«Драгон» — первая опытная установка с реактором HTR; практически она имеет только оборудование первого контура. Тепловая энергия, образующаяся в активной зоне, отводится в воздухоохлаждаемом теплообменнике [1]. На рис. 8.1 показана схема реакторной установки.
Активная зона состоит из 37 топливных сборок. Энергонапряженность активной зоны составляет 14 МВт/м3. В связи с небольшими размерами зоны утечка нейтронов весьма велика и достигает 30%. Регулирование реактора осуществляется с помощью 24 поглощающих стержней с карбидом бора, которые расположены в отражателе.
Рис. 8.1. Схема реакторной установки «Драгон» [2]:
1 — наружная защитная бетонная оболочка; 2 — внутренняя бетонная стена: 3 — стальная защитная оболочка; 4 — загрузочная машина; 5 — первичный теплообменник; 6 — газодувка; 7 — вторичный теплообменник; 3 — паросборник; 9 — воздушные охладители; 10 — водяной бак; 11 — привод поглощающего стержня; 12 — силовой корпус реактора; 13 — наружная тепловая защита; 14 — активная зона; 15 — предварительный холодильник; 16 — емкость для выдержки активных материалов; 17 — система очистки газа; 18 — охладитель и вытяжная труба.
Активная зона находится в нижней части прочного корпуса из стали, к которому подсоединены шесть первичных теплообменников с индивидуальными газодувками, и продувается гелием в направлении снизу вверх. Теплоноситель нагревается при этом от 350 до 750° С. Из общей установленной над реактором смесительной камеры гелий по шести выходным трубопроводам идет к первичным теплообменникам, а затем поступает в газодувки, расположенные непосредственно на этих теплообменниках.
Перегрузочная машина постоянно находится внутри реакторного корпуса, однако температура в районе ее расположения не более 50° С; от излучений машина защищена подвижной защитой. Замену твэлов можно осуществлять только на остановленном реакторе. Дистанционное наведение захвата осуществляется с помощью перископа и телевизионных камер.
Давление в первом контуре составляет 20 ат. Прочный корпус рассчитан на температуру стенки 350 С.
Шесть теплообменников первого контура передают тепло шести независимым петлям второго контура. С помощью теплообменников, охлаждаемых воздухом, тепло из реакторного здания отводится в атмосферу. Вода в первичном теплообменнике содержит поглощающий нейтроны литий. Соответственно вся установка, включая вторичные теплообменники, систему очистки газа и т. д., окружена газоплотной стальной оболочкой. Кроме нее имеется еще внутренняя бетонная стенка, которая служит биологической защитой. Все это оборудование обнесено еще наружной бетонной оболочкой. Между внутренней стенкой и наружной бетонной оболочкой расположены разные установки и вспомогательные устройства. Помещение для контроля и управления реактором находится в одном из соседних зданий, соединенном с реактором через шлюз. В реакторном здании имеется емкость с азотом, который при необходимости можно подавать в объем, окруженный стальной оболочкой.
Опыт эксплуатации экспериментального реактора «Драгон» оказался весьма положительным и важным для развития всех реакторов HTR. Прежде всего здесь получены обширные результаты по радиационным испытаниям различных типов микротвэлов и твэлов.
Активность теплоносителя в реакторе оказалась ниже расчетной на несколько порядков благодаря использованию качественных микротвэлов. Выполнены также высокие требования по газоплотности контура. Хорошо зарекомендовали себя сухие подшипники различного вида. Газодувки с такими подшипниками работают вполне удовлетворительно. Ценные результаты получены также при эксплуатации системы очистки газа.
К недостаткам, выявленным на реакторе «Драгон», относятся неожиданные деформации отдельных регулирующих стержней и их неустойчивость в потоке теплоносителя. Неприятности с первичными теплообменниками и мембранными компрессорами были не тяжелыми и ни в коей мере не свидетельствуют о недостатках самой концепции реактора.
