Способ охлаждения реактора-размножителя на быстрых нейтронах

 

СПОСОБ ОХЛАВДЕНИЯ РЕАКТОРАРАЗМНОЖИТЕЛЯ НА БЫСТРЫХ,НЕЙТРОНАХ, заключающийся в том, что через акт тивную зону с тепловьщеляющими сборками прокачивают жидкий теплоноситель в смеси с газом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения воспроизводства ядерного топЛива и повышения безопасности за счет осуществления цепной реакции нейтронами жесткого спектра, газ подают в ЯО1ДКИЙ теплоноситель периодически, причем тепловцделяющие сборки вьшолняют таким образом, что они образуют активную зону с отрицательным козффициентом реактивности по жидкому теплоносителю. s-S 7: J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

МЮЮЛ

РЕСПУБЛИК

69) (11)

m)4 G 21 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ц )» ;»; и «, I

) (21) 3380169/18-25 (22) 15.01.82 (46) 30.09.86. Бюл. У 36 (72) В.А.Стукалов, С.А.Субботин, И.С.Слесарев и Е.И.Гришанин (53) 621.039 ° 54(088.8) (56) Бедениг Д. Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы. — М.:

Атомиздат, 1976, с. 180-200, Патент Великобритании )) 1074281, кл. G 6 С, опублик. 1967 ° (54)(57) СПОСОБ ОХЛАМЩЕНИЯ РЕАКТОРАРАЗМНОЖИТКЛЯ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ, заключающийся в том, что через ак-. тивную зону с .тепловыделяющими сборками прокачивают жидкий теплоноситель в смеси с, газом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увели-! чения воспроизводства ядерного топлива и повышения безопасности за счет осуществления цепной реакции .нейтронами жесткого спектра, газ подают в жидкий теплоноситель периодически, .причем тепловыделяющие сборки выполняют таким образом, что они образуют активную зону с отрицательным коэффициентом реактивности.по жидкому теплоносителю.

1061624

Изобретение относится к области атомной промышленности и может быть использовано при разработке реактора на быстрых нейтронах с жидким теплоносителем, например, с водой 5 под давлением.

Известен способ охлаждения реактора-раэмножителя на быстрых нейтронах посредством протечки газа высокого давления через топливные сборки. 10

Использование газового теплоносителя обеспечивает высокий коэффициент воспроизводства и практически нулевые значения пустотного эффекта реактивности. Недостатком известного 15 способа является ненадежность охлаждения, особенно в аварийных режимах с потерей теплоносителя.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому резуль-20 тату к описываемому является способ охлаждения реактора-размножителя на быстрых нейтронах, заключающийся в том, что через активную зону с тепловыделяющими сборками прокачивают жидкий теплоноситель в смеси с газом.

Этот способ обеспечивает надежное охлаждение активной зоны при высокой объемной энергонапряженности во всех режимах, включая аварийные, в том числе и с потерей теплоносителя, при которых реактор может быть залит холодной водой иэ емкостей системы аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ).

Недостатками известного устройства являются относительно низкий коэффициент воспроизводства и недостаточная безопасность, обусловленная пустотным эффектом реактивности из-40 за наличия в активной зоне ядер.замедляющего теплоносителя.

Целью изобретения является увеличение коэффициента воспроизводства и повышение безопасности эксплуата45 ции реактора.

Указанная цель достигается тем, что в способе охлаждения реакторараэмножителя на быстрых нейтронах, заключаюцемся в том, что через активную зону с тепловыделяющими сбор50 ками прокачивают жидкий теплоноситель в смеси с газом, гаэ подают в жидкий теплоноситель периодически, причем тепловыделяющие сборки выполняют таким образом, что они образуют активную зону с отрицательным коэффициентом реактивности по жидкому теплоносителю.

При таком способе по-существу работа реактора и воспроизводство горючего осуществляются в жестком спектре нейтронов,,когда в активной зоне находится газовый теплоноситель, а охлаждение активной зоны (в подкритическом состоянии) осуществляется жидким теплоносителем, эффективно отводящим тепло, аккумулированное в элементах активной зоны.

В качестве газового теплоносителя целесообразно использовать инертный газ, например, аргон. В качестве жидкого теплоносителя возможно использование расплавленного натрия.

На чертеже показана принципиальная конструктивная схема реактора, работающего по настоящему способу.

Конструктивная схема реактораразмножителя на быстрых нейтронах включает нижний торцевой экран 1, активную зону 2, боковой экран 3, верхний торцевой экран 4, тепловыделяющую сборку 5 (показана для простоты только одна сборка), участки 6, заполненные газом, участки 7, заполненные жидким теплоносителем, линию

8 подачи газа и линию. 9 подачи жидкого теплоносителя.

Согласно настоящему способу реактор-размножитель работает следующим образом.

Остановленный реактор заполнен циркулирующим через него жидким теплоносителем, например водой, под давлением, подаваемым по линии 9, и находится в подкритическом состоянии, Степень подкритичности несколько меньше эффекта реактивности при замене в активной зоне 2 жидкого теплоносителя газом.

Для вывода на мощность на вход. тепловыделяющей сборки по линии 8 периодически подается газ, например аргон или азот. В результате через активную зону 2 периодически проходят участки 6 с газом и участки 7 с жидким теплоносителем. До тех пор, пока длина участка 6 с газом меньше высоты активной зоны 2, реактор находится в подкритическом состоянии, но степень подкритичности соответственно уменьшается по мере увеличения высоты участков 6 с газом, обусловленной увеличением расхода газа через реактор. Когда высота участков 6 с газом достигает высоты активной зоны 2, реактор будет работать в им10616

Техред И..Ходанич Корректор.А. Зимокосов

Редактор С.Титова

Заказ 5258/2 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскай наб., д.. 4/5.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11роектная, 4 пульсном режиме. Разгон реактора и нагрев твэлов за счет реакции деления будет происходить при отсутствии в активной зоне 2.участка 7 жидкого теплоносителя, т.е. с большим коэффициентом воспроизводства, характерным для газоохлаждаемого реактора на быстрых нейтронах. При поступлении в активную зону 2 следующего участка 7 с жидким теплоносителем ре-30 актор перейдет в подкритическое состояние,. в котором будет отводиться большая часть тепла, выделяющегося при разгоне реактора.

Суммарное время прохождения жид- 15 кого и газового теплоносителя через активную зону составляет меньше 0,2 с.

Длительность разгона и работы реактора на мощности определяется величиной эффекта реактивности при замене 20 жидкого теплоносителя на газ. Например, для воды под давлением этот эффект составляет 5-10 соответственно для окисного и металлического топлива. 25

Для разгона реактора необходима положительная реактивность порядка доли запаздывающих нейтронов, кОторая для уран-плутониевой смеси соотавлйет примерно О,ЗХ. Следовательно, дли-30 тельность разгона и работы реактора на мощности будет составлять пример;" но 0,01-0,02 с. За это время в .активной зоне должна выделиться энер-! гия, достаточная для обеспечения необходимой за время прохождения теплоносителя средней мощности в активной зоне. При этом пиковая мощность, может превьппать ее среднее значение

24 4 в десятки раз. Постоянная времени твэла составляет 1,5 с, поэтому кратковременные пики мощности приводят к отйосительно небольшому перегреву (60-100 С) сердечников твэлов отно- . сительно средней температуры.

Поддержание средней мощности в реакторе осуществляется увеличением . расхода газа через реактор и перемещением поглощающих стержней.

Аппаратура контроля нейтронного потока соответственно должна быть достаточно инерционна, чтобы сглаживать пики и обеспечивать измерение средйей мощности эа время прохождения теплоносителя через активную зону.

При аварийной потере жидкого теплоносителя освобождается только та часть пустотного эффекта реактивности (порядка 0,3X), которая используется для разгона реактора в нормальном импульсном режиме работы, которая легко компенсируется поглощающими стержнями, срабатЫвающими за обычное время порядка 1 с.

Настоящий способ охлаждения реактора-размножителя на быстрых нейтронах обесг1ечивает увеличение коэффициента воспроизводства до уровня, характерного для газоохлаждаемых реакторов, при .обеспечении надежного охлаждения активной зоны жидким теплоносителем в нормальных и аварийных режимах, включая режимы с потерей теплоносителя. Одновременно практически исключается введение пустотного эффекта реактивности при аварийной потере теплоносителя.

Способ охлаждения реактора-размножителя на быстрых нейтронах Способ охлаждения реактора-размножителя на быстрых нейтронах Способ охлаждения реактора-размножителя на быстрых нейтронах 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в ядерных реакторах, например, канальных уран-графитового типа

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в ядерных реакторах, например, канальных уран-графитового типа

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано при создании транспортабельных и стационарных ядерных паропроизводящих установок

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано при создании транспортабельных и стационарных ядерных паропроизводящих установок

Изобретение относится к химической технологии регулирования качества теплоносителей АЭС, а именно к способам регулирования качества теплоносителя кипящих реакторов типа РБМК

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно - к ядерным энергетическим установкам (ЯЭУ) с водоводяными кипящими ядерными реакторами (ЯР)
Наверх