осуществления передавать в модуль управления подачей газа, содержащего кислород, информацию о необходимости  To avoid this, the hydrogen-containing gas supply control module may, in some embodiments, transmit information about the need to the oxygen-containing gas control module
27 27
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, а модуль управления подачей газа, содержащего кислород, может в ответ на получение из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, прекращать подачу в реактор газа, содержащего кислород. Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата настоящего изобретения даже в том случае, когда при необходимости подачи в реактор водорода происходит подача кислорода. При появлении такой необходимости подача кислорода может быть прекращена и в реактор может быть подан водород без одновременной подачи в реактор кислорода и водорода, что привело бы к образованию гремучего газа. REPLACE ITS SHEET RULE 26 stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the oxygen-containing gas supply control module may, in response to receiving information from the hydrogen-containing gas supply control module, about the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, stop supplying gas to the reactor, containing oxygen. This ensures that the technical result of the present invention is achieved even when oxygen is supplied to the reactor if necessary. When such a need arises, the oxygen supply can be stopped and hydrogen can be supplied to the reactor without simultaneously supplying oxygen and hydrogen to the reactor, which would lead to the formation of detonating gas.
Система управления газовой системой в соответствии с настоящим изобретением также может содержать модуль управления подачей вспомогательного газа. Модуль управления подачей вспомогательного газа управляет газовой системой так, чтобы обеспечивать подачу в реактор газа, не содержащего кислород и/или водород и/или нейтрального к кислороду и/или водороду и/или уменьшающего содержание кислорода и/или водорода. Таким вспомогательным газом могут быть инертные газы, водяной пар и другие газ, нейтральные к кислороду и/или водороду. Уменьшение содержания кислорода и/или водорода в реакторе в объеме около теплоносителя может происходить за счет химического взаимодействия с компонентами вспомогательного газа или за счет их вытеснения или разбавления вспомогательным газом. Кроме того, вспомогательным газом, уменьшающим содержание кислорода и/или водорода, может быть газ, способствующим растворению кислорода и/или водорода в теплоносителе, поскольку при этом будет уменьшаться содержание этих газов в объеме около теплоносителя. В целом кислород и/или водород имеют склонность к проникновению (диффундированию) в теплоноситель из объема около теплоносителя, поэтому в некоторых случаях для предотвращения образования гремучего газа в объёме около теплоносителя при наличии там одного из его компонентов (кислорода или водорода) может оказаться достаточным перед подачей второго компонента (водорода или кислорода, соответственно) просто подождать, пока компонент, который уже находится в объеме около теплоносителя, не растворится в теплоносителе (или не будет туда введен, например, с помощью диспергатора или эжектора), хотя на реализацию такого способа и придется  The gas system control system in accordance with the present invention may also comprise an auxiliary gas supply control module. The auxiliary gas supply control module controls the gas system in such a way as to supply to the reactor a gas not containing oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reducing the content of oxygen and / or hydrogen. Such auxiliary gas may be inert gases, water vapor and other gas neutral to oxygen and / or hydrogen. The decrease in the oxygen and / or hydrogen content in the reactor in the volume near the coolant can occur due to chemical interaction with the components of the auxiliary gas or due to their displacement or dilution with auxiliary gas. In addition, the auxiliary gas that reduces the content of oxygen and / or hydrogen may be a gas that promotes the dissolution of oxygen and / or hydrogen in the coolant, since this will decrease the content of these gases in the volume near the coolant. In general, oxygen and / or hydrogen tend to penetrate (diffuse) into the coolant from the volume near the coolant, therefore, in some cases, it may be sufficient to prevent the formation of explosive gas in the volume near the coolant if one of its components (oxygen or hydrogen) is present there by supplying the second component (hydrogen or oxygen, respectively), simply wait until the component, which is already in the volume near the coolant, dissolves in the coolant (or for example, using a dispersant or an ejector), although the implementation of this method will have to
28 28
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 затратить некоторое время. Для ускорения этих процессов и производится вывод газа из реактора или его замещение или уменьшение его содержания. REPLACE ITS SHEET RULE 26 spend some time. To accelerate these processes, gas is removed from the reactor or replaced or reduced in its content.
Соответственно, модуль управления подачей газа, содержащего кислород, в некоторых вариантах осуществления может обеспечивать подачу в реактор газа, содержащего кислород, после того, как в реактор был подан газ, не содержащий водород и/или нейтральный к кислороду и/или уменьшающий содержание водорода. Модуль управления подачей газа, содержащего водород, в некоторых вариантах осуществления также может обеспечивать подачу в реактор газа, содержащего водород, после того, как в реактор был подан газ, не содержащий кислород и/или нейтральный к водороду и/или уменьшающий содержание кислорода.  Accordingly, the oxygen-containing gas supply control module, in some embodiments, may provide oxygen-containing gas to the reactor after the gas has been supplied to the reactor that is hydrogen-free and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content. The hydrogen-containing gas supply control module, in some embodiments, may also provide hydrogen-containing gas to the reactor after the gas has been supplied to the reactor that is oxygen-free and / or neutral to hydrogen and / or reducing oxygen content.
Как уже отмечалось, в том случае, когда газ, содержащий кислород или водород, подается в объем реактора около теплоносителя, кислород или водород могут диффундировать в теплоноситель, окислять составляющие теплоносителя или наоборот, связываться с кислородом или восстанавливать оксиды составляющих теплоносителя, например, висмута или свинца. Кислород или водород, частично продиффундировавшие в теплоноситель, за счет конвекции или циркуляции теплоносителя в реакторе могут уноситься в глубь реактора, где они также могут окислять составляющие теплоносителя или компоненты конструкционных материалов или же наоборот, связываться с кислородом или восстанавливать оксиды составляющих теплоносителя. Образующиеся молекулы воды могут испаряться с поверхности теплоносителя в объем над ним. В некоторых случаях для того, чтобы предотвратить разрушительное воздействие кислорода или водорода на теплоноситель и защитные оксидные пленки на поверхности стенок реактора, в газ, содержащий кислород или водород, могут добавляться пары воды (например, при помощью увлажнителя), которые при попадании в теплоноситель будут создавать дополнительные водород и кислород, предохраняющий оксидные пленки от взаимодействия с водородом.  As already noted, in the case when a gas containing oxygen or hydrogen is supplied to the reactor volume near the coolant, oxygen or hydrogen can diffuse into the coolant, oxidize the coolant components or vice versa, bind to oxygen or reduce the oxides of the coolant components, for example, bismuth or lead. Oxygen or hydrogen partially diffused into the coolant due to convection or circulation of the coolant in the reactor can be carried deep into the reactor, where they can also oxidize the coolant components or components of structural materials, or vice versa, bind to oxygen or reduce the oxides of the coolant components. The resulting water molecules can evaporate from the surface of the coolant into the volume above it. In some cases, in order to prevent the destructive effect of oxygen or hydrogen on the coolant and protective oxide films on the surface of the walls of the reactor, water vapor can be added to the gas containing oxygen or hydrogen (for example, by means of a humidifier), which will get into the coolant create additional hydrogen and oxygen, which protects oxide films from interaction with hydrogen.
Описанный способ пассивного насыщения теплоносителя кислородом или водородом для повышения недостаточной и снижения излишней концентрации кислорода и, тем самым, предотвращения коррозии может применяться, например, в стационарных режимах, когда требуемая скорость повышения или снижения концентрации кислорода невысока и поступающий через поверхность теплоносителя из объема около теплоносителя кислород или водород достаточен для этого  The described method of passive saturation of the coolant with oxygen or hydrogen to increase insufficient and reduce excessive oxygen concentration and thereby prevent corrosion can be used, for example, in stationary conditions, when the required rate of increase or decrease in oxygen concentration is low and enters through the surface of the coolant from the volume near the coolant oxygen or hydrogen is sufficient for this
29 29th
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 (реализация такого способа регулирования концентрации водорода и кислорода в теплоносителе может учитываться регулирующей системой реакторной установки). Однако такой способ обладает такими недостатками, как инерционность и малая управляемость процессом вследствие незначительной эффективности пассивного проникновения кислорода или водорода из газа в жидкий теплоноситель. Таким образом, ввод кислорода или водорода в теплоноситель за счет диффундирования через поверхности теплоносителя является не очень точным, медленным и неуправляемым. В то же время в некоторых случаях, например, при пассивации конструкционных материалов кислородом или при проведении водородной очистки теплоносителя от твердофазных оксидов конструкционных материалов или при избыточно высокой концентрации кислорода в теплоносителе, создающей риск кислородной коррозии, требуется управляемый и более быстрый способ повышения концентрации водорода в теплоносителе. REPLACE ITS SHEET RULE 26 (the implementation of this method of controlling the concentration of hydrogen and oxygen in the coolant can be taken into account by the regulatory system of the reactor installation). However, this method has such disadvantages as inertia and low process control due to the low efficiency of the passive penetration of oxygen or hydrogen from the gas into the liquid coolant. Thus, the introduction of oxygen or hydrogen into the coolant due to diffusion through the surface of the coolant is not very accurate, slow and uncontrollable. At the same time, in some cases, for example, when passivating structural materials with oxygen or during hydrogen purification of the coolant from solid-phase oxides of structural materials or when the concentration of oxygen in the coolant is excessively high, which creates the risk of oxygen corrosion, a controlled and faster way to increase the hydrogen concentration in coolant.
Для обеспечения такого способа повышения концентрации кислорода или водорода в теплоносителе с указанными свойствами осуществляется ввод газа в теплоноситель из объема над теплоносителем. Для ввода газа в теплоноситель в реакторе предусмотрено устройство ввода в теплоноситель, установленное частично в теплоносителе и частично в объеме над теплоносителем. Устройство обеспечивает возможностью подачи газа из объема над теплоносителем в теплоноситель благодаря тому, что в нем есть отверстия, соединенные между собой каналом и расположенные одно в объеме над теплоносителем, а другое в теплоносителе. В одном из вариантов это может быть трубка, имеющая внутри канал, соединяющий отверстия на концах трубки, причем один конец которой находится над теплоносителем, а другой в теплоносителе. В другом варианте подобная трубка может быть снабжена насосом, закачивающим газ из объема над теплоносителем в трубку и, тем самым, в теплоноситель. Устройство ввода газа в теплоноситель может быть выполнено в виде диспергатора, устройство и принцип действия которого описан далее^ или же комбинацией этих или других устройств (также как и другим устройством), обеспечивающих возможность ввода газа в теплоноситель.  To provide such a method of increasing the concentration of oxygen or hydrogen in a coolant with the indicated properties, gas is introduced into the coolant from the volume above the coolant. To introduce gas into the coolant in the reactor, an input device to the coolant is provided, installed partly in the coolant and partly in the volume above the coolant. The device provides the ability to supply gas from the volume above the coolant to the coolant due to the fact that it has openings interconnected by a channel and located one in the volume above the coolant and the other in the coolant. In one embodiment, this may be a tube having a channel inside that connects the holes at the ends of the tube, one end of which is above the coolant and the other in the coolant. In another embodiment, such a tube may be equipped with a pump that injects gas from a volume above the coolant into the tube and, thus, into the coolant. The device for introducing gas into the coolant can be made in the form of a dispersant, the device and the principle of operation of which is described below ^ or by a combination of these or other devices (as well as another device) that provide the possibility of introducing gas into the coolant.
Газ может быть введен в теплоноситель, например, двумя способами. Во- первых, для того, чтобы газ попадал в теплоноситель, в объеме над теплоносителем может создаваться повышенное давление по сравнению с давлением внутри теплоносителя (например, в том случае, если газ в объеме над теплоносителем давит  Gas can be introduced into the coolant, for example, in two ways. Firstly, in order for the gas to enter the coolant, an increased pressure can be created in the volume above the coolant compared to the pressure inside the coolant (for example, if the gas in the volume above the coolant presses
30 thirty
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 не на всю поверхность теплоносителя, и/или если теплоноситель может перетекать в объем, в котором отсутствует повышенное давление, создаваемое газом в объеме над теплоносителем), которое может приводить к вынужденному проникновению газа в теплоноситель, обладающий меньшим внутренним давлением, через устройство ввода газа в теплоноситель. Величина давления может определяться датчиками давления в этом объеме или имеющим с ним соединение трубопроводом газовой системы, или по количеству закачанного в этот объем газа, которое может быть определено с помощью расходомеров. Недостатком подобного способа является склонность устройства ввода газа в теплоноситель к засорению выпускного отверстия (отверстий), находящихся в теплоносителе, вследствие образования пленок и твердофазных частиц или из-за проникновения твердофазных примесей, пыли из газа над теплоносителем в устройство ввода газа в теплоноситель. Для того, чтобы выпускное отверстие (отверстия) устройства ввода газа в теплоноситель не засорялось, оно преимущественно вьшолнено на движущихся элементах устройства ввода газа в теплоноситель, устанавливаемых в теплоносителе, например, на нижнем конце вращающегося элемента устройства ввода газа в теплоноситель. REPLACE ITS SHEET RULE 26 not on the entire surface of the coolant, and / or if the coolant can flow into a volume in which there is no increased pressure created by the gas in the volume above the coolant), which can lead to the forced penetration of gas into the coolant with lower internal pressure through the gas inlet coolant. The pressure value can be determined by pressure sensors in this volume or by a gas system pipe connected to it, or by the amount of gas pumped into this volume, which can be determined using flowmeters. The disadvantage of this method is the tendency of the device for introducing gas into the coolant to clog the outlet (s) located in the coolant due to the formation of films and solid-phase particles or due to the penetration of solid-phase impurities, dust from the gas above the coolant into the device for introducing gas into the coolant. In order to prevent the outlet (s) of the gas inlet to the coolant from clogging, it is predominantly mounted on the moving elements of the gas inlet to the coolant installed in the coolant, for example, at the lower end of the rotating element of the gas inlet to the coolant.
Во-вторых, ввод газа в теплоноситель может обеспечиваться за счет создания в теплоносителе локальной зоны низкого давления, например, около устройства ввода газа в теплоноситель (увлечения газа теплоносителем). Например, это может быть сделано с помощью вращающихся или перемещающихся в теплоносителе элементов устройства ввода газа в теплоноситель. В одном из вариантов это могут быть, в том числе, диски в нижней части диспергатора, которые могут иметь лопасти и при вращении создают область пониженного давления в теплоносителе за счет центробежных сил. Применение диспергатора имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием пассивного устройства ввода газа в теплоноситель (т.е. устройства, обеспечивающего ввод газа только при повышенном давлении газа в объеме над теплоносителем) или другого активного устройства. Далее настоящее изобретение описано в отношении диспергатора, однако он может быть заменен на общий термин «устройство ввода газа в теплоноситель» и наоборот.  Secondly, the introduction of gas into the coolant can be achieved by creating a local low pressure zone in the coolant, for example, near the device for introducing gas into the coolant (gas entrainment by the coolant). For example, this can be done using the elements of the device for introducing gas into the coolant rotating or moving in the coolant. In one of the options, this can be, inter alia, disks in the lower part of the dispersant, which can have blades and during rotation create a region of reduced pressure in the coolant due to centrifugal forces. The use of a dispersant has several advantages in comparison with the use of a passive device for introducing gas into the coolant (i.e., a device providing gas injection only at an increased gas pressure in the volume above the coolant) or another active device. Further, the present invention is described with respect to a dispersant, however, it can be replaced by the general term "device for introducing gas into the coolant" and vice versa.
В соответствии с вариантом реализации изобретения, показанным на фиг. 1, в реакторе 101 установлен диспергатор 112, который также обеспечивает управляемый способ повышения концентрации кислорода или водорода в теплоносителе 104 с помощью ввода газа, который может содержать кислород или водород, из объема  In accordance with the embodiment of the invention shown in FIG. 1, a dispersant 112 is installed in the reactor 101, which also provides a controlled method for increasing the concentration of oxygen or hydrogen in the coolant 104 by introducing a gas, which may contain oxygen or hydrogen, from the volume
31 31
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 106 над поверхностью 105 теплоносителя 104 в теплоноситель 104. Для этого диспергатор 112 устанавливают частично в теплоносителе 104 и частично в объеме около теплоносителя 104. Газ, содержащий кислород или водород, может вводиться в теплоноситель непосредственно из трубопровода газовой системы, однако в этом случае указанный трубопровод должен быть опущен в теплоноситель, что может привести к засорению и забиванию трубопровода и, тем самым, к снижению безопасности и срока реакторной установки. REPLACE ITS SHEET RULE 26 106 above the surface 105 of the coolant 104 in the coolant 104. For this, the dispersant 112 is installed partially in the coolant 104 and partly in the volume near the coolant 104. A gas containing oxygen or hydrogen can be introduced into the coolant directly from the pipeline of the gas system, however, in this case, the specified pipeline must be lowered into the coolant, which can lead to clogging and clogging of the pipeline and, thereby, to reduce the safety and duration of the reactor installation.
В преимущественном варианте, показанном на фиг. 1, диспергатор 112 устанавливается вертикально, поскольку в этом случае возможно использовать в качестве объема около теплоносителя объем 106 над теплоносителем 104 (в связи с чем не требуются дополнительные меры по организации отдельного объема для газа), а диспергатор 112 находится в положении, продлевающим срок его эксплуатации, так как теплоноситель и имеющиеся в нем твердофазные оксиды не проникают в диспергатор (что потребовало бы их перемещения вверх) и не приводят к засорению диспергатора, что продлевает срок его эксплуатации. Поскольку диспергатор обладает возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель, газ, захватываемый через отверстие в верхней части диспергатора, находящейся в частном случае в объеме над теплоносителем, проходит через канал в диспергаторе (например, в вале) сверху вниз и выпускается нижней частью диспергатора, находящейся в теплоносителе (при других видах расположения диспергатора названия направлений меняются соответственно).  In the preferred embodiment shown in FIG. 1, the dispersant 112 is installed vertically, since in this case it is possible to use the volume 106 above the coolant 104 as a volume near the coolant (in this connection, additional measures to organize a separate volume for gas are not required), and the dispersant 112 is in a position that prolongs its period operation, since the coolant and the solid-phase oxides present in it do not penetrate into the dispersant (which would require their upward movement) and do not lead to clogging of the dispersant, which extends its life. Since the dispersant has the ability to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, the gas trapped through the hole in the upper part of the dispersant, which is in the particular case in the volume above the coolant, passes through the channel in the dispersant (for example, in the shaft) from top to bottom and is discharged from the bottom of the dispersant located in the coolant (for other types of dispersant location, the direction names change accordingly).
Для того, чтобы газ попадал в теплоноситель, в объеме около теплоносителя может создаваться повышенное давление, которое приводило бы к вынужденному проникновению газа в теплоноситель, обладающий меньшим внутренним давлением, через диспергатор. Величина давления может определяться датчиками давления в этом объеме или имеющим с ним соединение трубопроводом газовой системы, или по количеству закачанного в этот объем газа, которое может быть определено с помощью расходомеров. Для того, чтобы выпускное отверстие (отверстия) диспергатора не засорялись, они преимущественно выполнены на движущихся элементах диспергатора, устанавливаемых в теплоносителе, например, на нижнем конце вращающегося диспергатора.  In order for the gas to enter the coolant, an increased pressure can be created in the volume near the coolant, which would lead to the forced penetration of gas into the coolant, which has lower internal pressure, through the dispersant. The pressure value can be determined by pressure sensors in this volume or by a gas system pipe connected to it, or by the amount of gas pumped into this volume, which can be determined using flowmeters. In order to prevent the outlet (s) of the dispersant from becoming clogged, they are preferably made on the moving elements of the dispersant installed in the coolant, for example, at the lower end of the rotating dispersant.
Помимо создания повышенного давления газа в объеме около теплоносителя ввод газа в теплоноситель может обеспечиваться за счет создания в теплоносителе  In addition to creating increased gas pressure in the volume near the coolant, the introduction of gas into the coolant can be achieved by creating a coolant in the coolant
32 32
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 локальной зоны низкого давления, например, около диспергатора (увлечения газа теплоносителем). Например, это могут быть сделано с помощью дисков в нижней части диспергатора, которые могут иметь лопасти и при вращении создают область пониженного давления в теплоносителе за счет центробежных сил. В указанную область пониженного давления и устремляется газ, проходящий из объема над теплоносителем через продольный канал в нижние отверстия около дисков. Благодаря градиенту скорости теплоносителя около диспергатора, в частности, дисков, то есть ситуации, когда теплоноситель около диспергатора движется быстрее, чем в отдалении от него, газ, поступающий в теплоноситель в виде пузырьков, дробится на более мелкие пузырьки, образуя тем самым мелкодисперсную двухкомпонентную взвесь газ-теплоноситель. В том случае, когда газ содержит водород, образуются условия для эффективного повышения концентрации водорода в теплоносителе. Благодаря тому, что диспергатор имеет движущиеся (вращающиеся) элементы, обеспечивается перемещение (омывание) теплоносителя около поверхностей диспергатора, благодаря чему твердые частички и оксидные пленки смываются с диспергатора и таким образом осуществляется его автоматическое самоочищение. Это свойство повышает срок службы как самого диспергатора, так и срок и безопасность эксплуатации реакторной установки в целом. REPLACE ITS SHEET RULE 26 local zone of low pressure, for example, near a dispersant (gas entrainment with a coolant). For example, this can be done with the help of disks in the lower part of the dispersant, which can have blades and during rotation create a region of low pressure in the coolant due to centrifugal forces. The gas passing from the volume above the coolant through the longitudinal channel into the lower holes near the disks rushes into the indicated region of reduced pressure. Due to the velocity gradient of the coolant near the dispersant, in particular, disks, that is, the situation when the coolant near the dispersant moves faster than away from it, the gas entering the coolant in the form of bubbles is split into smaller bubbles, thereby forming a finely dispersed two-component suspension heat carrier gas. In the case when the gas contains hydrogen, conditions are formed for an effective increase in the concentration of hydrogen in the coolant. Due to the fact that the dispersant has moving (rotating) elements, it is possible to move (wash) the coolant near the surfaces of the dispersant, due to which solid particles and oxide films are washed off from the dispersant and thus carry out its automatic self-cleaning. This property increases the service life of both the dispersant itself and the life and safety of the operation of the reactor installation as a whole.
В предпочтительном варианте, показанном на фиг. 5, диспергатор может иметь два диска, один из которых вращается, а другой нет - благодаря такой комбинации между дисками образуется область пониженного давления теплоносителя, в которую из отверстий в валу или одном или двух дисках может поступать газ. Поскольку между дисками возможно обеспечить достаточно малое расстояние, а один из дисков вращается относительно другого, давление снижается сильнее, чем в том случае, когда вращаются оба диска. Благодаря этому повышается эффективность ввода газа в теплоноситель и газовые пузырьки становятся еще меньше, то есть повышается эффективность растворения газа, в частности, кислорода или водорода, в теплоносителе и, тем самым, повышение концентрации кислорода или водорода.  In the preferred embodiment shown in FIG. 5, the dispersant can have two disks, one of which rotates, and the other does not — thanks to this combination, a region of reduced coolant pressure is formed between the disks, into which gas can flow from the holes in the shaft or one or two disks. Since it is possible to provide a sufficiently small distance between the disks, and one of the disks rotates relative to the other, the pressure decreases more than in the case when both disks rotate. Due to this, the efficiency of introducing gas into the coolant is increased and gas bubbles become even less, that is, the efficiency of dissolving the gas, in particular oxygen or hydrogen, in the coolant is increased and, thereby, the concentration of oxygen or hydrogen is increased.
Управление вводом кислородосодержащего или водородосодержащего газа в теплоноситель, и тем самым регулирование концентрации кислорода или водорода в теплоносителе, достигается благодаря возможности управления работой газовой  Control of the introduction of oxygen-containing or hydrogen-containing gas into the coolant, and thereby the regulation of the concentration of oxygen or hydrogen in the coolant, is achieved due to the possibility of controlling the gas
33 33
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 системы, которая может подавать необходимый газ в объем около теплоносителя и/или создавать повышенное давление в объеме около теплоносителя, и благодаря возможности управления работой диспергатора, который в пассивном состоянии (без вращения диска) не вводит газ из объема над теплоносителем в теплоноситель, а в активном состоянии (с вращением диска) вводит в теплоноситель кислородосодержащий газ из объема над теплоносителем, и скорость (эффективность) ввода газа в теплоноситель может зависеть от скорости вращения диска. Применение диспергаторов с вращающимися дисками более привлекательно, поскольку для обеспечения ввода газа из объема около теплоносителя в теплоноситель не требуется создавать в этом объеме повышенное давление, а достаточно привести в действие (активировать) диспергатор, что упрощает и тем самым повышает надежность работы системы регулирования. REPLACE ITS SHEET RULE 26 a system that can supply the necessary gas to the volume near the coolant and / or create increased pressure in the volume near the coolant, and due to the ability to control the operation of the dispersant, which in a passive state (without rotation of the disk) does not introduce gas from the volume above the coolant into the coolant, but into in the active state (with rotation of the disk) introduces oxygen-containing gas from the volume above the coolant into the coolant, and the rate (efficiency) of gas input into the coolant may depend on the speed of rotation of the disk. The use of dispersant with rotating disks is more attractive, since it is not necessary to create increased pressure in this volume to ensure gas is introduced from the volume near the coolant into the coolant, but it is enough to actuate (activate) the dispersant, which simplifies and thereby increases the reliability of the control system.
Для приведения в действие («активации») диспергатора требуется приведение во вращение валов и дисков (или одного из валов и одного из дисков). Это возможно сделать с помощью, например, электродвигателя. Для снижения разрушительного воздействия высоких температур и паров теплоносителя на электродвигатель и, соответственно, продления срока его службы, он предпочтительно располагается снаружи реактора (хотя в некоторых вариантах может быть расположен и внутри). Для приведения во вращение частей диспергатора через стенку реактора от электродвигателя может проходить вал, для чего в стенке должно быть выполнено отверстие. Однако в предпочтительном варианте для повышения конструкционной прочности реактора и, тем самым, безопасности его эксплуатации возможна передача вращения от электродвигателя элементам диспергатора с помощью магнитной муфты, части которой установлены преимущественно напротив друг друга с разных сторон стенки реактора. Магнитное поле, формируемое одной магнитной полумуфтой, может передавать усилие вращение другой полумуфте, расположенной с другой стороны стенки реактора, тем самым приводя в действие диспергатор. При расположении двигателя диспергатора снаружи реактора управление им может осуществляться через провод (кабель) 113, показанный на фиг. 1 и предназначенный для подведения электроэнергии к электродвигателю, путем подачи/неподачи питающего напряжения или изменения его параметров.  To actuate ("activate") the dispersant, the rotation of the shafts and disks (or one of the shafts and one of the disks) is required. This can be done using, for example, an electric motor. To reduce the destructive effect of high temperatures and coolant vapors on the electric motor and, accordingly, extend its service life, it is preferably located outside the reactor (although in some cases it can also be located inside). To bring the parts of the dispersant into rotation, a shaft can pass through the wall of the reactor from the electric motor, for which a hole must be made in the wall. However, in a preferred embodiment, to increase the structural strength of the reactor and, thus, the safety of its operation, it is possible to transfer rotation from the electric motor to the dispersant elements using a magnetic coupling, parts of which are mounted mainly opposite each other on opposite sides of the reactor wall. The magnetic field generated by one magnetic coupling half can transmit the force of rotation to another coupling half located on the other side of the reactor wall, thereby driving the dispersant. When the dispersant motor is located outside the reactor, it can be controlled through the wire (cable) 113 shown in FIG. 1 and intended for supplying electricity to an electric motor by supplying / not supplying a supply voltage or changing its parameters.
Приведение в действие диспергатора, достигаемое с помощью электродвигателя, в настоящем изобретении обозначается как «активация»  Actuation of the dispersant achieved by an electric motor is referred to in the present invention as “activation”
34 34
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 диспергатора, а остановка электродвигателя, при которой диспергатор прекращает свою работу, в настоящем изобретении называется «деактивация» диспергатора. Скорость вращения электродвигателя может регулироваться различным образом: бинарно (отключен/включен), с несколькими скоростями вращения или с возможностью придания любой скорости вращени ; в определенном диапазоне скоростей. При этом, чем выше скорость вращения, тем больше газа (в т.ч. ' кислорода) растворяется в теплоносителе и тем более мелкие пузырьки газа образуются. REPLACE ITS SHEET RULE 26 dispersant, and the motor stop, at which the dispersant stops its work, in the present invention is called "deactivation" of the dispersant. The rotation speed of the electric motor can be regulated in various ways: binary (disconnected / switched on), with several rotation speeds or with the possibility of imparting any rotation speed; in a certain range of speeds. Moreover, the higher the rotation speed, the more gas (including oxygen) is dissolved in the coolant and the more small gas bubbles are formed.
Показанный на фиг. 5 диспергатор состоит из следующих основных элементов: корпус 501 диспёргатора с неподвижным верхним диском; полый вал 502, соединенный с нижним вращающимся диском[ 503; фланец 504 крепления диспергатора к корпусу реактора; электродвигатель 507 с ведущей магнитной полумуфтой 506, передающий вращение | полому валу 502 при помощи ведомой магнитной полумуфты 505. Электродвигатель 507 с полумуфтой 506 установлен на стенке 102 реактора с внешней стороны, а полумуфта 505 установлена с внутренней стороны стенки 102 реактора.  Shown in FIG. 5, the dispersant consists of the following main elements: dispersant body 501 with a fixed upper disk; a hollow shaft 502 connected to a lower rotating disk [503; a flange 504 mounting the dispersant to the reactor vessel; electric motor 507 with leading magnetic coupling 506, transmitting rotation | hollow shaft 502 using driven magnetic coupling half 505. An electric motor 507 with coupling half 506 is mounted on the wall of the reactor 102 from the outside, and the coupling half 505 is mounted on the inside of the wall of the reactor 102.
В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 5, верхний диск (статор) диспергатора соединен неподвижно с корпусом 501 диспергатора. Нижний вращающийся диск 503 соединен с вращающимся валом 502. Нижний диск и вал - полые, по Xлостй соединены между собой. В верхней части полость вала соединена с газовым контуром через отверстия. Поверхность нижнего диска, образующая зазор[ перфорирована отверстиями (например, по меньшей мере, двенадцатью) малого диаметра, расположенными по окружности. Верхний диск также может быть перфорирован небольшими отверстиями для доступа жидкого металла в полость между дисками. В верхней части вращающийся вал соединен с валом герметичного электродвигателя 507, запитанного от частотного преобразователя, при помощи магнитных полумуфт 505, 506.  In the preferred embodiment shown in FIG. 5, the upper disk (stator) of the dispersant is fixedly connected to the dispersant body 501. The lower rotary disk 503 is connected to the rotary shaft 502. The lower disk and the shaft are hollow and are connected with each other. In the upper part, the shaft cavity is connected to the gas circuit through openings. The surface of the lower disk forming a gap [is perforated with holes (for example, at least twelve) of small diameter located around the circumference. The upper disk can also be perforated with small holes for liquid metal to enter the cavity between the disks. In the upper part, the rotating shaft is connected to the shaft of the sealed electric motor 507, fed from the frequency converter, using magnetic coupling halves 505, 506.
Диспергатор погружается в теплоноситель таким образом, чтобы отверстия в верхней части вала были над уровнем, а верхний и нижний диски - под уровнем жидкости. При включении герметичного электродвигателя нижний диск вращается с заданной угловой скоростью. При этом в результате движения теплоносителя относительно нижнего диска в зазоре образуется зона пониженного давления, что вызывает впрыск газа из полости нижнего диска через отверстия в верхней части  The dispersant is immersed in the coolant so that the holes in the upper part of the shaft are above the level, and the upper and lower disks are below the liquid level. When you turn on the sealed electric motor, the lower disk rotates at a given angular speed. In this case, as a result of the movement of the coolant relative to the lower disk, a zone of reduced pressure is formed in the gap, which causes gas injection from the cavity of the lower disk through the holes in the upper part
35 35
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 нижнего диска в зазор. В зазоре благодаря градиенту скоростей теплоносителя пузырьки дробятся и мелкодисперсная газовая фаза вместе с теплоносителем поступает из зазора в основной поток теплоносителя. REPLACE ITS SHEET RULE 26 lower disk in the gap. In the gap, due to the coolant velocity gradient, the bubbles are crushed and the finely dispersed gas phase together with the coolant enters from the gap into the main coolant stream.
В других вариантах выполнения диспергатора неподвижным диском может быть нижний диск, а вращающимся верхний. Кроме того, полость, соединяющая объем около теплоносителя и отверстия в диске, может быть как в вале, так и в корпусе. При этом сами отверстия могут быть выполнены как во вращающемся диске, так и в неподвижном (или одновременно в этих дисках).  In other embodiments of the dispersant, the fixed disk may be the lower disk, and the rotating upper one. In addition, the cavity connecting the volume near the coolant and the holes in the disk can be both in the shaft and in the housing. Moreover, the holes themselves can be made both in a rotating disk and in a fixed one (or simultaneously in these disks).
Как уже отмечалось, принцип действия диспергатора газа основан на дроблении газовых пузырей в жидкости при попадании их в поток с большим градиентом скоростей. В таком потоке благодаря неравномерности сил скоростного напора, приложенных к элементам поверхности, происходит разрушение больших пузырей с образованием мелких. Создание высокоградиентного потока жидкости в диспергаторе газа в предпочтительном варианте вьшолнения диспергатора осуществляется в зазоре между вращающимся и неподвижным дисками. Степень дисперсности газовой фазы при прочих равных условиях зависит от градиента скоростей в потоке. Увеличение градиента скоростей осуществляется уменьшением зазора между дисками или увеличением линейной скорости относительного движения дисков.  As already noted, the principle of action of a gas dispersant is based on the fragmentation of gas bubbles in a liquid when they enter the stream with a large velocity gradient. In such a flow, due to the non-uniformity of the forces of the velocity head applied to the surface elements, large bubbles are destroyed with the formation of small ones. The creation of a highly gradient fluid flow in the gas dispersant in the preferred embodiment of the dispersant is carried out in the gap between the rotating and fixed disks. The degree of dispersion of the gas phase, ceteris paribus, depends on the velocity gradient in the stream. An increase in the velocity gradient is achieved by decreasing the gap between the disks or increasing the linear velocity of the relative motion of the disks.
В реакторе 101 также располагается датчик ПО концентрации кислорода в теплоносителе 104. В предпочтительном варианте осуществления он выполнен в виде датчика термодинамической активности кислорода в теплоносителе, один из вариантов которого показан на фиг. 6. Показанный на фиг. 6 твердоэлектролитный датчик концентрации кислорода содержит керамический чувствительный элемент 601 , герметично размещенный в корпусе 605, электрод сравнения 602 и центральный электрод, состоящий из двух частей - нижней 606 и верхней 1 1 1 , размещенных в полости датчика.  In the reactor 101 is also located a sensor for oxygen concentration in the coolant 104. In a preferred embodiment, it is made in the form of a sensor of the thermodynamic activity of oxygen in the coolant, one of the variants of which is shown in FIG. 6. Shown in FIG. 6, the solid-state oxygen concentration sensor comprises a ceramic sensing element 601 sealed in the housing 605, a reference electrode 602 and a central electrode consisting of two parts - the lower 606 and the upper 1 1 1 located in the sensor cavity.
Керамический чувствительный элемент 601 выполнен целиком из твердого электролита в виде сопряженных между собой цилиндрического элемента и части сферы. Для изготовления элемента 601 могут использоваться, например, частично стабилизированный диоксид циркония, полностью стабилизированный диоксид циркония или оксид гафния. Боковая поверхность цилиндрического элемента соединена с внутренней боковой поверхностью корпуса 605 посредством  Ceramic sensing element 601 is made entirely of solid electrolyte in the form of a cylindrical element and part of a sphere conjugated to each other. For the manufacture of element 601, for example, partially stabilized zirconia, fully stabilized zirconia or hafnium oxide can be used. The side surface of the cylindrical element is connected to the inner side surface of the housing 605 by
36 36
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 соединительного материала 604, который может представлять собой, например, ситалл или прессованное углеграфитное волокно. REPLACE ITS SHEET RULE 26 connecting material 604, which may be, for example, a glass or pressed carbon fiber.
Датчик снабжен пробкой 603 из оксида металла, например, алюминия, имеющей отверстие и перекрывающей поперечное сечение полости керамического чувствительного элемента 601. Пробка предназначена для фиксирования электрода сравнения 602 во внутренней полости керамического чувствительного элемента 601. Электрод сравнения 602 расположен в полости, образованной внутренней поверхностью керамического Чувствительного элемента 601 и поверхностью пробки 603, и занимает, по меньшей мере, ее часть. Электрод 602 может быть выполнен, например, из висмута, свинца, индия или галлия.  The sensor is equipped with a plug 603 of metal oxide, for example aluminum, having a hole and overlapping the cross section of the cavity of the ceramic sensor 601. The plug is designed to fix the reference electrode 602 in the inner cavity of the ceramic sensor 601. The reference electrode 602 is located in the cavity formed by the inner surface of the ceramic The sensing element 601 and the surface of the plug 603, and occupies at least part of it. The electrode 602 may be made, for example, of bismuth, lead, indium or gallium.
Обращенный в сторону части сферического элемента свободный конец нижней части центрального электрода 606 выведен в объем электрода сравнения 602 через отверстие в пробке 603. При этом обеспечен электрический контакт между электродом сравнения 602 и нижней частью центрального электрода 606. По меньшей мере, часть сферы керамического чувствительного элемента 601 выступает за пределы корпуса 605, выполненного, например, из стали. В процессе работы датчика эта выступающая часть погружена, например, в расплав жидкого металла, в котором определяется активность кислорода.  The free end of the lower part of the central electrode 606 facing toward the part of the spherical element is brought into the volume of the reference electrode 602 through an opening in the plug 603. An electrical contact is provided between the reference electrode 602 and the lower part of the central electrode 606. At least part of the sphere of the ceramic sensitive element 601 extends beyond the housing 605, for example, made of steel. During operation of the sensor, this protruding part is immersed, for example, in a molten liquid metal, in which oxygen activity is determined.
Материалы корпуса 605, керамического чувствительного элемента 601 и соединительного материала 604 имеют одинаковый коэффициент температурного расширения и являются химически стойкими по отношению к рабочей среде, например к расплаву свинца при температурах, не превышающих 650°С. Это позволяет сохранить работоспособность датчика при скоростях изменения температур (термоударах) в жидком металле до 100°С/с в диапазоне температур 300- 650°С.  The materials of the housing 605, ceramic sensor 601 and the connecting material 604 have the same coefficient of thermal expansion and are chemically resistant to the working medium, for example, to lead melt at temperatures not exceeding 650 ° C. This allows you to maintain the efficiency of the sensor at rates of temperature change (thermal shock) in the molten metal up to 100 ° C / s in the temperature range 300 - 650 ° C.
К свободной части корпуса 605 приварена втулка 608. Из полости втулки 608 выходит верхняя часть центрального электрода 111 , которая на фиг. 1 в виде кабеля или провода проходит через стенку 102 корпуса реактора. Кольцевая полость между втулкой 608 и верхней частью центрального электрода 111 заполнена диэлектрическим материалом 610, в качестве которого предпочтительно используется ситалл. Материал 610 обеспечивает герметичность внутренней полости датчика. Это необходимо для предотвращения попадания кислорода из воздуха во внутреннюю полость датчика и изменения свойств электрода сравнения 602. Нижняя  A sleeve 608 is welded to the free part of the housing 605. The upper part of the central electrode 111, which in FIG. 1 in the form of a cable or wire passes through the wall 102 of the reactor vessel. The annular cavity between the sleeve 608 and the upper part of the Central electrode 111 is filled with a dielectric material 610, which is preferably used glass. Material 610 provides a seal to the interior of the sensor. This is necessary to prevent oxygen from entering the internal cavity of the sensor and changing the properties of reference electrode 602. Lower
37 37
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 часть центрального электрода 606, расположенная во внутренней полости корпуса 605, помещена в изолятор 607, предпочтительно выполненный из оксида алюминия. REPLACE ITS SHEET RULE 26 a portion of the central electrode 606 located in the inner cavity of the housing 605 is housed in an insulator 607, preferably made of alumina.
Принцип действия датчика термодинамической активности кислорода основан на измерении разности электрических потенциалов между двумя электродами, разделенными твердым электролитом (например, Zr02-^Y203) с селективной кислородоионной проводимостью. Величина разности электрических потенциалов между двумя электродами формируется за счет разницы в кислородных потенциалах контролируемой среды и среды с заранее известным кислородным потенциалом (электрод сравнения). В качестве электрода сравнения могут быть использованы системы «жидкий металл - твердый оксид», например, {Bi}-<Bi203>. Получаемое от датчика значение разности потенциалов может быть пересчитано в значение термодинамической активности кислорода, его концентрации или другой удобной величины. В другом варианте управление средствами повышения концентрации кислорода может регулироваться непосредственно в зависимости от получаемого от датчика значения разности потенциалов (например, по таблице соответствия или через установленное эмпирическим или теоретическим путем формульное соответствие). The principle of operation of the oxygen thermodynamic activity sensor is based on measuring the difference in electrical potentials between two electrodes separated by a solid electrolyte (for example, Zr0 2 - ^ Y 2 0 3 ) with selective oxygen-ion conductivity. The magnitude of the difference in electrical potentials between the two electrodes is formed due to the difference in the oxygen potentials of the controlled medium and the medium with a predetermined oxygen potential (reference electrode). As a reference electrode, liquid metal solid oxide systems can be used, for example, {Bi} - <Bi 2 0 3 >. The potential difference value received from the sensor can be converted into the value of the thermodynamic activity of oxygen, its concentration, or other convenient value. In another embodiment, the control of means for increasing the oxygen concentration can be controlled directly depending on the potential difference value received from the sensor (for example, according to the correspondence table or via formula correspondence established by empirical or theoretical methods).
Непосредственные или преобразованные показания датчика концентрации кислорода (например, термодинамической активности кислорода) могут сравниваться с пороговыми значениями и в соответствии с результатом сравнения могут приниматься решения по активации массообменного аппарата или диспергатора. Например, может быть определено, что концентрация кислорода ниже порогового значения, и тогда принимается решение об активации одного из указанных устройств с целью повышения концентрации кислорода (например, его термодинамической активности).  Direct or converted readings of an oxygen concentration sensor (for example, the thermodynamic activity of oxygen) can be compared with threshold values and decisions can be made to activate the mass transfer apparatus or dispersant in accordance with the result of the comparison. For example, it can be determined that the oxygen concentration is below a threshold value, and then a decision is made to activate one of these devices in order to increase the oxygen concentration (for example, its thermodynamic activity).
В соответствии с настоящим изобретением способ регулирования концентрации кислорода и водорода, позволяющий достичь вышеуказанные технические результаты, может содержать следующие шаги, показанные на фиг. 7.  In accordance with the present invention, a method for controlling the concentration of oxygen and hydrogen to achieve the above technical results may comprise the following steps shown in FIG. 7.
Во-первых, получают показания датчика концентрации кислорода (шаг 701) и оценивают концентрацию кислорода в теплоносителе (шаг 702) на основании данных от датчика концентрации кислорода в теплоносителе и далее сравнивают оценку концентрации кислорода в теплоносителе с верхним и нижним допустимыми значениями. В частности, на шаге 703 сравнивают оценку концентрации с верхним допустимым значением. В том случае, если концентрация кислорода больше  Firstly, the readings of the oxygen concentration sensor are obtained (step 701) and the oxygen concentration in the coolant is estimated (step 702) based on the data from the oxygen concentration sensor in the coolant, and then the estimate of the oxygen concentration in the coolant is compared with the upper and lower acceptable values. In particular, at step 703, the concentration estimate is compared with the upper acceptable value. In the event that the oxygen concentration is greater
38 38
ЗАМЕНЯЮ И верхнего допустимого значения (например, больше максимально допустимого значения, то есть находится вне диапазона допустимых значений), проверяют, подают ли газ, содержащий кислород (шаг 704). REPLACE AND the upper allowable value (for example, greater than the maximum allowable value, that is, is outside the range of acceptable values), check whether the gas containing oxygen is supplied (step 704).
Для принятия решения о подаче из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя газа, содержащего водород и/или активации диспергатора в преимущественном варианте необходим положительный ответ на вопрос «больше ли концентрация кислорода в теплоносителе верхнего допустимого значения?» и отрицательный ответ на вопрос «подают ли в реактор газ, содержащий кислород?». Если определено, что в реактор подают газ, содержащий кислород, на шаге 705 осуществляют прекращение подачи газа, содержащего кислород, и далее на шаге 706 осуществляют подачу из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя газа, содержащего водород и/или активацию диспергатора. Если же подачу газа, содержащего кислород, не осуществляли, то шаг 706 возможно осуществить непосредственно после проверки подачи газа, содержащего кислород, то есть после шага 704, без прекращения подачи газа, содержащего кислород, ввиду отсутствия в этом необходимости. В любом из этих вариантов будет достигнут технический результат настоящего изобретения, заключающийся в предотвращении одновременной подачи газа, содержащего водород, и газа, содержащего кислород, в реактор.  In order to make a decision on supplying a gas containing hydrogen from the gas system to the reactor in the volume near the coolant and / or activating the dispersant, it is preferable to give a positive answer to the question “Is the oxygen concentration in the coolant higher than the maximum acceptable value?” And a negative answer to the question “serves Is there a gas containing oxygen in the reactor? ” If it is determined that the gas containing oxygen is supplied to the reactor, at step 705, the supply of gas containing oxygen is stopped, and then, at step 706, gas from the gas system containing hydrogen and / or dispersant activation is supplied from the gas system to the reactor into the volume near the coolant. If the supply of oxygen-containing gas was not carried out, then step 706 can be carried out immediately after checking the supply of oxygen-containing gas, that is, after step 704, without stopping the supply of oxygen-containing gas, since this is not necessary. In any of these embodiments, the technical result of the present invention will be achieved by preventing the simultaneous supply of a gas containing hydrogen and a gas containing oxygen to the reactor.
В том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше верхнего допустимого значения, после шага 703 осуществляется переход на шаг 707, на котором сравнивают оценку концентрации кислорода в теплоносителе с нижним допустимым значением. В том случае, если концентрация кислорода меньше нижнего допустимого значения (например, меньше минимально допустимого значения, то есть находится вне диапазона допустимых значений), проверяют, подают ли в реактор в объем около теплоносителя газ, содержащий водород (шаг 708).  In the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the upper acceptable value, after step 703 proceeds to step 707, where the estimate of the oxygen concentration in the coolant is compared with the lower allowable value. In the event that the oxygen concentration is less than the lower permissible value (for example, less than the minimum acceptable value, that is, is outside the range of acceptable values), it is checked whether gas containing hydrogen is supplied to the reactor near the coolant (step 708).
Для принятия решения о подаче из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя газа, содержащего кислород и/или активации диспергатора в преимущественном варианте необходим положительный ответ на вопрос «меньше ли концентрация кислорода в теплоносителе нижнего допустимого значения?» й отрицательный ответ на вопрос «подают ли в реактор газ, содержащий водород?». Если определено, что из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя  In order to make a decision on supplying a gas containing oxygen from the gas system to the reactor in the volume near the coolant and / or activating the dispersant, a positive answer to the question “is the oxygen concentration in the coolant lower than the permissible value?” And the negative answer to the question “submit is there gas containing hydrogen in the reactor? ” If it is determined that from the gas system to the reactor in the volume near the coolant
39 39
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 подают газ, содержащего водород, на шаге 709 прекращают подачу в реактор объем , около теплоносителя газа, содержащего водород, и далее на шаге 710 осуществляют подачу газа, содержащего кислород и/йли активацию диспергатора. Если же подача в реактор в объем около теплоносителя газа, содержащего водород, не осуществлялась (была прекращена), то шаг 710 возможно осуществить непосредственно после проверки состояния газовой системы, то есть после шага 708, без прекращения подачи в объем около теплоносителя газа, содержащего водород, ввиду отсутствия в этом необходимости. В любом из этих вариантов будет достигнут технический результат настоящего изобретения, заключающийся в предотвращении одновременной подачи газа, содержащего водород, и газа, содержащего кислород, в реактор, в частности, в объем около теплоносителя: REPLACE ITS SHEET RULE 26 a hydrogen-containing gas is supplied, at step 709, the volume of gas near the coolant containing hydrogen is stopped flowing to the reactor, and then, at a step 710, a gas-containing gas is supplied and / or activation of the dispersant. If, however, the supply of hydrogen-containing gas to the volume near the coolant was not (was stopped), then step 710 can be carried out immediately after checking the state of the gas system, that is, after step 708, without stopping the supply of hydrogen-containing gas to the volume near the coolant , due to the lack of need for this. In any of these options, the technical result of the present invention will be achieved, which consists in preventing the simultaneous supply of a gas containing hydrogen and a gas containing oxygen to the reactor, in particular, to the volume near the coolant:
Вышеописанная последовательность действий может осуществляться автоматически, например, с помощью специализированной системы или устройства. Однако в некоторых случаях автоматическое выполнение не представляется возможным. В связи с этим осуществление этого способа в соответствии с изобретением может происходить вручную обслуживающим и/или эксплуатирующим персоналом. В таком случае при необходимости подачи и/или прекращения подачи кислорода и/или водорода может подаваться сигнал о необходимости подачи и/или прекращения подачи, соответственно, например, в визуальной, звуковой или другой воспринимаемой человеком форме. В этом случае квалифицированный и высокомотйвированный персонал, обслуживающий реактор и отслеживающий его состояние, восприняв такой сигнал, может прекратить подачу и/или начать подачу из газовой системы в реактор в объем около теплоносителя соответствующих газов с предотвращением одновременной подачи в реактор кислорода и водорода, тем самым обеспечив получение технического результата настоящего изобретения.  The above sequence of actions can be carried out automatically, for example, using a specialized system or device. However, in some cases, automatic execution is not possible. In this regard, the implementation of this method in accordance with the invention may occur manually by maintenance and / or operating personnel. In this case, if it is necessary to supply and / or stop supplying oxygen and / or hydrogen, a signal can be sent indicating the need for supply and / or shutdown, respectively, for example, in a visual, audible or other form perceived by a person. In this case, qualified and highly trained personnel servicing the reactor and monitoring its condition, having received such a signal, can stop supplying and / or start supplying the corresponding gases from the gas system to the reactor into the volume near the coolant, preventing the simultaneous supply of oxygen and hydrogen to the reactor, thereby providing the technical result of the present invention.
После осуществления шага 710 или шага 706 проверяют концентрацию кислорода, например, тем же способом, что и ранее, то есть путем оценки указанной концентрации. Как показано на фиг. 7, это может быть сделано возвратом на шаг 701. . Кроме того, на шаг 701 происходит переход с шага 707 в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе показывает, что концентрация больше нижнего Допустимого значения. В таком случае концентрация кислорода в теплоносителе находится в допустимом диапазоне (диапазоне допустимых  After performing step 710 or step 706, the oxygen concentration is checked, for example, in the same manner as before, that is, by evaluating the indicated concentration. As shown in FIG. 7, this can be done by returning to step 701.. In addition, step 701 proceeds from step 707 if the assessment of the oxygen concentration in the coolant shows that the concentration is greater than the lower Allowable value. In this case, the oxygen concentration in the coolant is in the allowable range (the range of permissible
40 40
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 значений), то есть, меньшей верхнего допустимого значений и больше нижнего допустимого значения, а это означает, что никаких мер по изменению концентраций кислорода в теплоносителе (или изменению или отказу от ранее предпринятых мер) не требуется. После этого способ, изображенный на фиг. 7, циклически повторяется. В то же время при повторах способа по фиг. 7 возможны исключения или замены. Например, если диспергатор активирован и/или обеспечена подача необходимого газа, то на шагах 706 и 710 подача газа и/или активация не осуществляются или осуществляются символически или фиктивно (например, подается сигнал запуска в схему запуска, однако эта схема не осуществляет запуск ввиду того, что диспергатор или газовая система уже приведены в необходимое состояние). Способ по фиг. 7 может быть модифицирован введением проверки необходимости выполнения шагов 706 и 710 ввиду их возможного выполнения до этого, соответственно. REPLACE ITS SHEET RULE 26 values), that is, less than the upper acceptable value and more than the lower acceptable value, which means that no measures are required to change the oxygen concentration in the coolant (or to change or abandon previously taken measures). After that, the method depicted in FIG. 7 is cyclically repeated. At the same time, when repeating the method of FIG. 7 Exceptions or replacements are possible. For example, if the dispersant is activated and / or the necessary gas is supplied, then at steps 706 and 710, the gas and / or activation are not carried out or are carried out symbolically or fictitiously (for example, a start signal is sent to the start circuit, but this circuit does not start because that the dispersant or gas system is already brought to the required state). The method of FIG. 7 can be modified by introducing verification of the need to perform steps 706 and 710 in view of their possible implementation before that, respectively.
На шаге 706, также как и на шаге 710, возможны пять альтернатив, которые приведут к достижению необходимого результата, заключающегося в повышении концентрации водорода в теплоносителе (ввода в него водорода) или в повышении концентрации кислорода в теплоносителе (ввода в него кислорода), соответственно. В одной из альтернатив в объем около теплоносителя из газовой системы подают необходимый газ, например, в объеме, не приводящем к повьплению давления, а просто вытесняющим, например, инертный газ (например, во второй трубопровод газовой системы, имеющий выход в объем реактора около теплоносителя). Для того, чтобы водород или кислород попал в теплоноситель, диспергатор должен быть в активном состоянии. Следовательно, эта альтернатива используется в том случае, если до подачи необходимого газа, диспергатор находился в активном состоянии, например, использовался для ввода в теплоноситель^ например, инертного газа или смеси таких газов.  In step 706, as in step 710, five alternatives are possible, which will lead to the achievement of the desired result, which consists in increasing the concentration of hydrogen in the coolant (introducing hydrogen into it) or in increasing the concentration of oxygen in the coolant (introducing oxygen), respectively . In one of the alternatives, the necessary gas is supplied into the volume near the coolant from the gas system, for example, in a volume that does not lead to an increase in pressure, but simply displaces, for example, an inert gas (for example, into the second pipeline of the gas system having an outlet into the reactor volume near the coolant ) In order for hydrogen or oxygen to enter the coolant, the dispersant must be in an active state. Therefore, this alternative is used if, before the necessary gas was supplied, the dispersant was in an active state, for example, used to introduce, for example, an inert gas or a mixture of such gases into the coolant.
Во второй альтернативе в объеме около теплоносителя до активации диспергатора уже мог находиться требуемый газ (то есть газ, содержащий водород, для шага 706,. и газ, содержащий кислород, для шага 710) и для достижения результата, т.е. ввода во дородосо держащего или кислородосо держащего газа в теплоноситель и, тем самым, повышения концентрации водорода или кислорода в теплоносителе, достаточно активировать диспергатор.  In the second alternative, the required gas (i.e., a gas containing hydrogen for step 706, and a gas containing oxygen for step 710) could already be in the volume near the coolant before activating the dispersant and to achieve the result, i.e. introducing a gas-containing or oxygen-containing gas into the coolant and, thereby, increasing the concentration of hydrogen or oxygen in the coolant, it is sufficient to activate the dispersant.
В третьей альтернативе до получения необходимого результата газ в объеме - около теплоносителя мог быть, например, инертным, а диспергатор был отключен, и  In the third alternative, until the desired result, the gas in the volume near the coolant could be, for example, inert, and the dispersant was turned off, and
41 41
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 для повышения концентрации водорода или кислорода в теплоносителе требуется как подать в объем около теплоносителя водородосодержащий или кислородосо держащий газ, соответственно (в предельных случаях это могут быть и чистый водород или чистый кислород, предназначенный для смешивания с инертным газом в указанном объеме), так и активировать диспергатор. REPLACE ITS SHEET RULE 26 in order to increase the concentration of hydrogen or oxygen in the coolant, it is required both to supply a hydrogen-containing or oxygen-containing gas to the volume near the coolant, respectively (in extreme cases, it can be pure hydrogen or pure oxygen, intended for mixing with an inert gas in the indicated volume), and activate dispersant.
В четвертой альтернативе диспергатор не активируют, а в объем около теплоносителя из газовой системы подают необходимый газ, содержащий водород или кислород, в количестве (объеме) или под давлением, достаточным для создания в объеме около теплоносителя такого давления, которое привело бы к проникновению газа в теплоноситель через диспергатор даже при неактивном диспергаторе.  In the fourth alternative, the dispersant is not activated, and the necessary gas containing hydrogen or oxygen is supplied from the gas system into the volume near the coolant in an amount (volume) or under pressure sufficient to create such pressure in the volume near the coolant that would cause gas to penetrate the coolant through the dispersant even with an inactive dispersant.
В пятой альтернативе в объем около теплоносителя из газовой системы подают необходимый газ, содержащий водород или кислород, в количестве (объеме) или под давлением, достаточным для создания в объеме около теплоносителя такого давления, которое привело бы к проникновению газа в теплоноситель через диспергатор, и активируют диспергатор - это позволяет продлить срок эксплуатации диспергатора.  In a fifth alternative, the necessary gas containing hydrogen or oxygen is supplied to the volume near the heat carrier from the gas system in an amount (volume) or under a pressure sufficient to create such pressure in the volume near the heat carrier that would cause gas to penetrate into the heat carrier through the dispersant, and activate the dispersant - this allows you to extend the life of the dispersant.
Общим для всех этим альтернатив является то, что результат, заключающийся в повышении концентрации водорода или кислорода, достигается только при наличии в объеме около теплоносителя газа, содержащего водород или кислород, соответственно, под давлением, превышающим внутреннее давление в теплоносителе в месте расположения выходного отверстия (отверстий) диспергатора, а различаются они лишь способом создания требуемой разницы давлений и начальными условиями: активирован или деактивирован диспергатор и имеется ли в объеме около теплоносителя необходимый газ и под каким давлением. Таким образом, настоящее изобретение должно считаться использованным в случае выполнений любого из вышеуказанных действий, если они приводят к подаче через диспергатор (или диспергатором) газа, содержащего водород или кислород в зависимости от выполняемого шага, из объема около теплоносителя в теплоноситель.  Common to all these alternatives is that the result of increasing the concentration of hydrogen or oxygen is achieved only if there is a gas in the volume near the coolant containing hydrogen or oxygen, respectively, under a pressure exceeding the internal pressure in the coolant at the location of the outlet ( holes) of the dispersant, but they differ only in the way of creating the required pressure difference and in the initial conditions: the dispersant is activated or deactivated and is there about Itel needed gas and under any pressure. Thus, the present invention should be considered used in the case of performing any of the above actions, if they lead to the flow through the dispersant (or dispersant) of gas containing hydrogen or oxygen, depending on the step, from the volume near the coolant to the coolant.
Как уже отмечалось, попадание газа (в том числе водородосодержащего и кислородосодержащего) в теплоноситель возможно и в том случае, если в объеме около теплоносителя создается повышенное давление газа, а диспергатор не  As already noted, the ingress of gas (including hydrogen-containing and oxygen-containing) into the coolant is also possible if an increased gas pressure is created in the volume near the coolant, and the dispersant does not
42 42
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 активируется. Однако в этом случае вероятно засорение выходного отверстия (отверстий) диспергатора, в связи с чем для повышения надежности и срока службы оборудования реактора, что приводит к повышению безопасности и срока эксплуатации реакторной установки, при таком способе ввода газа в теплоноситель (за счет повышенного давления газа в объеме около теплоносителя) диспергатор все равно предпочтительно должен быть активирован для того, чтобы его выходное отверстие (отверстия) на нижнем конце, погруженном в теплоноситель, омывалось теплоносителем, предотвращая скапливания в/на нем оксидов, отложений, пленок и т.п. Таким образом, на шагах 706 и 710 даже в случае подачи в объем около теплоносителя из газовой системы газа, содержащего водород или кислород, в таком объеме, что повышается давление газа в объеме около теплоносителя, что приводит к проникновению газа в теплоноситель даже без активации диспергатора, диспергатор предпочтительно также активируется (хотя случай и без активации диспергатора также входит в объем настоящего изобретения). REPLACE ITS SHEET RULE 26 is activated. However, in this case, it is likely that the outlet (s) of the dispersant are clogged, and therefore, to increase the reliability and service life of the reactor equipment, which leads to an increase in the safety and life of the reactor installation with this method of introducing gas into the coolant (due to the increased gas pressure in the volume near the coolant) the dispersant should still preferably be activated so that its outlet (s) at the lower end immersed in the coolant is washed by the coolant, etc. dotvraschaya accumulation in / on it oxides Fat, films, etc. Thus, in steps 706 and 710, even if a gas containing hydrogen or oxygen is introduced into the volume near the heat carrier from the gas system, the gas pressure in the volume near the heat carrier increases, which leads to the penetration of gas into the heat carrier even without activating the dispersant , the dispersant is preferably also activated (although the case without activating the dispersant is also included in the scope of the present invention).
Кроме того, само по себе регулирование давления газа в объеме около теплоносителя так, чтобы он сам по себе начал проникать в теплоноситель через диспергатор даже без его активации может быть нежелательным ввиду образования пузырьков больших размеров и является гораздо менее точным ввиду меньшей точности регулирования давления в газовой системе, чем регулирование скорости вращения диспергатора, и, соответственно, локального снижения давления в теплоносителе около вращающегося конца (дисков) диспергатора, в связи с чем предпочтительно применение регулирования концентрации кислорода в теплоносителе с помощью активируемого диспергатора.  In addition, the regulation of gas pressure in the volume near the coolant in such a way that it itself begins to penetrate into the coolant through the dispersant even without its activation can be undesirable due to the formation of large bubbles and is much less accurate due to the less accurate control of the pressure in the gas system than regulating the speed of rotation of the dispersant, and, accordingly, local pressure reduction in the coolant near the rotating end (disks) of the dispersant, and therefore it is preferable application of regulation of oxygen concentration in the coolant using an activated dispersant.
В том случае, если регулирования концентрации кислорода в теплоносителе осуществляется лишь способами, в которых применяется активируемый диспергатор, в настоящем изобретении предпочтительно применяются только первые три ранее описанные альтернативы шагов 706 и 710, которые объединяет то, что результат, заключающийся в повышении концентрации водорода или кислорода, достигается только при наличии в объеме около теплоносителя газа, содержащего водород или кислород, соответственно, и активации диспергатора, вводящего газ из объема около теплоносителя в теплоноситель, а различаются они лишь начальными условиями: активирован или деактивирован диспергатор и имеется ли в объеме около теплоносителя газ, содержащий кислород или водород. Таким образом,  In the event that the regulation of the oxygen concentration in the coolant is carried out only by methods that use an activated dispersant, the present invention preferably applies only the first three previously described alternatives to steps 706 and 710, which combines the fact that the result is an increase in the concentration of hydrogen or oxygen , is achieved only if there is a gas in the volume near the coolant containing hydrogen or oxygen, respectively, and a dispersant is activated, which introduces gas from a volume of about t plonositelya to the coolant, and they differ only by the initial conditions: activated or deactivated, and whether the dispersant of approximately coolant gas containing oxygen or hydrogen. In this way,
43 43
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 настоящее изобретение должно считаться использованным в случае выполнений любого из вышеуказанных действий, если они приводят к подаче диспергатором газа, содержащего кислород или водород, из объема около теплоносителя в теплоноситель. При этом следует учитывать, что подача в объем около теплоносителя газа, содержащего кислород или водород, как с созданием в этом объеме давления, превышающего внутреннее давление теплоносителя (не только локально около диспергатора, но и во всем объеме), так и без создания такого давления, в любом случае будет считаться происходящим в результате подачи в объем около теплоносителя газа, содержащего кислород или водород, и, тем самым, являться одним из вариантов настоящего изобретения, входить в объем охраны формулы изобретения и подпадать под действие настоящего патента. REPLACE ITS SHEET RULE 26 the present invention should be considered to be used in the case of performing any of the above actions, if they lead to the dispersant supplying a gas containing oxygen or hydrogen from the volume near the coolant to the coolant. It should be borne in mind that the supply of gas containing oxygen or hydrogen into the volume near the heat carrier, both with the creation of pressure in this volume that exceeds the internal pressure of the heat carrier (not only locally near the dispersant, but also in the entire volume), and without creating such pressure , in any case, it will be considered as occurring as a result of supplying a gas containing oxygen or hydrogen to the volume near the coolant, and, thus, be one of the variants of the present invention, be included in the scope of protection of the claims and fall within od scope of this patent.
После выполнения шагов 705 и 709, то есть прекращения подачи газа, содержащего кислород или водород, в реактор (в объем около теплоносителя), кислород или водород еще может некоторое время вводиться в теплоноситель за счет диспергатора, находящегося в активном состоянии, или за счет диффундирования кислорода или водорода в теплоноситель через границу раздела сред, однако кислород или водород, находящийся в объеме через некоторое время будет исчерпан без поступления газа, содержащего кислород или водород, соответственно. Если естественный расход кислорода или водорода в объеме около теплоносителя происходит не достаточно быстро или требуется исключить кислород или водород из этого объема вообще, то в объем около теплоносителя из газовой системы может быть осуществлена подача газа, не содержащего водород и кислород. Подача из газовой системы газа, не содержащего водород и кислород, в объем около теплоносителя, может осуществляться сразу, как только будет принято решение о прекращении ввода водорода или кислорода в теплоноситель, и это будет подразумевать, что подача газа, содержащего водород или кислород, прекратилась, так как подаваемый (замещающий) газ не содержит водород и кислород.  After performing steps 705 and 709, that is, stopping the supply of a gas containing oxygen or hydrogen to the reactor (into the volume near the coolant), oxygen or hydrogen can still be introduced into the coolant for some time due to the dispersant in the active state, or due to diffusion oxygen or hydrogen into the coolant through the interface, however, oxygen or hydrogen in the volume will be exhausted after some time without the intake of a gas containing oxygen or hydrogen, respectively. If the natural consumption of oxygen or hydrogen in the volume near the coolant does not occur quickly enough or it is necessary to exclude oxygen or hydrogen from this volume in general, then a gas containing no hydrogen and oxygen can be supplied to the volume near the coolant from the gas system. The supply of gas from the gas system that does not contain hydrogen and oxygen to the volume near the coolant can be carried out immediately as soon as a decision is made to stop the introduction of hydrogen or oxygen into the coolant, and this will mean that the supply of gas containing hydrogen or oxygen has stopped since the supplied (substitute) gas does not contain hydrogen and oxygen.
В том случае, когда оцененная на шаге 702 и сравненная на шаге 703 концентрация кислорода в теплоносителе становится равной или ниже верхнего допустимого значения (в других вариантах подходит к нижней границе или пересекает нижнюю границу допустимого диапазона), могут осуществлять шаг деактивации диспергатора и/или прекращения подачи в объем около теплоносителя из газовой системы газа, содержащего водород (при необходимости в дополнение к  In the case when the oxygen concentration estimated in step 702 and compared in step 703 becomes equal to or lower than the upper acceptable value (in other cases, approaches the lower limit or crosses the lower limit of the acceptable range), the dispersant can be deactivated and / or terminated feeding into the volume near the coolant from the gas system a gas containing hydrogen (if necessary in addition to
44 44
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 прекращению подачи в объем около теплоносителя из газовой системы газа, содержащего водород, в объем около теплоносителя из газовой системы могут подавать газ, не содержащий водород). Это позволяет поддерживать концентрацию кислорода в теплоносителе в допустимом диапазоне, то есть не ниже нижней границы допустимого диапазона концентрации кислорода в теплоносителе. Отслеживание условия «концентрация кислорода в теплоносителе равна или ниже допустимого значения» связано с тем, что в данном случае настоящее изобретение направлено на борьбу со излишне высокой концентрацией кислорода. Поэтому для решения задач изобретения может оказаться достаточно с помощью введения диспергатором водорода в теплоноситель обеспечить концентрацию кислорода в теплоносителе, равной или меньшей верхнему допустимому значению, и при превышении концентрацией кислорода верхнего допустимого значения может быть вновь активирован диспергатор. REPLACE ITS SHEET RULE 26 stopping the supply of hydrogen containing gas to the volume near the coolant from the gas system; a hydrogen-free gas may be supplied to the volume near the coolant from the gas system). This allows you to maintain the oxygen concentration in the coolant in the allowable range, that is, not lower than the lower limit of the allowable range of oxygen concentration in the coolant. Tracking the condition "the oxygen concentration in the coolant is equal to or lower than the permissible value" is due to the fact that in this case the present invention is aimed at combating an excessively high oxygen concentration. Therefore, to solve the problems of the invention, it may be sufficient to ensure that the oxygen concentration in the coolant is equal to or lower than the upper allowable value by introducing a dispersant into the coolant, and when the oxygen concentration exceeds the upper allowable value, the dispersant can be reactivated.
Кроме того, если после подачи в объем около теплоносителя из газовой системы газа, содержащего кислород, и/или активации диспергатора оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или выше нижнего допустимого значения, возможно осуществить деактивацию диспергатора и/или прекратить подачу в объем около теплоносителя из газовой системы газа, содержащего кислород, поскольку концентрация кислорода уже находится в допустимом диапазоне значений (при необходимости в дополнение к прекращению подачи в объем около теплоносителя из газовой системы газа, содержащего кислород, в объем около теплоносителя из газовой системы могут подавать газ, не содержащий кислород). После прекращения увеличения концентрации кислорода в теплоносителе путем ввода в него газа, содержащего кислород, его концентрация в теплоносителе будет падать к нижней границе допустимого диапазона значений и когда концентрация кислорода в теплоносителе (оценка этой величины) станет вновь меньше нижней допустимой величины (которая предпочтительно является нижней границей допустимого диапазона значений), диспергатор может быть активирован вновь.  In addition, if after supplying an oxygen-containing gas to the volume near the coolant from the gas system and / or activating the dispersant, the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower permissible value, it is possible to deactivate the dispersant and / or stop supplying from the coolant the gas system of a gas containing oxygen, since the oxygen concentration is already in the acceptable range of values (if necessary, in addition to stopping the flow into the volume near the heat transfer ator gas from the gas system containing oxygen in the amount of coolant around the gas system may supply gas containing no oxygen). After stopping the increase in oxygen concentration in the coolant by introducing oxygen-containing gas into it, its concentration in the coolant will fall to the lower limit of the allowable range of values and when the oxygen concentration in the coolant (estimate of this value) becomes again lower than the lower allowable value (which is preferably lower boundary of the permissible range of values), the dispersant can be activated again.
Благодаря цикличности способа может обеспечиваться его повторяемость и автоматическое регулирование концентрации кислорода в теплоносителе, что позволяет снизить необходимость вмешательства квалифицированного персонала и, в пределе, вообще исключить его участие в процессе регулирования работы  Due to the cyclical nature of the method, its repeatability and automatic regulation of the oxygen concentration in the coolant can be ensured, which reduces the need for intervention by qualified personnel and, in the limit, generally eliminates its participation in the process of regulation
45 45
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 реакторной установки. Однако возможен и вариант, в котором способ по настоящему изобретению циклически не повторяется. Например, завершение ввода водорода или кислорода в теплоноситель может осуществляться не по условию восстановления допустимой концентрации кислорода, а по таймеру, через некоторое время активной работы диспергатора. Далее система регулирования может переходить в режим ожидания запуска способа с шага 701 или же запускать способ с этого шага автоматически, тем самым также обеспечивая цикличность и автоматизм работы. Это может быть полезно, когда оценка концентрации кислорода должна быть свободной от влияния различных факторов и требует нахождения диспергатора в неактивном состоянии и, значит, не оказьшающими влияния на показания датчика в момент получения его показаний. REPLACE ITS SHEET RULE 26 reactor installation. However, a variant is possible in which the method of the present invention is not cyclically repeated. For example, the completion of the introduction of hydrogen or oxygen into the coolant can be carried out not by the condition of restoring the permissible concentration of oxygen, but by timer, after some time of active work of the dispersant. Further, the control system can go into standby mode starting the method from step 701, or start the method from this step automatically, thereby also ensuring the cyclicality and automatism of work. This can be useful when assessing the oxygen concentration should be free from the influence of various factors and requires the dispersant to be in an inactive state and, therefore, not affecting the sensor readings at the time it is received.
Шаги 704,705, 708 и 709 способа по фиг. 7 соответствуют шагам 306, 307, 302 и 303, соответственно, способа по фиг. 3, а шаги 706 и 710 способа по фиг. 7 включают в себя действия шагов 308 и 304, соответственно, способа по фиг. 3. В связи с этим все, что было указано по отношению к шагам 302-304 и 306-308 способа управления газовой системой на фиг. 3, также относится и к шагам 708-710 и 704-706, соответственно, способа регулирования концентрации кислорода в теплоносителе. Кроме того, дополнительные шаги способа управления газовой системой могут осуществляться и в способе регулирования концентрации кислорода в теплоносетеле.  The steps 704,705, 708 and 709 of the method of FIG. 7 correspond to steps 306, 307, 302 and 303, respectively, of the method of FIG. 3, and steps 706 and 710 of the method of FIG. 7 include the steps of steps 308 and 304, respectively, of the method of FIG. 3. In this regard, everything that was indicated with respect to steps 302-304 and 306-308 of the method for controlling the gas system in FIG. 3 also applies to steps 708-710 and 704-706, respectively, of a method for controlling an oxygen concentration in a coolant. In addition, additional steps of the method of controlling the gas system can be carried out in the method of controlling the concentration of oxygen in the heat transfer network.
Верхние и нижние допустимые значения, а также величина (диапазон) допустимого значения концентрации кислорода в теплоносителе могут определяться на основе предварительных теоретических или расчетных величин или же могут быть получены экспериментально в ходе пусконаладочных или поверочных работ (или в комбинации указанных способов). Конкретные значения порогов и допустимых значений зависят от конструкции реакторной установки и особенностей ее изготовления, и могут меняться от установки к установке даже для одного типа реактора и в зависимости от режимов эксплуатации или подготовки к эксплуатации реакторной установки. Критерием для определения конкретных значений порогов и допустимых значений может считаться обеспечение коррозионной стойкости конструкционных материалов реактора, его безопасность и достаточность концентрации кислорода или характеристик ее увеличения для обеспечения коррозионной стойкости, безопасности и длительного срока эксплуатации реактора.  The upper and lower permissible values, as well as the value (range) of the permissible oxygen concentration in the coolant, can be determined on the basis of preliminary theoretical or calculated values or can be obtained experimentally during commissioning or calibration work (or in a combination of these methods). The specific thresholds and acceptable values depend on the design of the reactor installation and the features of its manufacture, and may vary from installation to installation even for one type of reactor and depending on the operating conditions or preparation for operation of the reactor installation. The criterion for determining specific threshold values and acceptable values can be considered to be the corrosion resistance of the structural materials of the reactor, its safety and the sufficiency of oxygen concentration or the characteristics of its increase to ensure corrosion resistance, safety and long life of the reactor.
46 46
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 В некоторых случаях для упрощения верхнее и нижнее допустимое значение могут быть приняты равными друг другу. REPLACE ITS SHEET RULE 26 In some cases, for simplicity, the upper and lower acceptable values may be taken equal to each other.
Например, в одном из возможных вариантов нижнее допустимое значение концентрации растворенного в теплоносителе кислорода может быть определено расчетно-экспериментальным путем, и иметь значение, вычисляемое по следующей формуле:  For example, in one of the possible options, the lower permissible concentration of oxygen dissolved in the coolant can be determined by calculation and experimental means, and have a value calculated by the following formula:
lgC = -0,33-2790/T+lgCs+lgjCPb,  logC = -0.33-2790 / T + logCs + logjCPb,
где С - концентрация растворенного в теплоносителе кислорода, мас.%;  where C is the concentration of oxygen dissolved in the coolant, wt.%;
Т - максимальная температура теплоносителя в контуре, К;  T is the maximum temperature of the coolant in the circuit, K;
Cs - концентрация растворенного в теплоносителе кислорода при насыщении при температуре Т, мас.%;  Cs is the concentration of oxygen dissolved in the coolant at saturation at temperature T, wt.%;
j - коэффициент термодинамической активности свинца в теплоносителе, обратные мас.%;  j is the coefficient of thermodynamic activity of lead in the coolant, the inverse wt.%;
СРЬ - концентрация свинца в теплоносителе, мас.%;  CPP is the concentration of lead in the coolant, wt.%;
lg - математическая операция взятия десятичного логарифма (то есть логарифма по основанию 10).  lg is the mathematical operation of taking the decimal logarithm (that is, the base 10 logarithm).
Например, при выполнении корпуса реактора из нержавеющей стали Х18Н10Т и применении в качестве теплоносителя эвтектического сплава свинца с висмутом, при максимальной температуре в реакторе 623 К (например, в активной зоне или около стенок корпуса) предельно низкая концентрация кислорода может составлять 2,6· 10'10 мае % (значение определено на основании указанных данных и данных, определенных опытным или расчетным путем для конкретной реализации реакторной установки). Несмотря на то, что предельно низкая концентрация кислорода допустима для эксплуатации реакторной установки и может использоваться в качестве нижнего допустимого значения, например, при условии быстрого наращивания концентрации кислорода без временных задержек после снижения измеренной концентрации кислорода ниже значения предельно низкой концентрации кислорода или приближении к этому значению, желательно не допускать подобных ситуаций для повышения безопасности эксплуатации реактора. For example, when making a reactor vessel made of stainless steel X18H10T and using lead eutectic alloy with bismuth as a coolant, at a maximum temperature of 623 K in the reactor (for example, in the core or near the vessel walls), the extremely low oxygen concentration can be 2.6 · 10 ' May 10 % (the value is determined on the basis of the indicated data and data determined empirically or by calculation for a specific implementation of the reactor installation). Despite the fact that the extremely low oxygen concentration is acceptable for the operation of the reactor installation and can be used as the lowest permissible value, for example, provided that the oxygen concentration increases rapidly without time delays after the measured oxygen concentration falls below the value of the extremely low oxygen concentration or approaches this value , it is advisable not to allow such situations to increase the safety of the operation of the reactor.
В связи с этим могут быть приняты пороги или допустимые значения, имеющие значения выше предельно низкой концентрации кислорода. Например, может быть поставлена задача поддерживать концентрацию кислорода в диапазоне от 6· 10" 8 до 6· 10" 7 мае. %. При уменьшении концентрации растворенного кислорода In this regard, thresholds or acceptable values having values above the extremely low oxygen concentration can be taken. For example, a task may be set to maintain an oxygen concentration in the range of 6 · 10 " 8 to 6 · 10 " May 7. % With a decrease in the concentration of dissolved oxygen
47 47
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 до уровня 6 10 мас.% может быть определено, что достигнуто нижнее допустимое значение, и принято решение о повышении концентрации кислорода в теплоносителе. После выполнения этого решения концентрация растворенного в теплоносителе кислорода увеличивается и при достижении значения 6· 10" мас% может быть определено достижение верхнего допустимого значения и, соответственно, может быть принято решение о снижении концентрации кислорода в теплоносителе путем ввода водорода. В некоторых вариантах окончание изменения концентрации кислорода может определяться не по достижению верхнего или нижнего допустимого значения, а на основе временных или других характеристик процесса изменения концентрации кислорода (например, изменение концентрации кислорода может быть прекращено после того, как длительность этого процесса с момента его начала достигнет заданного значения). REPLACE ITS SHEET RULE 26 up to the level of 6 10 wt.% it can be determined that the lower acceptable value has been reached, and a decision has been made to increase the oxygen concentration in the coolant. After fulfilling this decision, the concentration of oxygen dissolved in the coolant increases and when the value of 6 · 10 " wt% is reached, the achievement of the upper acceptable value can be determined and, accordingly, a decision can be made to reduce the concentration of oxygen in the coolant by introducing hydrogen. In some embodiments, the end of the change oxygen concentration can be determined not by reaching an upper or lower acceptable value, but on the basis of time or other characteristics of the process of changing the concentration uu oxygen (e.g., a change in the oxygen concentration may be terminated after a duration of this process since the start reaches a predetermined value).
Шаги способов предпочтительно выполняются в показанной и описанной последовательности, но в некоторых вариантах, там, где это возможно, шаги могут выполняться и в другой последовательности или параллельно.  The steps of the methods are preferably performed in the sequence shown and described, but in some embodiments, where possible, the steps can be performed in another sequence or in parallel.
Преимущества настоящего способа регулирования концентрации кислорода и водорода в теплоносителе основаны на следующем. Благодаря тому, что перед началом подачи в реактор водорода или кислорода проверяется то, что в него уже не вводится кислород или водород, соответственно, предотвращается одновременный ввод в реактор, в частности, в объем около теплоносителя, водорода и кислорода, что могло бы привести к образованию гремучего газа. Ввиду того, что гремучий газ несет с собой опасность детонации (взрыва), это сопряжено с опасностью повреждения оборудования реактора и газовой системы, самой газовой системы и разгерметизации реактора, что приводит к риску радиоактивного заражения окружающей среды. Таким образом, настоящий способ увеличивает срок эксплуатации реакторной установки и повышает ее безопасность.  The advantages of this method of controlling the concentration of oxygen and hydrogen in the coolant are based on the following. Due to the fact that before starting the supply of hydrogen or oxygen to the reactor, it is checked that oxygen or hydrogen is no longer introduced into it, respectively, the simultaneous introduction of hydrogen, oxygen and oxygen into the reactor, in particular, into the volume near the coolant, is prevented the formation of explosive gas. Due to the fact that explosive gas carries a risk of detonation (explosion), this is associated with a risk of damage to the equipment of the reactor and the gas system, the gas system itself and depressurization of the reactor, which leads to the risk of radioactive contamination of the environment. Thus, the present method increases the life of the reactor installation and increases its safety.
Для реализации вышеописанного способа управления реакторным оборудованием может быть использована система управления в соответствии с настоящим изобретением. Такая система управления, один из вариантов выполнения которой показан на фиг. 8, содержит: модуль 801 оценки концентрации кислорода в теплоносителе, модуль 802 сравнения оценки концентрации кислорода в теплоносителе с допустимым значением, модуль 803 управления подачей газа,  To implement the above method of controlling reactor equipment, a control system in accordance with the present invention can be used. Such a control system, one embodiment of which is shown in FIG. 8 contains: a module 801 for estimating the concentration of oxygen in the coolant, a module 802 for comparing the estimates of the concentration of oxygen in the coolant with a valid value, a gas supply control module 803,
48 48
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 содержащего кислород, модуль 804 управления подачей газа, содержащего водород, и модуль 805 управления диспергатором. REPLACE ITS SHEET RULE 26 containing oxygen, a hydrogen-containing gas supply control unit 804, and a dispersant control unit 805.
Модуль 801 оценки концентрации кислорода в теплоносителе выполнен с возможностью получения данных от датчика ПО концентрации кислорода в теплоносителе, оценки на основании полученных данных концентрации кислорода в теплоносителе и передачи оценки концентрации кислорода в теплоносителе в модуль 802 сравнения оценки концентрации кислорода в теплоносителе с допустимым значением.  A module 801 for estimating the oxygen concentration in the coolant is configured to receive data from the sensor for oxygen concentration in the coolant, an estimate based on the obtained oxygen concentration in the coolant, and transmitting an estimate of the oxygen concentration in the coolant to module 802 for comparing the estimate of the oxygen concentration in the coolant with a valid value.
Модуль 802 сравнения оценки концентрации кислорода в теплоносителе с допустимым значением выполнен с возможностью получения оценки концентрации кислорода в теплоносителе из модуля 801 оценки концентрации кислорода в теплоносителе и сравнения ее с верхним и нижним допустимыми значениями. Module 802 comparing the estimate of the concentration of oxygen in the coolant with an acceptable value is configured to obtain an estimate of the concentration of oxygen in the coolant from the module 801 to assess the concentration of oxygen in the coolant and compare it with the upper and lower acceptable values.
Результаты сравнения с допустимыми значениями в варианте, показанном на фиг. 8, передаются в модуль 803 управления подачей газа, содержащего кислород, модуль 804 управления подачей газа, содержащего водород, и модуль 805 управления диспергатором. Comparison results with allowable values in the embodiment shown in FIG. 8 are transmitted to an oxygen-containing gas supply control unit 803, a hydrogen-containing gas supply control unit 804, and a dispersant control unit 805.
Модуль 803 управления подачей газа, содержащего кислород и модуль 804 управления подачей газа, содержащего водород, представляют собой, по меньшей мере, часть системы управления газовой системой, поэтому все, что было выше отмечено в отношении системы управления газовой системой и, в частности, в отношении модуля управления подачей газа, содержащего кислород, и модуля управления подачей газа, содержащего водород, относится также и к модулям 803 и 804 в частности и к системе регулирования концентрации кислорода в теплоносителе в целом.  The oxygen-containing gas supply control unit 803 and the hydrogen-containing gas supply control unit 804 represent at least a part of the gas system control system, therefore, all that has been noted above with respect to the gas system control system and, in particular, with respect to the control module for the supply of gas containing oxygen, and the control module for the supply of gas containing hydrogen, also applies to modules 803 and 804 in particular and to the system for controlling the concentration of oxygen in the coolant as a whole.
Модуль 805 управления диспергатором может активировать и деактивировать диспергатор в зависимости от того, требуется ли вводить газ из объема около теплоносителя или не требуется. В частности, модуль 805 активирует диспергатор в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и если в реактор подан и/или подают газ, содержащий кислород, а также в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и если в реактор подан и/или подают газ, содержащий водород. Для выполнения своих функций модуль 805 может получать сигналы из модулей 802, 803 и 804.  The dispersant control module 805 can activate and deactivate the dispersant, depending on whether it is necessary to introduce gas from a volume near the coolant or not. In particular, module 805 activates the dispersant if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if oxygen containing gas is supplied and / or supplied to the reactor, and also if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is higher than the upper allowable values and if gas containing hydrogen is supplied and / or supplied to the reactor. To perform its functions, module 805 may receive signals from modules 802, 803, and 804.
49 49
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 Модуль 803 может прекратить подачу в реактор кислорода и/или деактивировать диспергатор (или подать в модуль 805 сигнал о необходимости деактивации диспергатора), в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или выше нижнего и/или верхнего допустимого значения, и/или в том случае, если из модуля 804 получен сигнал о необходимости прекращения подачи кислорода. REPLACE ITS SHEET RULE 26 Module 803 may stop supplying oxygen to the reactor and / or deactivate the dispersant (or signal to module 805 that the dispersant needs to be deactivated) if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower and / or upper allowable value, and / or in the event that a signal is received from module 804 about the need to stop supplying oxygen.
Модуль 804 может прекратить подачу в реактор водорода и/или деактивировать диспергатор (или подать в модуль 805 сигнал о необходимости деактивации диспергатора), в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или ниже верхнего и/или нижнего допустимого значения, и/или в том случае, если из модуля 803 получен сигнал о необходимости прекращения подачи водорода.  Module 804 can shut off hydrogen to the reactor and / or deactivate the dispersant (or signal to module 805 to disable the dispersant) if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or lower than the upper and / or lower acceptable value, and / or in the event that a signal has been received from module 803 about the need to stop the supply of hydrogen.
Кроме того, модули 803 и/или 804 могут обеспечивать подачу в объем около теплоносител из газовой системы газа, не содержащего водород и кислород, например, инертного газа.  In addition, modules 803 and / or 804 can provide a volume of gas near the coolant from a gas system that does not contain hydrogen and oxygen, such as an inert gas.
Из модуля 802 в модули 803, 804 и 805 могут подаваться как сигналы, дающие инструкции по активации/деактивации соответствующих устройств и/или приведению газовой системы в необходимое состояние подачи/прекращения подачи соответствующих газов, разрешающие/запрещающие сигналы по активации/деактивации соответствующих устройств (например, в бинарной форме), так и сигналы, указывающие степень или величину требуемой активации соответствующих устройств, которая может иметь величину от нуля до максимума.  From the module 802, the modules 803, 804, and 805 can be fed as signals giving instructions for activating / deactivating the corresponding devices and / or bringing the gas system to the required state for supplying / disabling the supply of the corresponding gases, enabling / disabling signals for activating / deactivating the corresponding devices ( for example, in binary form), as well as signals indicating the degree or magnitude of the required activation of the corresponding devices, which can have a value from zero to maximum.
Между собой модули 803 и 804 могут. обмениваться также информацией в бинарной форме, сообщая, например, о том, что подается или не подается соответствующий газ, или о том, что подачу газа необходимо прекратить, или о том, что подачу газа возможно начать (в некоторых случаях может подаваться сигнал, непосредственно запрещающий подачу газа или управляющий подачей питания или управляющих сигналов на оборудование, управляемое другим модулем). В другом варианте модули могут обмениваться информацией о режимах работы оборудования и состоянии газовой системы, изменениях режимов и параметрах работы и изменений в работе и состоянии газовой системы - например, о том, что осуществляется активация или деактивация устройства или открытие или закрытие запорной арматуры с некоторой скоростью, которая может быть определена в  Between themselves, modules 803 and 804 can. also exchange information in binary form, informing, for example, that the corresponding gas is supplied or not supplied, or that the gas supply must be stopped, or that the gas supply can be started (in some cases, a signal can be sent directly prohibiting the supply of gas or controlling the supply of power or control signals to equipment controlled by another module). In another embodiment, the modules can exchange information about the operating modes of the equipment and the state of the gas system, changes in the modes and parameters of the operation and changes in the operation and condition of the gas system - for example, that the device is being activated or deactivated, or that shut-off valves open or close at a certain speed which can be defined in
50 fifty
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 мгновенных величинах или в величине изменения за определенный, единичный, частичный или полный промежуток времени. В некоторых вариантах осуществления модули 803 и 804 могут получать информацию об активации или деактивации (или степени активности) оборудования или арматуры, управляемых соседними модулями (в частности, модулями 804 и 803, соответственно), непосредственно из оборудования или арматуры или из драйверов или приводов или карт, управляющих этим оборудованием или арматурой. Так, например, модуль 803 и 804 могут получать и/или обмениваться информацией о состоянии диспергатора (активирован, деактивирован и/или степень активации) и/или о состоянии оборудования, управляющего или диагностирующего газовую систему, такого как датчики, запорная арматура (клапаны, вентили и т.п.), насосы и др. (состояние этого оборудования может выражаться в положении закрыто/открыто, пропускной способности, расходе, активированном/деактивированном состоянии и/или степени активации), непосредственно с самого диспергатора и/или оборудования газовой системы (клемм питания или датчиков) и/или из плат/драйверов/карт управления указанным оборудованием, а также с управляющего оборудованием выхода модулей 804 и 803. REPLACE ITS SHEET RULE 26 instantaneous values or in the magnitude of change over a specific, unit, partial or full period of time. In some embodiments, the modules 803 and 804 may receive information about the activation or deactivation (or degree of activity) of equipment or fittings controlled by adjacent modules (in particular, modules 804 and 803, respectively) directly from the hardware or fittings or from drivers or actuators or cards controlling this equipment or fixtures. So, for example, the module 803 and 804 can receive and / or exchange information about the state of the dispersant (activated, deactivated and / or degree of activation) and / or the status of equipment that controls or diagnoses the gas system, such as sensors, shutoff valves (valves, valves, etc.), pumps, etc. (the state of this equipment can be expressed in the closed / open position, throughput, flow rate, activated / deactivated state and / or degree of activation), directly from the dispersant and / or equipment Ia gas system (supply terminals or sensors) and / or of the boards / driver / control card of the suggested equipment, and with equipment control output modules 804 and 803.
В некоторых вариантах осуществления модуль 802 может подавать сигнал для индикации световым, звуковым или другими способами о превышении верхнего допустимого уровня, снижении ниже нижнего допустимого уровня, нахождении в допустимых пределах или о любых событиях изменения концентрации или нахождения ее в определенных диапазонах (пределах). Такая индикация может восприниматься персоналом, осуществляющим наблюдение и управление реакторной установкой, причем активация/деактивация оборудования и/или арматуры или подача команд об активации/деактивации оборудования и/или арматуры в модули 803 и 804 также может осуществляться персоналом, например, на основе решений, принятых после восприятия указанной индикации.  In some embodiments, the module 802 may provide a signal to indicate, by light, sound, or in other ways, that the upper acceptable level has been exceeded, lower than the lower acceptable level, is within acceptable limits, or about any events of concentration change or being within certain ranges (limits). Such an indication may be perceived by personnel monitoring and controlling the reactor installation, moreover, the activation / deactivation of equipment and / or valves or the issuance of commands to activate / deactivate equipment and / or valves in modules 803 and 804 may also be carried out by personnel, for example, based on decisions taken after the perception of the indicated indication.
Для этого система регулирования может содержать в своем составе модуль формирования сигнала предупреждения, выполненный с возможностью формирования сигнала предупреждения о необходимости деактивации диспергатора и/или прекращения подачи кислорода и/или подачи в объем около теплоносителя газа, не содержащего кислород, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения, а диспергатор активирован и в  To this end, the control system may include a warning signal generation module configured to generate a warning signal about the need to deactivate the dispersant and / or stop supplying oxygen and / or supplying oxygen-free gas to the volume near the coolant if the oxygen concentration in the coolant is estimated above the upper permissible value, and the dispersant is activated in
51 51
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 объем около теплоносителя подают газ, содержащий кислород, и с возможностью формирования сигнала предупреждения о необходимости деактивации диспергатора и/или .прекращения подачи водорода, и/или подачи в объем около теплоносителя газа, не содержащего водород, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего Допустимого значения, а диспергатор активирован и в объем около теплоносителя подают газ, содержащий водород. REPLACE ITS SHEET RULE 26 the volume near the coolant delivers a gas containing oxygen, and with the possibility of generating a warning signal about the need to deactivate the dispersant and / or. stopping the supply of hydrogen, and / or supply to the volume near the coolant a gas that does not contain hydrogen, if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower Permissible values, and the dispersant is activated and a gas containing hydrogen is supplied into the volume near the coolant.
Структура управляющего устройства (системы регулирования) в соответствии с настоящим изобретением может иметь и другие конфигурации, которые могут являться вариантами, Полученными путем дополнения, исключения или замены. Структурная схема, приведенная на фиг. 8, а также блок-схема способа регулирования на фиг. 7 и способа на фиг. 3, а также примеры реализации реакторной установки и приборов и устройств на фиг. 1-4, даны лишь в иллюстративных целях и не могут ограничивать объем защиты настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения. Любые действия, объекты, модули, элементы, оборудование и другие признаки, указанные в единственном числе, могут также считаться использованными, если их в установке или способе окажется несколько и наоборот, если указано множество, то для использования признака может оказаться достаточным одного объекта или действия.  The structure of the control device (regulation system) in accordance with the present invention may have other configurations, which may be options, obtained by addition, exclusion or replacement. The block diagram shown in FIG. 8, as well as a flowchart of the control method of FIG. 7 and the method of FIG. 3, as well as examples of the implementation of the reactor installation and instruments and devices in FIG. 1-4 are given for illustrative purposes only and cannot limit the scope of protection of the present invention as defined by the claims. Any actions, objects, modules, elements, equipment and other characteristics indicated in the singular can also be considered used if there are several of them in the installation or method, and vice versa, if there are many, then one object or action may be sufficient to use the sign. .
Система регулирования может быть выполнена автоматической^ то есть все решения могут приниматься на основании полученных и обработанных данных самой системой и ей самой же и вьшолняться. При такой автоматической работе появляется замкнутый цикл, в который входят теплоноситель, содержащий кислород, датчик содержания (концентрации) кислорода, модули обработки и принятия решений, модули управления исполнительными устройствами, которые оказывают воздействие на теплоноситель и газовую систему - и результаты этого воздействие вновь оценивается с помощью датчиков концентрации кислорода и вновь принимаются решения по регулированию содержания концентрации кислорода и/или водорода в теплоносителе.  The regulatory system can be performed automatically ^ that is, all decisions can be made on the basis of the received and processed data by the system itself and be implemented by it. With this automatic operation, a closed cycle appears, which includes a coolant containing oxygen, an oxygen content (concentration) sensor, processing and decision-making modules, actuator control modules that affect the coolant and the gas system - and the results of this are again evaluated with using oxygen concentration sensors, and again decisions are made to regulate the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant.
Достоинством такого автоматического регулирования концентрации кислорода и/или водорода в теплоносителе является то, что может быть исключена необходимость участия квалифицированного персонала в управлении реакторной установкой. Однако при этом могут появляться и риск того, что режимы функционирования реакторной установки могут выйти за допустимые пределы ввиду замкнутости цикла управления при наличии неограниченной положительной обратной связи, при которой попытка регулирования нежелательного отклонения параметра приводит к еще большему  The advantage of such automatic control of the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant is that the need for the participation of qualified personnel in the management of the reactor installation can be eliminated. However, there may also be a risk that the operating modes of the reactor installation may go beyond acceptable limits due to the closed control loop in the presence of unlimited positive feedback, in which an attempt to control an undesired parameter deviation leads to even greater
52 52
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 отклонению параметра в нежелательную сторону (это может произойти как из-за несовершенства алгоритмов обработки, так и из-за сбоев в оборудовании). REPLACE ITS SHEET RULE 26 deviation of the parameter in an undesirable direction (this can happen either due to imperfection of processing algorithms or due to equipment failures).
В другом варианте система регулирования концентрации кислорода в теплоносителе может быть выполнена с участием в обработке данных и/или принятии решений персонала. В этом случае требуется обеспечение высокой квалификации персонала, но при этом обеспечивается учет всех возможных параметров и исключение выхода реакторной установки в опасные или критичные режимы работы благодаря тому, что человек, в отличие от автоматического устройства, может адаптивно оценивать складывающуюся ситуацию и менять алгоритмы действий с учетом вопросов безопасности и долгосрочности эксплуатации.  In another embodiment, the system for controlling the concentration of oxygen in the coolant can be performed with the participation in the processing of data and / or decision-making personnel. In this case, it is necessary to ensure highly qualified personnel, but this ensures that all possible parameters are taken into account and the reactor installation is prevented from entering dangerous or critical operating modes due to the fact that a person, unlike an automatic device, can adaptively evaluate the current situation and change the algorithms of actions with taking into account safety issues and long-term operation.
Для обеспечения персонала возможностью получения информации и воздействия на систему регулирования реакторная установка может иметь пульт управления, снабженный средствами индикации, такими как световые (индикаторы, световые панели, экраны, информационные табло и т.п.), звуковые (громкоговорители, сирены, системы оповещения и т.п.) и другие, например, тактильные средства индикации. Кроме того, пульт управления может быть снабжен средствами ввода информации для запросов необходимой информации, тестирования и ввода управляющих команд. Средства ввода могут представлять собой кнопки, тумблеры, рычаги, клавиатуры, сенсоры, тачпады, трекболы, мыши, сенсорные панели и другие известные из уровня техники средства ввода данных. Ввиду множества информационного оборудования пульт управления может быть протяженным и для того, чтобы персоналу было удобнее использовать пульт управления, в составе оборудования может быть Предусмотрено кресло, снабженное колесиками, которое помимо обеспечения удобства работы персонала обеспечивает быстрый и удобный доступ лица, находящегося в кресле, к отдаленным частям пульта управления, поскольку персонал может легким движением ноги или руки оттолкнуться из текущего местонахождения и в результате поступательного движения кресла, обеспечиваемого колесиками, за короткий промежуток времени оказаться в желаемом местоположении.  To provide personnel with the ability to obtain information and influence the control system, the reactor installation can have a control panel equipped with indicators, such as light (indicators, light panels, screens, information boards, etc.), sound (loudspeakers, sirens, warning systems etc.) and other, for example, tactile indicators. In addition, the control panel may be equipped with information input means for requesting necessary information, testing and entering control commands. Input means can be buttons, toggle switches, levers, keyboards, sensors, touchpads, trackballs, mice, touch panels and other data input means known in the art. Due to the multitude of information equipment, the control panel can be extended and in order to make it more convenient for the staff to use the control panel, the equipment can include a chair equipped with wheels, which, in addition to ensuring the convenience of the staff, provides quick and convenient access for the person in the chair to remote parts of the control panel, as personnel can easily push away from their current location and as a result of forward movement the wheels provided by the wheels, in a short period of time to be at the desired location.
В то же время необходимо отметить, что оба варианта выполнения системы регулирования - и автоматический, и с участием персонала, обладают недостатками. Так, например, в варианте ручного управления может быть такой недостаток, как не очень высокая скорость обработки данных и принятия решений персоналом по сравнения с требуемыми реакторной установкой. С другой стороны, полностью  At the same time, it should be noted that both options for the implementation of the regulatory system - both automatic and with the participation of personnel, have disadvantages. So, for example, in the option of manual control there may be such a disadvantage as a not very high speed of data processing and decision-making by personnel in comparison with the required reactor installation. On the other hand, completely
53 53
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 автоматическая система управления может быть небезопасной в случае сбоев или несовершенных алгоритмов обработки данных. В связи с этим возможна реализация комбинированного варианта системы регулирования, когда процессы обработки данных и регулирования выполняются в автоматическом режиме, но данные о них отображаются средствами индикации персоналу и, например, в случае выхода какого- либо параметра за допустимые пределы (или приближения к допустимым пределам), или произвольно при какой-либо необходимости квалифицированный персонал может корректировать работу автоматической системы регулирования или регулировать самостоятельно, вручную. REPLACE ITS SHEET RULE 26 an automatic control system may be unsafe in case of failures or imperfect data processing algorithms. In this regard, it is possible to implement a combined version of the regulatory system when the data processing and regulation processes are performed in automatic mode, but the data about them is displayed by means of indicators to personnel and, for example, in the case of any parameter exceeding the permissible limits (or approaching the permissible limits ), or arbitrarily, if necessary, qualified personnel can adjust the operation of the automatic control system or adjust independently, manually.
Модули системы регулирования могут быть выполнены аппаратно на основе дискретных электронных компонентов, интегральных микросхем, процессоров, сборок, стоек и т.п. Система регулирования может быть выполнена аналоговой, цифровой или комбинированной. Так, например, модули, имеющие электрические соединения с оборудованием, находящимся в реакторе или в пульте управления, и управляющие его работой или обрабатывающие данные из них, могут содержать преобразователи напряжений, токов, частоты, аналоговой формы сигналов в цифровую и наоборот, драйверы, источники токов или напряжений и элементы, управляющие ими. Все эти элементы и модули могут располагаться на одной или нескольких монтажных платах, совмещаться или делиться между разными компонентами или платам, или быть выполненными и размещенными без использования монтажных плат.  Modules of the control system can be made hardware based on discrete electronic components, integrated circuits, processors, assemblies, racks, etc. The control system can be performed analog, digital or combined. So, for example, modules having electrical connections with equipment located in the reactor or in the control panel, and controlling its operation or processing data from them, may contain voltage, current, frequency, analog waveform converters to digital and vice versa, drivers, sources currents or voltages and the elements that control them. All of these elements and modules can be located on one or more circuit boards, combined or shared between different components or boards, or be made and placed without the use of circuit boards.
Модули системы регулирования также могут быть выполнены программным образом. Для этого в качестве аппаратной части могу применяться интегральные микросхемы с программируемой логикой, контроллеры, процессоры, компьютеры, а в качестве программной части используются программы, содержащие команды или коды, которые выполняются указанными микросхемами, контроллерами, процессорами, компьютерами и т.п., соединенных с устройствами и оборудованием реактора. Программы хранятся в запоминающих устройствах, которые могут быть выполнены в различных формах, известных из уровня техники и представлять собой считываемые компьютером носители информации: постоянные запоминающие устройства, жесткие и гибкие магнитные диски, флеш-память, оптические диски, оперативные запоминающие устройства и т.п. Программы могут содержать последовательности кодов или команд, обеспечивающих выполнение способа и алгоритмов в соответствии с настоящим изобретением по частям или полностью. Микросхемы, контроллеры, процессоры и  Modules of the control system can also be implemented in software. For this purpose, integrated circuits with programmable logic, controllers, processors, computers can be used as hardware, and programs containing commands or codes that are executed by the indicated circuits, controllers, processors, computers, etc., connected with devices and equipment of the reactor. Programs are stored in memory devices, which can be executed in various forms known from the prior art and can be computer-readable storage media: read-only memory devices, hard and flexible magnetic disks, flash memory, optical disks, random access memory devices, etc. . Programs may contain sequences of codes or instructions for executing the method and algorithms in accordance with the present invention in part or in full. Chips, controllers, processors and
54 54
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26 компьютеры могут быть соединены со средствами ввода/вывода информации, которые могут быть отдельно расположенными или входить в состав пульта управления; Модули системы регулирования, описанные в качестве отдельных модулей, могут представлять собой программные модули или быть объединенными в одну или несколько программ, а также в один или несколько блоков или элементов программ. REPLACE ITS SHEET RULE 26 computers can be connected to input / output means of information, which can be separately located or be part of the control panel; Modules of the control system described as separate modules can be software modules or be combined into one or more programs, as well as into one or more blocks or elements of programs.
Система регулирования и ее модули могут быть вьшолнены программно- аппаратным образом, то есть часть или все модули могут быть вьшолнены аппаратным образом, а часть модулей или устройства управления в программном виде. Например, в предпочтительном варианте осуществления модули управления оборудованием реактора (массообменным аппаратом, газовой системой, диспергатором) и модули преобразования датчиков могу быть вьшолнены аппаратно, а модули обработки данных и команд, отображения информации и регулирования параметров обработки (таких как пороги и допустимые значения) могут быть вьшолнены программно на основе компьютера, Процесса или контроллера. Также могут быть изготовлены специализированные микросхемы, содержащие все необходимые аппаратные элементы и в которые могут загружаться программы или параметры обработки данных.  The control system and its modules can be executed in hardware-software manner, that is, part or all of the modules can be executed in hardware, and part of the modules or control device in software form. For example, in a preferred embodiment, the control modules for reactor equipment (mass transfer apparatus, gas system, dispersant) and sensor conversion modules can be executed in hardware, and the modules for processing data and commands, displaying information and adjusting processing parameters (such as thresholds and allowable values) can be executed programmatically based on a computer, Process or controller. Specialized microcircuits can also be manufactured containing all the necessary hardware elements and into which programs or data processing parameters can be loaded.
В предпочтительном варианте осуществления все электронные и другие элементы и компоненты преимущественно вьшолнены в радиационностойком исполнении для обеспечения возможности работы компонентов и работоспособности системы в целом в составе ядерной реакторной установки, которая может являться источником ионизирующего излучения, даже в аварийных условиях для сохранения возможности регулирования работы реактора и предотвращения возможных негативных последствий, тем самым обеспечивая повышенный уровень безопасности и длительный срок эксплуатации.  In a preferred embodiment, all electronic and other elements and components are predominantly radiation-resistant to enable the components to work and the system as a whole as part of a nuclear reactor installation, which can be a source of ionizing radiation, even in emergency conditions to maintain the ability to control the operation of the reactor and prevent possible negative consequences, thereby providing an increased level of security and long-term ok service.
55 55
ЗАМЕНЯЮ ИЙ ЛИСТ ПРАВИЛО 26  REPLACE ITS SHEET RULE 26

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ управления газовой системой, выполненной с возможностью подачи из газовой системы в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, имеющий следующие шаги: 1. A method of controlling a gas system configured to supply from a gas system to a reactor a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen, having the following steps:
- перед подачей газа, содержащего кислород, проверяют, подают ли и/или прекратили ли подачу в реактор газа, содержащего водород, и/или прекращают подачу газа, Содержащего водород;  - before supplying the gas containing oxygen, it is checked whether the supply of hydrogen containing gas is supplied and / or stopped, and / or the supply of hydrogen containing gas is stopped;
- подают газ, содержащий кислород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород;  - serves a gas containing oxygen, in the event that a gas containing hydrogen is not supplied to the reactor;
- перед подачей газа, содержащего водород, проверяют, подают ли и/или прекратили ли подачу в реактор газа, содержащего кислород, и/или прекращают подачу газа, содержащего кислород;  - before supplying the gas containing hydrogen, it is checked whether the supply of oxygen-containing gas is supplied and / or stopped, and / or the supply of oxygen-containing gas is stopped;
- подают газ, содержащий водород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород.  - a gas containing hydrogen is supplied, if the gas containing oxygen is not supplied to the reactor.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед подачей в реактор газа, содержащего водород, проверяют содержание в газе в реакторе кислорода и/или выводят из реактора имеющийся в нем газ и/или подают в реактор газ, не содержащий кислород и/или нейтральный к водороду и/или уменьшающий содержание кислорода.  2. The method according to p. 1, characterized in that before the gas containing hydrogen is fed into the reactor, the oxygen content in the gas in the reactor is checked and / or the gas therein is removed from the reactor and / or oxygen-free gas is supplied to the reactor and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что газ, выводимый из реактора, пропускают через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе кислорода.  3. The method according to p. 2, characterized in that the gas discharged from the reactor is passed through a reaction chamber in which the chemical binding of the oxygen contained in the gas is carried out.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед подачей в реактор газа, содержащего кислород, проверяют содержание в газе в реакторе водорода и/или выводят из реактора имеющийся в нем газ и/или подают в реактор газ, не содержащий водород и/или нейтральный к кислороду и/или уменьшающий содержание водорода.  4. The method according to p. 1, characterized in that before the gas containing oxygen is supplied to the reactor, the hydrogen content in the gas in the reactor is checked and / or the gas therein is removed from the reactor and / or hydrogen-free gas is supplied to the reactor and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что газ, выводимый из реактора, пропускают через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе водорода.  5. The method according to p. 4, characterized in that the gas discharged from the reactor is passed through a reaction chamber in which chemical bonding of the hydrogen contained in the gas is carried out.
6. Способ регулирования концентрации кислорода и/или водорода в теплоносителе реакторной установки, имеющей в своем составе реактор,  6. The method of controlling the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant of a reactor installation, comprising a reactor,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) теплоноситель, размещенный в реакторе, газовую систему, имеющую выход в реактор в объем около теплоносителя, устройство ввода газа в теплоноситель, установленное частично в теплоносителе и частично в объеме около теплоносителя и выполненное с возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель, и датчик концентрации кислорода в теплоносителе, причем способ содержит следующие шаги: SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a coolant located in the reactor, a gas system having an outlet into the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant, installed partially in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and a concentration sensor oxygen in the coolant, the method comprising the following steps:
- оценивают концентрацию кислорода в теплоносителе на основании данных от датчика концентрации кислорода в теплоносителе;  - evaluate the concentration of oxygen in the coolant based on data from the sensor of the concentration of oxygen in the coolant;
- сравнивают оценку концентрации кислорода в теплоносителе с верхним и нижним допустимыми значениями;  - compare the estimate of the concentration of oxygen in the coolant with the upper and lower acceptable values;
- в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе больше верхнего допустимого значения, проверяют, подают ли и/или прекращена ли подача в реактор газа, содержащего кислород, и/или прекращают подачу газа, содержащего водород, и/или подают сигнал о необходимости прекращения его подачи, а из газовой системы в реактор подают газ, содержащий водород и/или активируют устройство ввода газа в теплоноситель, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород;  - in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant is greater than the upper allowable value, it is checked whether the gas containing oxygen is supplied and / or stopped to the reactor, and / or the gas containing hydrogen is stopped and / or the signal is sent stopping its supply, and from the gas system a gas containing hydrogen is supplied to the reactor and / or a device for introducing gas into the coolant is activated if the gas containing oxygen is not supplied to the reactor;
- в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения, проверяют, подают ли и/или прекращена ли подача в реактор газа, содержащего водород, и/или прекращают подачу газа, содержащего водород, и/или подают сигнал о необходимости прекращения подачи газа, содержащего водород, а из газовой системы в реактор подают газ, содержащий кислород и/или активируют устройство ввода газа в теплоноситель, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород.  - in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value, check if the gas containing hydrogen is supplied and / or stopped to the reactor and / or the gas containing hydrogen is stopped, and / or the signal of necessity stopping the supply of gas containing hydrogen, and a gas containing oxygen is supplied to the reactor from the gas system and / or a device for introducing gas into the coolant is activated if no gas containing hydrogen is supplied to the reactor.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что перед подачей в реактор газа, содержащего водород, проверяют содержание в газе в реакторе кислорода и/или выводят из реактора имеющийся в нем газ и/или подают в реактор газ, не содержащий кислород и/или нейтральный к водороду и/или уменьшающий содержание кислорода.  7. The method according to p. 6, characterized in that before the gas containing hydrogen is supplied to the reactor, the oxygen content in the gas in the reactor is checked and / or the gas therein is removed from the reactor and / or oxygen-free gas is supplied to the reactor and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что газ, выводимый из реактора, пропускают через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе кислорода.  8. The method according to p. 7, characterized in that the gas discharged from the reactor is passed through a reaction chamber in which the chemical binding of the oxygen contained in the gas is carried out.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что перед подачей ,в реактор газа, содержащего кислород, проверяют содержание в газе в реакторе водорода и/или выводят из реактора имеющийся в нем газ и/или подают в реактор газ, не содержащий водород и/или нейтральный к кислороду и/или уменьшающий содержание водорода. 9. The method according to p. 6, characterized in that before supplying to the reactor a gas containing oxygen, the hydrogen content in the gas in the reactor is checked and / or the gas therein is removed from the reactor and / or hydrogen-free gas is supplied to the reactor and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что газ, выводимый из реактора, пропускают через реакционную камеру, в которой осуществляют химическое связывание содержащегося в газе водорода.  10. The method according to p. 9, characterized in that the gas discharged from the reactor is passed through a reaction chamber in which chemical bonding of the hydrogen contained in the gas is carried out.
11. Система управления газовой системой для подачи в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, имеющая в своем составе: модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий водород, и  11. The control system of the gas system for feeding into the reactor a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen, comprising: a control module for supplying a gas containing oxygen, configured to control the gas system to ensure the supply of a gas containing oxygen to the reactor, in the event that hydrogen containing gas is not supplied to the reactor, and
модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если в реактор не подают газ, содержащий кислород.  a hydrogen-containing gas supply control unit configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor if oxygen-containing gas is not supplied to the reactor.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о подаче и/или о прекращении подачи в реактор газа, содержащего водород.  12. The system of claim 11, wherein the oxygen-containing gas supply control unit is configured to obtain, from the hydrogen-containing gas supply control unit, information on the flow and / or on the cessation of the supply of hydrogen-containing gas to the reactor.
13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, а модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород.  13. The system according to claim 11, characterized in that the oxygen-containing gas supply control unit is configured to transmit information to the hydrogen-containing gas supply control unit about the need to stop supplying hydrogen-containing gas to the reactor, and the gas supply control unit containing hydrogen is configured to interrupt the supply of hydrogen-containing gas to the reactor upon receipt of information from the control module for supplying oxygen-containing gas about the need to shut off the supply of g for containing hydrogen.
14. Система по п. 11, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью получения из модуля управления  14. The system according to p. 11, characterized in that the control module for the supply of gas containing hydrogen, is configured to receive from the control module
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) подачей газа, содержащего кислород, информации о подаче и/или о прекращении подачи в реактор газа, содержащего кислород. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the supply of gas containing oxygen, information about the flow and / or on the cessation of the supply of gas to the reactor containing oxygen.
15. Система по п. 11, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, а модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород.  15. The system according to claim 11, characterized in that the hydrogen-containing gas supply control unit is configured to transmit information to the oxygen-containing gas supply control unit about the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor, and the gas supply control unit containing oxygen is configured to ensure that the gas containing oxygen is cut off to the reactor upon receipt of information from the control module for the supply of gas containing hydrogen about the need to cut off the feed to the reactor gas containing oxygen.
16. Система по п. 11, отличающаяся тем, что система содержит модуль управления подачей вспомогательного газа, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или водород и/или нейтрального к кислороду и/или водороду и/или уменьшающего содержание кислорода и/или водорода,  16. The system according to p. 11, characterized in that the system comprises a control module for supplying auxiliary gas, configured to control the gas system to ensure that the reactor is supplied with gas not containing oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reducing the content of oxygen and / or hydrogen,
причем модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, после подачи в реактор газа, не содержащего водород и/или нейтрального к кислороду и/или уменьшающего содержание водорода, и/или  moreover, the control module for the supply of oxygen-containing gas is configured to control the gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor after supplying to the reactor a gas not containing hydrogen and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content, and / or
модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, после подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или нейтрального к водороду и/или уменьшающего содержание кислорода.  the hydrogen-containing gas supply control unit is configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor after the gas is supplied to the reactor that is oxygen-free and / or neutral to hydrogen and / or reduces oxygen content.
17. Система регулирования концентрации кислорода и/или водорода в теплоносителе реакторной установки, имеющей в своем составе реактор, теплоноситель, размещенный в реакторе, газовую систему, имеющую выход в реактор в объем около теплоносителя, устройство ввода газа в теплоноситель, установленное частично в теплоносителе и частично в объеме около теплоносителя и выполненное с возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель, и датчик концентрации кислорода в теплоносителе,  17. A system for controlling the concentration of oxygen and / or hydrogen in the coolant of a reactor installation, comprising a reactor, a coolant located in the reactor, a gas system having an outlet to the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant, partially installed in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant, and an oxygen concentration sensor in the coolant,
причем система регулирования содержит:  moreover, the regulatory system contains:
модуль оценки концентрации кислорода в теплоносителе, выполненный с возможностью получения данных от датчика концентрации кислорода в  a module for estimating the oxygen concentration in the coolant, configured to receive data from an oxygen concentration sensor in
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) теплоносителе, оценки на основании полученных данных концентрации кислорода в теплоносителе и передачи оценки концентрации кислорода в теплоносителе в модуль сравнения оценки концентрации кислорода в теплоносителе с допустимым значением; SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) coolant, estimates based on the obtained oxygen concentration in the coolant, and transmitting the estimate of the oxygen concentration in the coolant to a module for comparing the estimate of the oxygen concentration in the coolant with an acceptable value;
модуль сравнения оценки концентрации кислорода в теплоносителе с допустимым значением, выполненный с возможностью получения оценки концентрации кислорода в теплоносителе из модуля оценки концентрации кислорода в теплоносителе и сравнения ее с верхним и нижним допустимыми значениями;  a module for comparing an estimate of the concentration of oxygen in the coolant with an acceptable value, configured to obtain an estimate of the concentration of oxygen in the coolant from a module for assessing the concentration of oxygen in the coolant and comparing it with upper and lower acceptable values;
модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и если в реактор не подают газ, содержащий водород;  an oxygen-containing gas supply control module configured to control the gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if hydrogen-containing gas is not supplied to the reactor;
модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и если в реактор не подают газ, содержащий кислород;  a hydrogen-containing gas supply control unit configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is above the upper allowable value and if oxygen-containing gas is not supplied to the reactor;
модуль управления устройством ввода газа в теплоноситель, выполненный с возможностью активации устройства ввода газа в теплоноситель в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и если в реактор подан и/или подают газ, содержащий кислород, и/или в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и если в реактор подан и/или подают газ, содержащий водород.  a control module for the gas inlet to the coolant configured to activate the gas inlet in the coolant if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is less than the lower acceptable value and if oxygen containing gas is supplied and / or supplied to the reactor, and / or if the estimate of the oxygen concentration in the coolant is higher than the upper acceptable value and if a gas containing hydrogen is supplied and / or supplied to the reactor.
18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что система регулирования содержит модуль формирования сигнала Предупреждения, выполненный с возможностью формирования сигнала предупреждения о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород и/или подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или нейтрального к водороду и/или уменьшающего содержание кислорода, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе выше верхнего допустимого значения и осуществляется подача в реактор газа, содержащего  18. The system of claim 17, wherein the control system comprises a Warning signal generating module configured to generate a warning signal about the need to stop supplying oxygen-containing gas to the reactor and / or supplying oxygen-free gas and / or neutral to hydrogen and / or reducing the oxygen content, if the assessment of the oxygen concentration in the coolant is higher than the upper permissible value and a gas containing
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) кислород, и/или с возможностью формирования сигнала предупреждения о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, и/или , . подачи в реактор газа, не содержащего водород и/или нейтрального к кислороду ' и/или уменьшающего содержание водорода, если оценка концентрации кислорода в 5 теплоносителе меньше нижнего допустимого значения и в реактор подают газ, содержащий водород. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) oxygen, and / or with the possibility of generating a warning signal about the need to stop supplying to the reactor a gas containing hydrogen, and / or,. feeding into the reactor a gas not containing hydrogen and / or neutral to oxygen 'and / or reducing the hydrogen content if the estimate of the oxygen concentration in the 5 coolant is less than the lower permissible value and a gas containing hydrogen is fed into the reactor.
19. Система по п. 17, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа> содержащего кислород, вьшолнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа* содержащего водород, информации о подаче и/или о прекращении19. The system according to claim 17, characterized in that the gas supply control module > containing oxygen is configured to receive information on the flow and / or termination from the gas supply control module * containing hydrogen
10 подачи в реактор газа, содержащего водород, и/или с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, в. том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или выше нижнего и/или верхнего допустимого значения. 10 supplying to the reactor a gas containing hydrogen, and / or with the possibility of ensuring a cessation of the supply of gas containing oxygen to the reactor, c. in the event that the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or higher than the lower and / or upper acceptable value.
20. Система по п. 17, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, 15 содержащего кислород, вьшолнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, а модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, при получении из модуля управления подачей 20 газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород.  20. The system according to claim 17, characterized in that the oxygen-containing gas supply control module 15 is configured to transmit to the hydrogen-containing gas supply control module information about the need to stop the supply of hydrogen-containing gas to the reactor, and the feed control module a gas containing hydrogen is configured to ensure that the gas containing hydrogen is cut off to the reactor upon receipt of information on the need to cut off the supply of the reactor from the oxygen control module 20; p gas containing hydrogen.
21. Система по п. 17, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью получения из модуля управления подачей газа, содержащего кислород, информации о подаче и/или о прекращении 21. The system according to p. 17, characterized in that the control module for the supply of gas containing hydrogen, is configured to receive from the control module for the supply of gas containing oxygen, information about the flow and / or termination
25 подачи в реактор газа, содержащего кислород, и/или с возможностью прекращения подачи в реактор газа, содержащего водород, в том случае, если оценка концентрации кислорода в теплоносителе становится равной или ниже верхнего и/или нижнего допустимого значения. 25 the supply of oxygen-containing gas to the reactor and / or with the possibility of stopping the supply of hydrogen-containing gas to the reactor if the estimate of the oxygen concentration in the coolant becomes equal to or lower than the upper and / or lower acceptable value.
22. Система по п. 17, отличающаяся тем, что модуль управления подачей газа, 30. содержащего водород, вьшолнен с возможностью передачи в модуль управления подачей газа, содержащего кислород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород, а модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполнен с возможностью обеспечения прекращения подачи  22. The system according to p. 17, characterized in that the control module for the supply of gas 30. containing hydrogen is configured to transmit information to the control module for the supply of gas containing oxygen, about the need to stop the flow of oxygen-containing gas into the reactor, and the control module the supply of gas containing oxygen, is configured to ensure the cessation of supply
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) в реактор газа, содержащего кислород, при получении из модуля управления подачей газа, содержащего водород, информации о необходимости прекращения подачи в реактор газа, содержащего кислород. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) into the reactor of a gas containing oxygen, upon receipt of information from the control module for supplying a gas containing hydrogen, about the need to stop supplying a gas containing oxygen to the reactor.
23. Система по п. 17, отличающаяся тем, что система содержит модуль управления подачей вспомогательного газа, выполненный с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/или водород и/или нейтрального к кислороду и/или водороду и/или уменьшающего содержание кислорода и/или водорода,  23. The system according to p. 17, characterized in that the system comprises a control module for supplying auxiliary gas, configured to control the gas system to ensure that the reactor is supplied with gas that does not contain oxygen and / or hydrogen and / or neutral to oxygen and / or hydrogen and / or reducing the content of oxygen and / or hydrogen,
причем модуль управления подачей газа, содержащего кислород, выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего кислород, после подачи в реактор газа, не содержащего водород и/или нейтрального к кислороду и/или уменьшающего содержание водорода, и/или  moreover, the control module for the supply of oxygen-containing gas is configured to control the gas system to provide oxygen-containing gas to the reactor after supplying to the reactor a gas not containing hydrogen and / or neutral to oxygen and / or reducing the hydrogen content, and / or
модуль управления подачей газа, содержащего водород, выполнен с возможностью управления газовой системой с обеспечением подачи в реактор газа, содержащего водород, после подачи в реактор газа, не содержащего кислород и/илй нейтрального к водороду и/или уменьшающего содержание кислорода.  the hydrogen-containing gas supply control module is configured to control the gas system to provide hydrogen-containing gas to the reactor after the gas is supplied to the reactor that does not contain oxygen and / or is neutral to hydrogen and / or reduces the oxygen content.
24. Газовая система, содержащая трубопроводы, запорную арматуру и/или оборудование перемещения газовой среды, и имеющая выход в реактор, выполненная с возможностью подачи из газовой системы в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, в соответствии со способом по любому из пунктов 1-5 и/или с помощью системы по любому из пунктов 11-16.  24. A gas system comprising pipelines, shutoff valves and / or equipment for moving a gas medium, and having an outlet to a reactor configured to supply oxygen containing gas and hydrogen containing gas from the gas system to the reactor in accordance with the method of any from paragraphs 1-5 and / or using the system according to any one of paragraphs 11-16.
25. Ядерная реакторная установка, имеющая в своем составе:  25. Nuclear reactor installation, comprising:
реактор,  reactor,
теплоноситель, размещенный в реакторе,  coolant placed in the reactor,
газовую систему, имеющую выход в реактор в объем около теплоносителя, устройство ввода газа в теплоноситель, установленное частично в теплоносителе и частично в объеме около теплоносителя и выполненное с возможностью подачи газа из объема около теплоносителя в теплоноситель,  a gas system having an exit to the reactor in a volume near the coolant, a device for introducing gas into the coolant, installed partially in the coolant and partially in the volume near the coolant and configured to supply gas from the volume near the coolant to the coolant,
датчик концентрации кислорода в теплоносителе,  oxygen concentration sensor in the coolant,
причем газовая система выполнена с возможностью подачи из газовой системы в реактор газа, содержащего кислород, и газа, содержащего водород, в соответствии со способом по любому из пунктов 1-5 и/или с помощью системы по любому из пунктов 11-16 и/или реакторная установка выполнена с возможностью  moreover, the gas system is configured to supply from the gas system to the reactor a gas containing oxygen and a gas containing hydrogen, in accordance with the method according to any one of items 1-5 and / or using the system according to any one of items 11-16 and / or the reactor installation is configured
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) управления концентрацией водорода в теплоносителе в соответствии со способом по любому из пунктов 6-10 и/или с помощью системы по любому из пунктов 17-23. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) control the concentration of hydrogen in the coolant in accordance with the method according to any one of paragraphs 6-10 and / or using the system according to any one of paragraphs 17-23.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)  SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2015/000743 2014-11-11 2015-11-06 Method and system for controlling a gas system, and nuclear reactor facility WO2016076757A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145267/07A RU2580926C1 (en) 2014-11-11 2014-11-11 Method and system for control of gas system and nuclear reactor plant
RU2014145267 2014-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016076757A1 true WO2016076757A1 (en) 2016-05-19

Family

ID=55794337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000743 WO2016076757A1 (en) 2014-11-11 2015-11-06 Method and system for controlling a gas system, and nuclear reactor facility

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2580926C1 (en)
WO (1) WO2016076757A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5676520A (en) * 1995-06-07 1997-10-14 Thut; Bruno H. Method and apparatus for inhibiting oxidation in pumps for pumping molten metal
RU120275U1 (en) * 2012-03-28 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) NUCLEAR POWER PLANT

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5676520A (en) * 1995-06-07 1997-10-14 Thut; Bruno H. Method and apparatus for inhibiting oxidation in pumps for pumping molten metal
RU120275U1 (en) * 2012-03-28 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) NUCLEAR POWER PLANT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ASKHADULLIN RSH. ET AL.: "Ustroistva dlia obespechenia zadannogo kislorodnogo rezhima v pervom konture IAEU s tiazhelym zhidkometallicheskim teplonositelem.", PODOLSK, 2012, pages 1 - 8, Retrieved from the Internet <URL:http://www.gidropress.podolsk.ra/files/proceedings/kms2012/documents/kms2012-035.pdt> *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2580926C1 (en) 2016-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200005951A1 (en) Method and Control System for Gas Injection into Coolant and Nuclear Reactor Plant
KR102008852B1 (en) System for purifying a gaseous medium of hydrogen and method for the use thereof
RU2566087C1 (en) Method and device of regulation of oxygen concentration in reactor plant and nuclear reactor plant
RU2580926C1 (en) Method and system for control of gas system and nuclear reactor plant
WO2006103435A1 (en) Use of fluidic pumps
RU2590895C2 (en) Method and system for control of concentration of oxygen and hydrogen in reactor and nuclear reactor plant
US20160019322A1 (en) Computer aided design system for pulsed extraction column operation process
EP3747560A1 (en) Device and method for the pre-degassing of a fuel tank
US20180072592A1 (en) System and method for optimization of an ion exchange system
CN113421663B (en) Natural circulation cooling method suitable for pressurized water reactor nuclear power plant
CN104778810B (en) Pressure vessels for the chemical industry drives to set up alarm method during liquid level
CN214916237U (en) Hot air heating device for laboratory
CN113393949A (en) Process control cabinet system
WO2002043924A2 (en) An acid bath for removing contaminants from a metallic article
JP2000283896A (en) Super-critical water reaction experimental device
CN116358804A (en) Sodium leakage simulation device and method for sodium loop
KR20220009231A (en) Apparatus for reducing the release of Iodine to the atmosphere under severe accident
Zhou et al. Abnormal situation management: a process dynamics approach

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15858148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15858148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1