Стартовая >> Архив >> Генерация >> Реакторы-размножители на быстрых нейтронах

Конструкция активной зоны - Реакторы-размножители на быстрых нейтронах

Оглавление
Реакторы-размножители на быстрых нейтронах
Воспроизводство и роль быстрых реакторов-размножителей
Физические принципы воспроизводства
Роль воспроизводства в оценках энергетических ресурсов
Программы исследования быстрых реакторов
Принципы конструирования
Механическая конструкция и система теплопередачи
Выбор материалов и параметров активной зоны
Экономический анализ
Обращение с топливом
Выгорание топлива
Уравнения выгорания
Время удвоения
Численные результаты анализа топливного цикла реактора с жидкометаллическим теплоносителем
Конструкции твэла и сборки
Перестройка топлива
Выделение газа из топлива и длина газовой полости
Критерий повреждаемости и анализ прочности твэла
Конструкция тепловыделяющей сборки
Другие сборки
Поведение совокупности сборок
Факторы перегрева
Материалы активной зоны
Топливо на основе урана
Топливо, содержащее торий
Общее сравнение топлива
Оболочка и чехол
Материалы оболочки
Теплоноситель
Совместимость с оболочкой
Сравнение различных теплоносителей
Органы управления
Основное оборудование теплоотводящих контуров реакторов
Регулирование параметров технологической схемы АЭС
Основное оборудование натриевых контуров
Натриевые насосы
Парогенераторы
Нейтронная защита
Защита оборудования теплоотводящих контуров в реакторе петлевого типа
Система транспортировки тепловыделяющих сборок
Измерительные системы
Контроль герметичности оболочек твэлов, течей
Вспомогательные системы
Общие вопросы безопасности реакторов БН
Многоступенчатая защита как концепция безопасности
Развитие методов исследования аварийных режимов
Оценка риска и методы исследования аварийных режимов
Контролируемые переходные процессы
ффективность системы аварийной защиты АЭС
Некоторые параметры, характеризующие состояние реактора в аварийных режимах
Вопросы надежности
Надежность системы аварийного расхолаживания реактора
Распространение локальных повреждений твэлов
Переходные процессы в объеме активной зоны
Другие аварийные режимы
Неконтролируемые аварийные режимы
Уравнения сохранения
Аварийные режимы с повышением мощности реактора
Разрушение твэлов
Прочие факторы
Аварийный режим с ухудшением условий теплоотвода
Неконтролируемый аварийный режим, связанный с прекращением циркуляции теплоносителя
Нарушение герметичности трубопроводов
Переходная стадия
Переходная стадия - расчет
Разрушение активной зоны
Защитная оболочка
Процесс расширения топлива
Взаимодействие расплавленного топлива с теплоносителем
Взрыв паров
Деформация элементов конструкции реактора
Охлаждение реактора после аварии
Аварийная разгерметизация бака реактора
Натриевые пожары
Конструкции защитных оболочек и локализующих систем
Конструкция быстрых реакторов с газовым охлаждением
Системы реактора
Конструкция активной зоны
Конструкция твэла
Безопасность газоохлаждаемых быстрых реакторов
Контролируемые аварии
Неконтролируемые аварии
Защитное окружение быстрых реакторов с газовым охлаждением
Сравнение гомогенного и гетерогенного проектных вариантов быстрого реактора CRBRP
Ядерная энергетика и быстрые реакторы

Активная зона газоохлаждаемого быстрого реактора во многих отношениях подобна активной зоне реактора с жидкометаллическим теплоносителем, хотя при одинаковой мощности имеет несколько большие размеры из-за более свободного расположения топливной решетки. Сходство конструкций того и другого типов реактора не случайно. Дело в том, что разработка газоохлаждаемых быстрых реакторов из экономических соображений проводилась для условий топливной технологии, развитой для реакторов БН. Рассматриваются те же топливные и конструкционные материалы и в тех же температурных и радиационных условиях, что и в реакторах БН. В качестве основного варианта было принято смешанное оксидное топливо, хотя изучались варианты топлива в виде карбида и металла.
Таблица 17.2 .
Типичные объемные доли материалов


Материал

БР с гелиевым охлаждением

Реактор БН с натриевым охлаждением

Топливо

0,30

0,45

Теплоноситель

0,55

0,40

Конструкционный материал (нержавеющая сталь)

0,15

0,15

В зонах воспроизводства обычно содержится обедненный уран в виде UO2, в некоторых проектах — ThO2. Материалом для оболочек и чехлов служит нержавеющая сталь марки 316, с холодной деформацией 20 %, что обусловлено опытом работы реакторов БН. Изучаются также возможности использования альтернативных типов конструкционного материала.
Конструкция быстрых реакторов с гелиевым охлаждением
Рис. 17.7. Конструкция быстрых реакторов с гелиевым охлаждением:
а — вид сбоку; 1,3— верхняя и нижняя торцевые зоны воспроизводства; 2 — активная зона; 4— сборки защиты и отражателя; 5 — нижняя плита; 6 — плита в системе выравнивания давления гелия. б —вид сверху- 1 — тепловыделяющие сборки (150 шт.); 2 —сборки аварийной защиты (4 шт ), 3 — регулирующие стержни (15 шт ); 4 — сборки Отражателя и защиты (138 шт.); 5 —сборки боковой зоны воспроизводства (162 шт.)


Рис 17. 8. Сечения сборок различных типов
а — регулирующая сборка (61 пэл); б — тепловыделяющая сборка (265 твэлов), в — сборка Соковой зоны воспроизводства (61 твэл); г- защитная сборка (19 стержней)
К ним относятся другие марки аустенитных нержавеющих сталей, ферритные стали и сплавы с высоким содержанием никеля.
Особенностью геометрии активной зоны газоохлаждаемых БР, как отмечалось, является увеличенное расстояние между твэлами. Выбор этого расстояния определяется несколькими факторами, в первую очередь мощностью, затрачиваемой на прокачку гелия, и экономией нейтронов. Типичные объемные доли материалов в быстрый реактор-размножитель с гелиевым охлаждением и в реакторе БН представлены в табл. 17.2.
Тепловыделяющая сборка БР с газовым охлаждением
Рис. 17.9. Тепловыделяющая сборка БР с газовым охлаждением.
1 — выходное отверстие; 2 — верхние дистанционирующие выступы; 3— сменное сопло; 4 — верхняя защита; 5 —чехол; 6 — решетчатое крепление; 7 — дистанционирующая решетка; 8 — средние дистанционирующие  выступы; 9 — твэлы; 10 — решетчатое крепление; 11 —нижняя защита; 12 — ловушка газообразных продуктов деления; 13 — входное отверстие; 14 — нижний хвостовик

Таблица 17.3. Типичные характеристики конструкции БР с гелиевым охлаждением

Видно, что объемная доля гелия существенно выше, чем натрия, что является следствием различия теплофизических свойств обоих видов теплоносителя. Вместе с тем этот факт для газоохлаждаемых быстрых реакторов является благоприятным с точки зрения последствий радиационного распухания конструкционных материалов.
На рис. 17.7 схематически показана конструкция быстрых реакторов с гелиевым охлаждением электрической мощностью 360 МВт. Видно, что она подобна конструкции реактора с жидкометаллическим теплоносителем с гомогенной активной зоной. Активная зона окружена боковой и торцевыми зонами воспроизводства, содержащими сырьевой материал. За боковой зоной воспроизводства расположены сборки защиты. Защита имеется также за торцевыми зонами воспроизводства, причем она должна быть более массивная, чем в реакторе БН, из-за малой плотности теплоносителя.
Сечения сборок различных типов показаны на рис. 17.8, их типичные характеристики даны в табл. 17.3. Характерные размеры элементов примерно такие же, как в реакторе БН. Общая конструкция тепловыделяющей сборки приведена на рис. 17.9. Для получения однородных температур гелия на выходе сборки предусмотрена сменная насадка. Твэлы фиксируются в сборке с помощью дистанционирующих решеток. Благодаря увеличенному расстоянию между твэлами дистанционирующие решетки оказываются более предпочтительными по сравнению с проволочной навивкой, используемой в сборках реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Дело в том, что проволочная навивка не обеспечивает оптимального формирования потока теплоносителя в каналах сборки.



 
« Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции   Режим системы охлаждения генераторов на теплофикационных энергоблоках 250 МВт »
электрические сети