Ядерный энергетический реактор

 

Изобретение относится к ядерным реакторам, охлаждаемым твердым мелкодисперсным теплоносителем. Сущность изобретения: ядерный энергетический реактор содержит корпус, размещенную в нем активную зону с промежутками между тепловыделяющими элементами (сборками) для прохода теплоносителя, бункер для теплоносителя, расположенный над активной зоной, вторичный теплообменник, устройство перемещения теплоносителя по замкнутому контуру: бункер - активная зона - вторичный теплообменник - бункер и клапаны для регулирования скорости прохождения теплоносителя через активную зону. Реактор дополнительно снабжен устройством отделения частиц теплоносителя с размерами менее заданных, установленным после вторичного теплообменника. В качестве теплоносителя используют мелкодисперсный твердый теплоноситель из графитосодержащего материала в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1 и определяемой из соотношения: где d_макс - максимальный диаметр частицы; d_мин - минимальный диаметр частицы; средний диаметр частицы. Разброс средних диаметров частиц не превышает 20%, при этом средний диаметр используемых частиц выбирается из диапазона 0,5 - 2,5 мм. Сферические частицы теплоносителя имеют уплотняющее покрытие из пиролитического углерода толщиной 0,1 - 0,2 среднего диаметра частиц. Кроме того, реактор снабжен турбулизаторами потока твердого теплоносителя, установленными в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или в промежутках между тепловыделяющими элементами (сборками). Технический результат заключается в обеспечении интенсификации съема тепла с активной зоны и повышении ядерной безопасности. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ядерным энергетическим реакторам, охлаждаемым твердым теплоносителем, в частности к реакторам, охлаждаемым мелкодисперсным теплоносителем, выполненным из графитосодержащего материала.

Известен ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенную в нем активную зону с каналами для прохождения твердого теплоносителя, твердый теплоноситель из графитосодержащего материала, вторичный теплообменник и устройство перемещения твердого теплоносителя из активной зоны во вторичный теплообменник и обратно (см., например, Булкин Ю.М. и др. Ядерный энергетический реактор. Авторское свидетельство СССР N 1600554, МКИ G 21 C 15/24. Опубликовано 10.05.1988 г.).

В данном реакторе использован теплоноситель в виде цилиндрических стенок, закрепленных на вращающейся платформе.

Этот реактор не обеспечивает достаточной интенсивности теплосъема с активной зоны, поскольку теплосъем осуществляется только за счет лучевой теплопередачи. Аналогично, перемещаясь в зону охлаждения, твердый теплоноситель лучистым теплообменом передает тепло вторичному теплообменнику. Кроме того, крупногабаритные элементы теплоносителя подвержены накоплению термической усталости и растрескиванию после выполнения сотен тысяч циклов нагрев-охлаждение, что снижает надежность и безопасность работы реактора.

Известен ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенный в нем вращающийся бункер, имеющий в основании отверстие, снабженное автоматическим клапаном, жестко скрепленные с корпусом активную зону и вторичный теплообменник, установленные в бункере, и заполняющий бункер мелкодисперсный теплоноситель, выполненный в виде частиц графита, карбида кремния, металла (алюминий, цирконий) и др. (см., например, Henglein F.A. Jmprovements in relating to atomic power plant. Патент Великобритании N 875.872, МКИ G 21, НКИ 39(4). Заявл. 19.09.1958, опубл. 23.08.1961). При вращении бункера твердый мелкодисперсный теплоноситель, контактирующий со стационарно установленными активной зоной и вторичным теплообменником, перемешивается, что улучшает отвод тепла от активной зоны и повышает эффективность охлаждения.

Вместе с тем этот реактор имеет следующие недостатки: - интенсивное истирание частиц твердого теплоносителя при вращении бункера может привести к изменению рабочих характеристик реактора; - высокие напряжения в корпусах активной зоны и вторичного теплообменника при контакте с перемешиваемым твердым теплоносителем; - частицы теплоносителя, имеющего высокую твердость и острые кромки, например, выполненного из карбида кремния, способствуют интенсивному абразивному повреждению корпусов активной зоны, вторичного теплообменника и бункера.

Указанные недостатки не позволяют достичь достаточной надежности и безопасности работы ядерного реактора.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому изобретению является ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенную в нем активную зону с промежутками между тепловыделяющими элементами (сборками) для прохода теплоносителя, мелкодисперсный твердый теплоноситель из графитосодержащего материала, бункер для теплоносителя, расположенный над активной зоной, вторичный теплообменник, устройство перемещения теплоносителя по замкнутому контуру: бункер - активная зона - вторичный теплообменник - бункер и клапаны для регулирования скорости прохождения теплоносителя через активную зону (см. , например, Rigg S., Greenlees F.M. Nuclear reactor. Патент Великобритании N 1.309.883, МКИ G 21 D 5/00, НКИ G 6 C 30Х363. Заявл. 18.02.1971, опубл. 14.03.1973).

В данном реакторе мелкодисперсный графитосодержащий теплоноситель выполнен в виде частиц различных размеров и формы. Кроме того, в процессе работы реактора происходит увеличение мелкой и мельчайшей фракции теплоносителя за счет истирания частиц теплоносителя. Из-за этого засыпка теплоносителя имеет различную плотность, что не позволяет обеспечить стабильность скорости перемещения теплоносителя через активную зону и, следовательно, стабильность и надежность теплосъема. Кроме того, при увеличении массы мельчайшей фракции теплоноситель становится склонным к слипанию, что способствует нарушению работы реактора из-за уменьшения скорости перемещения теплоносителя (вплоть до остановки) через активную зону.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение технико-экономических показателей ядерного энергетического реактора за счет повышения ядерной безопасности и интенсификации и стабильности теплосъема с активной зоны.

Решение данной задачи в предлагаемом изобретении достигается благодаря тому, что известный ядерный энергетический реактор (прототип) снабжен устройством отделения частиц теплоносителя с размерами менее заданных, установленным после вторичного теплообменника, а теплоноситель выполнен в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1 и определяемой из соотношения: где d_макс - максимальный диаметр частицы; d_мин - минимальный диаметр частицы; - средний диаметр частицы, и разбросом средних диаметров частиц не более 20%, а диапазон средних диаметров используемых частиц составляет 0,5-2,5 мм, при этом сферические частицы теплоносителя из графита имеют уплотняющее покрытие из пиролитического углерода толщиной 0,1-0,2 среднего диаметра частиц.

Дополнительные отличия предлагаемого ядерного энергетического реактора: - он снабжен турбулизаторами потока твердого теплоносителя, установленными в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или в промежутках между тепловыделяющими элементами (сборками);
- промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или между тепловыделяющими элементами (сборками) выполнены в виде вертикальных щелей шириной H, выбираемой из условия:
5d_ср ≤ H ≤ 30d_ср,
а турбулизаторы выполнены в виде одностороннего оребрения, при этом ребра толщиной δ_р и высотой h расположены под углом β = 45^o, а шаг S оребрения и высота h ребра выбраны из условий:

h=(0,7-0,8)H;
- промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или между тепловыделяющими элементами (сборками) выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы - в виде внутреннего спирального однозаходного или многозаходного оребрения высотой h_p с углом β наклона к продольной оси 45^o, при этом диаметр D_отв и высота h_p выбраны из условий:
5d_cp ≤ D_отв ≤ 30d_ср;
h_р = (0,3 - 0,4)D_отв;
- промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или между тепловыделяющими элементами (сборками) выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы - в виде имеющих возможность вращения шнеков диаметром D_ш с однозаходным или многозаходным оребрением диаметром D_op с углом β_ш наклона винтовой поверхности оребрения к продольной оси отверстия (40-60)^o, при этом диаметры D_отв, D_ш, D_ср выбраны из условий:
10d_ср ≤ D_отв ≤ 30d_ср;
D_ш = (0,2-0,3)D_отв;
D_ор = (0,7 - 0,8)D_отв.

Рисунки, приведенные на фиг. 1-5, служат для пояснения предлагаемого изобретения. На фиг. 1 приведена конструкция ядерного энергетического реактора, при этом для упрощения рисунка некоторые элементы реактора, которые являются необходимыми, но не существенными для данного изобретения, в частности система вторичного теплообмена, система управления и защиты (СУ3), биологическая защита, система замедлителей и др., только обозначены или совсем не показаны. На фиг. 2, 3 показано выполнение канала для прохода теплоносителя между тепловыделяющими элементами (сборками) или в тепловыделяющих элементах (сборках) в виде вертикальной щели. На фиг. 4 приведен канал для прохождения теплоносителя в виде цилиндрического отверстия. На фиг. 5 приведен канал для прохода теплоносителя в виде цилиндрического отверстия с размещенным в нем турбулизатором в виде шнека.

Предлагаемый ядерный энергетический реактор содержит корпус 1, активную зону 2, состоящую из тепловыделяющих элементов (сборок) 3 и размещенную в корпусе 1, отражающий экран 4, окружающий активную зону 2, теплоноситель 5, выполненный в виде засыпки из сферических графитосодержащих элементов, клапаны 6 и 7 для регулирования скорости перемещения теплоносителя через активную зону, бункер 8, распределитель 9 теплоносителя, дополнительный питатель 10, устройство 11 перемещения теплоносителя, вторичный теплообменник 12, трубопровод 13, устройство 14 разбраковки теплоносителя и емкость 15 отходов теплоносителя. В тепловыделяющих элементах (сборках) 3 и/или между ними выполнены каналы 16 для прохода теплоносителя 5.

Активная зона 2 реактора, например гетерогенного типа, с тепловыделяющими элементами (сборками) 3, каналами 16 для прохождения охлаждающего теплоносителя 5 и регулирующими стержнями (на фиг. 1 не показаны), окружена отражающим экраном 4. В случае теплового реактора, когда цепная реакция поддерживается тепловыми (медленными) нейтронами, множество замедляющих элементов (на фиг. 1 не показаны) будут пересекать активную зону.

Ядерный энергетический реактор работает следующим образом. С помощью клапанов 6 и 7 устанавливают скорость перемещения теплоносителя 5 через активную зону 2. Затем с помощью регулирующих стержней системы СУ3 активную зону выводят на заданную мощность, при этом активная зона разогревается. Теплоноситель 5 при перемещении через активную зону нагревается и поступает во вторичный теплообменник 12, в котором твердый теплоноситель передает тепло жидкому теплоносителю, поступающему в теплообменник по трубопроводам 13. Из теплообменника 12 твердый теплоноситель с помощью устройства перемещения 11 подается в устройство 14 разбраковки, в котором частицы теплоносителя, имеющие размеры менее заданных, в том числе пылевидные продукты истирания теплоносителя, отбраковываются и поступают в емкость 15. Кондиционный теплоноситель с помощью устройства 11 подается в бункер 8, расположенный над активной зоной. Из дополнительного питателя 10 в бункер 8 поступает кондиционный теплоноситель, компенсирующий по массе отбракованный в устройстве 14.

Устройство 14 выполнено, например, в виде набора сит с калиброванными отверстиями, а устройство 11 перемещения теплоносителя может быть выполнено в виде транспортера, шнекового механизма и др.

Теплоноситель 5 выполнен в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1, и разбросом средних диаметров сфер не более 20%, а диапазон средних диаметров используемых сфер теплоносителя составляет 0,5 - 2,5 мм. Такое выполнение теплоносителя обеспечивает прохождение его через активную зону 2 за счет собственного веса и при этом скорость перемещения теплоносителя 5 регулируется с помощью клапана 7.

Экспериментальные исследования показали, что оптимальным является теплоноситель, в котором частицы выполнены в виде сфер диаметром 1 мм. Такой теплоноситель обладает стабильной скоростью перемещения в вертикальном канале, проходящем через тепловыделяющую сборку. Нестабильность времени истечения теплоносителя, выполненного из сфер диаметром 1±0,1 мм с несферичностью Δ ≤ 0,1, из мерной емкости по каналу внутренним диаметром 8 мм не превышает ± 2,5%. Объем экспериментальных данных составляет ~ 4000 экспериментов. Чешуйчатое покрытие сфер из графита пиролитическим углеродом толщиной 0,1-0,2 среднего диаметра частиц увеличивает практически в 8-15 раз прочностные свойства сфер теплоносителя ив 1,5-2 раза уменьшает нестабильность течения теплоносителя по каналам 16.

Для повышения теплосъема с активной зоны целесообразно использовать турбулизаторы, приведенные на рисунках фиг. 2 - 5. Применение турбулизаторов того или иного типа зависит от конструкции используемого ядерного реактора.

На фиг. 2 и 3 показан канал 16 для прохода теплоносителя в виде вертикальной щели шириной Н. Турбулизаторы потока теплоносителя выполнены в виде одностороннего оребрения, при этом ребра 17 толщиной δ_р и высотой h расположены под углом β = 45^o к вертикальной оси. Шаг оребрения S и высота h выбраны из условий:

h=(0,7-0,8)H, (2)
H=(10-30)d_ср. (3)
При использовании данного типа турбулизатора теплоноситель 5 в вертикальной щели канала имеет комбинированное перемещение. Часть теплоносителя имеет вертикальное перемещение, а другая часть теплоносителя перемещается по наклонному прямоугольному коробу (на фиг. 2 и 3 направление движения теплоносителя 5 показано стрелками).

Использование вертикальных щелевых каналов и турбулизаторов с параметрами, выбранными с учетом выражений (1), (2) и (3), обеспечивает стабильное прохождение теплоносителя 5 через активную зону 2 реактора и, следовательно, стабильный и надежный теплосъем с тепловыделяющих элементов (сборок) 3.

Выражения (1), (2) и (3) получены и оптимизированы с учетом проведенных экспериментальных исследований.

Приведенный на фиг. 4 показан канал 16 для прохождения теплоносителя 5 выполнен в виде цилиндрического отверстия диаметром D_отв, а турбулизатор - в виде двузаходного внутреннего спирального оребрения 18 высотой h_р с углом δ наклона к продольной оси 45^o, при этом диаметр D_отв и высота h_р выбраны из условий:
5d_ср ≤ D_отв ≤ 30 d_ср; (4)
h_р = (0,3-0,4)D_отв. (5)
В канале 16, параметры которого выбраны с учетом выражений (4) и (5), теплоноситель 5 имеет комбинированное стабильное спирально-вертикальное перемещение, при этом обеспечивается надежный и стабильный теплосъем с тепловыделяющих элементов (сборок) 3.

На фиг. 5 показан канал 16 для прохождения теплоносителя 5, выполненный в виде цилиндрического отверстия диаметром D_отв, а турбулизатор - в виде имеющего возможность вращения шнека 19 диаметром D_ш с однозаходным или многозаходным оребрением 20 диаметром D_ор с углом δ_ш наклона винтовой поверхности оребрения к продольной оси отверстия 40-60^o, при этом параметры отверстия и турбулизатора выбраны из условий:
10d_ср ≤ D_отв ≤ 30d_ср; (6)
D_ш = (0,2-0,3)D_отв; (7)
D_ор = (0,7-0,8)D_отв. (8)
В данном канале 16, параметры которого выбраны с учетом выражений (6), (7) и (8), теплоноситель 5 имеет вертикальное и спиральное перемещение, при этом обеспечивается надежный теплосъем с тепловыделяющих элементов (сборок) 3.

Экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность применения турбулизаторов, приведенных на фиг. 4 и 5.

Необходимо отметить, что турбулизаторы, приведенные на фиг.2 - 5, могут быть выполнены на всю длину тепловыделяющего элемента (сборки) 3, часть длины и расположены секционно.

Использование турбулизаторов данного типа повышает теплосъем с активной зоны в 1,1- 1,5 раз.

Для увеличения теплосъема с активной зоны реактора необходимо увеличить скорость движения теплоносителя 5 через каналы 16 активной зоны реактора. Если гравитационных сил теплоносителя недостаточно для достижения заданной скорости движения теплоносителя, то необходимо применение механизма поддавливания теплоносителя 5. В качестве такого механизма может быть использован вибратор, шнековый механизм и др. В реакторе, приведенном на фиг. 1, поддавливание теплоносителя 5 обеспечивается столбом теплоносителя высотой H_т. Изменяя высоту H_т слоя теплоносителя над активной зоной, можно регулировать теплосъем с активной зоны реактора. Распределители 9 служат для выравнивания высоты столба теплоносителя над центральными и переферийными каналами для прохождения теплоносителя.

Предлагаемый ядерный энергетический реактор имеет ряд преимуществ перед существующими реакторами аналогичного назначения.

Отсутствие повышенного давления в активной зоне означает чрезвычайно малую металлоемкость и стоимость сооружения реактора.

Твердый теплоноситель из графита имеет достаточно высокую плотность и коэффициент поглощения теплового излучения.

Твердый теплоноситель, выполненный из сфер диаметром ~ 1 мм, позволяет иметь низкие расходы энергии на его перемещение (аналог прокачки).

При использовании твердого теплоносителя, выполненного в виде сфер, практически не возникает проблем коррозии топливных элементов, а эрозия может быть сделана достаточно малой.

Высокие температуры, по крайней мере в первом контуре реактора, позволяют иметь высокий термический коэффициент полезного действия.

Относительное количество и коэффициенты радиотоксичности активных материалов в процессе эксплуатации реактора должны быть ниже примерно в 100 раз по сравнению с обычным водяным реактором такой же мощности. Твердые эксплуатационные отходы низкой активности не требуют больших затрат на хранение.

Графит как теплоноситель совместим с графитом - материалом матрицы высокотемпературных твэлов теплообменных трактов.

Результаты проведенных теоретических расчетов и экспериментальных исследований позволяют оценить параметры и характеристики ядерного энергетического реактора с охлаждением в первом контуре твердым теплоносителем.

Пример конкретного исполнения.

В качестве тепловыделяющих элементов активной зоны использована матричная композиция в виде плоского слоя на основе микротвэлов диаметром ~ 1 мм. Толщина топливного слоя ~ 4 мм.

Топливный плоский слой покрыт с двух сторон слоями чистого графита (графитизация производится после формования плоской заготовки с его топливным слоем в середине). Толщина наружных слоев графита ~3 мм.

Зазор между плоскими тепловыделяющими элементами составляет 10 мм.

Тепловыделяющие элементы в количестве 9 шт. собраны в тепловыделяющую сборку квадратной формы со срезанными углами высотой ~ 500 мм.

Сборка тепловыделяющих элементов ограничена графитовой обоймой внешним размером 220х220 мм с толщиной стенок в 15 мм.

Углы сборки срезаны так, что при постановке сборок вплотную друг к другу боковыми гранями в углах образуется квадратное отверстие со стороной 40 мм.

В итоге площадь теплоотдающей поверхности каждого тепловыделяющего элемента ~ 1900 см², а тепловыделяющей сборки ~ 17000 см², поперечное сечение одной тепловыделяющей сборки ~ 484 см². При диаметре активной зоны в 7 метров общая площадь активной зоны равна 37 м², а число ячеек в реакторе - 765. При высоте реактора в 500 см (10 тепловыделяющих сборок) общая теплоотдающая площадь тепловыделяющих элементов составит ~ 1,3·10⁴ м².

Приняты консервативные значения максимальных температур микротвэлов - не более 1000^oC.

Из соображения безопасности температура теплоносителя принята на входе равной 600^oC и на выходе - 800^oC, т.е. - 700^oC в центральной по радиусу и высоте активной зоны части с максимальной энергонапряженностью.

Максимально допустимая нагрузка на единицу поверхности тепловыделяющих элементов при определенном в экспериментах коэффициенте теплоотдачи в 1000 Вт/ м²К при разнице в температурах между теплоотдающей поверхностью и теплоносителем в 300 К будет равна ~ 30 Вт/см².

При коэффициенте неравномерности тепловыделения по высоте активной зоны ~ 1,43(0,7) и по радиусу 1,25(0,8) общая тепловая мощность реактора составит ~ 2200 МВт.

При электрическом коэффициенте полезного действия ~37% электрическая мощность реактора составит ~ 800 МВт.

Потребный расход теплоносителя для того, чтобы снять такую мощность, составит ~ 7,3·10³ кг/с. При истинной плотности теплоносителя в 1600 кг/м³ его насыпная плотность составляет ~ 800 кг/м³, откуда объемный расход составит ~ 9 м³/с, а рабочая скорость теплоносителя при полной площади рабочих проходных сечений активной зоны ~14,5 м² составит ~ 0,62 м/с.

Активная зона образована свободной постановкой тепловыделяющих сборок в рабочем пространстве, ограниченном с боковой поверхности отражателем из графитовых блоков толщиной около 1 метра.

Роль верхнего отражателя и первичной защиты выполняют слой теплоносителя толщиной ~ 5-6 метров и верхняя конструкция, несущая элементы органов перегрузки, регулирования и системы аварийного теплоотвода.

Роль нижнего отражателя и защиты (на работающем реакторе) также выполняет слой теплоносителя (ниже активной зоны) толщиной 4-5 метра.

Предполагается иметь боковую неохлаждаемую защиту за отражателем толщиной 4-5 метров.

Подача теплоносителя сверху и увод его снизу на теплообменники должны осуществляться по наклонным боковым плоскостям так, чтобы было предотвращено прямое попадание излучения активной зоны на теплообменники в случае полного удаления теплоносителя.

Трубчатые теплообменники, предназначенные для подогрева воды, расположены ниже активной зоны.

После прохождения теплообменников твердый теплоноситель попадает в приямки подъемников, откуда транспортируется вверх для засыпки в верхнее распределительное устройство (бункер).

Подъемники в первом приближении предполагаются либо в виде цепной ленты с ковшами, либо лифтов достаточной грузоподъемности.

Поскольку поверхность теплообменников не ограничивается сосудом высокого давления, она может быть сделана очень большой при низкой стоимости материалов и простоте конструктивного выполнения.

В результате получается, что реактор такого типа может обеспечить тепловую мощность ~ 3000 МВт и электрическую более 1000 МВт при объеме активной зоны, меньшем в 4 раза, чем у существующих уран-графитовых реакторов.

Чрезвычайно важным обстоятельством, сопутствующим успеху применения твердого теплоносителя в первом контуре ядерных реакторов, является достаточно хорошо развитая технология микротоплива для ВТГР.

Таким образом, предлагаемому ядерному энергетическому реактору присущи все преимущества реакторов с твердым теплоносителем: низкое (практически атмосферное) давление газа в активной зоне, малая металлоемкость, высокие температуры в активной зоне. За счет своих отличий предлагаемый ядерный энергетический реактор, кроме того, обеспечивает повышенную интенсивность теплосъема, высокую прочность теплоносителя, повышенную стабильность теплосъема и, следовательно, повышенную ядерную безопасность.

Формула изобретения

1. Ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенную в нем активную зону с промежутками между тепловыделяющими элементами или сборками для прохода теплоносителя, мелкодисперсный твердый теплоноситель из графитосодержащего материала, бункер для теплоносителя, расположенный над активной зоной, вторичный теплообменник, устройство перемещения теплоносителя по замкнутому контуру: бункер-активная зона - вторичный теплообменник - бункер и клапаны для регулирования скорости прохождения теплоносителя через активную зону, отличающийся тем, что он снабжен устройством отделения частиц теплоносителя с размерами, менее заданных, установленным после вторичного теплообменника, а теплоноситель выполнен в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1 и определяемой из соотношения

где d_макс - максимальный диаметр частицы;
d_мин - минимальный диаметр частицы;
средний диаметр частицы,
и разбросом средних диаметром частиц не более 20%, при этом сферические частицы теплоносителя из графита имеют уплотняющее покрытие из пиролитического углерода толщиной 0,1 - 0,2 среднего диаметра частиц, а средний диаметр используемых частиц выбирается из диапазона 0,5 - 2,5 мм.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен турбулизаторами потока твердого теплоносителя, установленными в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или в промежутках между тепловыделяющими элементами или сборками.

3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или между тепловыделяющими элементами или сборками выполнены в виде вертикальных щелей шириной Н, выбираемой из условия:
5d_ср ≤ H ≤ 30d_ср,
а турбулизаторы выполнены в виде одностороннего оребрения, при этом ребра толщиной δ_p и высотой h расположены под углом β = 45^o, а шаг S оребрения и высота h ребра выбраны из условий:

h = (0,7 - 0,8)H.

4. Реактор по п.2, отличающийся тем, что промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или между тепловыделяющими элементами или сборками выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы - в виде внутреннего спирального однозаходного или многозаходного оребрения высотой h_р с углом β наклона к продольной оси 45^o, при этом диаметр D_отв и высота h_р выбраны из условий
5d_ср ≤ D_отв ≤ 30d_ср;
h_р = (0,3 - 0,4)D_отв.

5. Реактор по п.2, отличающийся тем, что промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или между тепловыделяющими элементами или сборками выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы в виде имеющих возможность вращения шнеков диаметром D_ш с однозаходным или многозаходным оребрением диаметром D_ор с углом β_ш наклона винтовой поверхности оребрения к продольной оси отверстия (40 - 60)^o, при этом диаметры D_отв, D_ш, D_ор выбраны из условий
10d_ср ≤ D_отв ≤ 30d_ср;
D_ш = (0,2 - 0,3)D_отв;
D_ор = (0,7 - 0,8)D_отв.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5