Опыт разработки быстрых газовых реакторов в России - Реактор с мультимодульной активной зоной

13. Реактор с мультимодульной активной зоной
Малая единичная мощность модульного реактора стимулировала разработку проекта реактора с мультимодульной активной зоной большой единичной мощностью при сохранении характеристик воспроизводства /8,9/.
Реактор с "мультимодульной" активной зоной основан на размещении нескольких "плутониевых" зон в периодической структуре внутри общей зоны воспроизводства из металлического урана. Расстояние между малыми "плутониевыми" зонами таково, что взаимодействие между ними незначительно, а все физические характеристики близки к характеристикам малого "плутониевого" реактора.
Мощность такого реактора может варьироваться. Например, для получения мощности 1200 МВт(э) необходимо в одном блоке уранового отражателя разместить 12 малых плутониевых активных зон. Эти активные зоны внутри общей урановой зоны воспроизводства располагаются в несколько этажей. ТВС активной зоны, аналогичная по конструкции ТВС модульного "плутониевого" реактора, состоит по высоте из двух-трех этажей с твэлами из плутония-239. Сверху и снизу каждого этажа имеются слои ТЗВ из урана-238. Между этажами в ТВС имеется свободное пространство (20-30 см), по которому через соответствующие окна в стенках ТВС организуется подача и отвод теплоносителя. Периферийные ТВС активной зоны окружаются рядами ТВС БЗВ из металлического урана. Расстояние по высоте между "плутониевыми" зонами 30-50 см. Как показали физические расчеты, коэффициент воспроизводства в такой системе остается равным 2.
На рисунке 8 приведен пример такого расположения в одном корпусе 12 малых активных зон в два этажа (шесть малых активных зон в плане). В этом случае необходимый диаметр корпуса составляет 3,5 -4 м, высота ТВС - 2,5 м.
Возможно также расположение малых активных зон в три этажа. В этом случае необходимый диаметр корпуса составляет 2,5 - 3 м, высота ТВС - 3,5 м. Однако, трехэтажное расположение малых активных зон, уменьшая диаметр корпуса, увеличивает высоту ТВС и значительно усложняет ее конструкцию в связи со сложной схемой раздачи и отбора газа.
Детально концепция быстрого реактора с мультимодульной активной зоной не прорабатывалась.

Рисунок 8. Конструктивная схема реактора с “мультимодульной” активной зоной с расположением плутониевых зон в два этажа