CS201306B1 - Operation of the nuclear reaction in the first loading non-balanced campaigns - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 ) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 201306 (11) (Bl) (51) Int. Cl.3 G 21 C 7/00 WJ (22) Přihlášené 27 07 78(21) (PV 4987-78) (40) Zverejnené 29 02 80 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydané 15 04 82

Autor vynálezu MIKLOVIC PETER ing., BUDINSKÝ MARIÁN ing., PIEŠŤANY a RAJCITIBOR ing., TRNAVA (54) Prevádzka jádrového reaktora v náběhových nerovnovážných kampa-niach

Vynález sa týká prevádzky jádrového re-aktora v náběhových nerovnovážných kam-paniach.

Doterajší spósob prevádzky sa vyznačovalsnahou dosiahnuť maximálně vyrovnámeneutronového toku po celom objeme reakto-ra s cielom dosiahnuť prevádzkový stav,v ktorom sa čo naj rovnoměrnějšie a pri naj-vyššom možnom povolenom strednom výkonedosiahnutelnom bez miestnych překročeníohraničuj úcich parametrov využívalo jádro-vé palivo. Tento spósob prevádzky mal zanásledok velké nevyhorenie jádrového palivavyberaněho z reaktora pri prvej a dalšíchnerovnovážných náběhových výměnách. Akbolo u uvažovaného jádrového reaktora pr-vých n kampaní reaktora nerovnovážných,potom prvé vymieňané palivo dosiahlo 1/n,druhé 2/n. . . z nominálneho vyhorenia, do-siahnutelného v rovnovážných kampaniach.Z toho vyplývá, že celková strata energienevyhořením paliva v dósledku uvádzaniareaktora do rovnovážného stavu dosahovalahodnotu kde Es — strata energie kde Ev — energia dosiákhUtóftá Z ffiftOŽStvapaliva vymieňaného pri jednej výměně a vyhoření dosahovanomv rovnovážnom režime kde n — počet nerovnovážných kampaní

Rozdiel dosahovanej skutečnosti oproti taktostanovenej teoretickej hodnotě v známýchpřípadech nepřesahoval 10 % z hodnot dosa-hovaných v rovnovážnom stave, bolo s nímpočítané už v projektech a o túto hodnotubolo zvyšované i projektované vyhorenie ne-rovnovážných vsádzok paliva.

Tieto nevýhody f dstraňuje spósob prevádzkyjádrového reaktora v náběhových nerovno-vážných kampaniach s novým rozdělenímvývinu energie s cielom dosiahnuť lepšiehovyužitia jádrového paliva cestou hlbšiehovyhorenia nerovnovážných vsádzok, ktoréhopodstatou je, že absolútne i relativné zvýše-nie neutronového toku v oblastiach aktívnejzóny, v ktorých je umiestnené palivo, ktorésa vymieňa v najbližšej následujúcej výmě-ně paliva sa prevedie regulačnými orgánmitak, že ohraničujúce parametre v aktívnej zó-ně reaktora nepresiahnu medze povolenévýrobcom a že skutečný i relativný podielzáťaže je přenesený za každého prevádzko-vého režimu maximálně na tú časť paliva,ktorá bude v následuj úcej výměně z reakto-ra vybraná. Přenesením záťaže na túto časť paliva sa 201306 2 dosiahne jeho rýchlejšie vyhorievanie a tedai zlepšenie jeho využitia a odlahčí sa palivo,ktoré v reaktore zotrvá i po výměně. Priznižovaní absolútneho výkonu reaktora rastiemožnost zvýšit relatívnu záťaž časti palivaurčenej na vyňatie v nasledujúcej výměně.Využitím tejto možnosti pri každom absolút-nom znížení výkonu sa móže dosiahnut zvý-šeného efektu.

Na připoj enom výkrese je nakreslená sché-ma 60° výseče rozloženia palivových článkovv reaktoroch typu VVER-440, na ktorých bolvynález výpočtovo kontrolovaný s použitímprogramu BIPR 5. Hrubo orámované šesť-uholníky (1), (4), (7), (10), (30), (33) a (50)predstavujú miesta — kazety v palivovejmreži reaktora, v ktorých sú umiestnenéregulačně orgány (v ďalšom HRK), Ostatněšestuholníky sú kazety s palivom. KazetyHRK sú v tomto type reaktora skonštruova-né tak, že horná část kazety je silný absor-bátor neutrónov a spodná část je normálnypalivový článok. Z toho plynie, že v případevyťahovania tyče HRK sa na miesto absor-bátora automaticky dostává palivo a naopak.

Reaktory tohoto typu sú na počiatku pre-vádzky osadzované palivom troch róznychobohatení. V kazetách (2), (5), (6), (12), (16), (17), (20),(22), (23), (29), (31), (32), (33), (36), (37), (44),(48), (50), (53) je palivo obohatené na 1,6 %U 235 teda to, ktoré sa vymění v prvej výmě-ně (podlá projektu). V kazetách (1), (3), (4),(7), (8), (10), (11), (13), (14), (15), (21), (24),(25), (28), (30), (35), (38), (39), (42), (43), (45), (46) a (49) je palivo obohatené na 2,4% a v ka-zetách (9), (18), (19), (26), (27), (34), (40), (41), (47) , (51), (52), (54), (55), (56), (57), (58) a (59)je palivo obohatené na 3,6 % U 235. V tabulke uvádzame středné vyhorenie paliva po 80 efektívnych dňoch v projekto-vom režime prevádzky a taktiež v režimeprevádzky navrhovanom podlá podmienokobsiahnutých vo vynáleze v prvej kampanireaktora.

Kazety HRK v režime práce reaktora podláprojektu sú všetky úplné vytiahnuté okremkaziet v kanálkoch č. 1 a 7, ktoré sú určenéna reguláciu a ich zasunutie sa mění v inter-vale 50 až 150 cm. V uvedenom případe ie125 cm.

Vo variante prevádzky navrhnutom podlávynálezu sú kazety HRK 10 a 33 plné zasu-nuté do reaktora, ostatně kazety HRK súvytiahnuté. Tým sa dosiahne', že neutronovýtok, ktorý je v projektovom režime čo najviacvyrovnaný sa presunie do oblasti,v ktorej jeumiestnené palivo, ktoré vyměníme po prvejkampani reaktora. Tým sa dosiahne jehorýchlejšie vyhorievanie. Výsledky sú doku-mentované v priloženej tabulke, z ktorej jevidief, že vyhorenie tejto časti paliva v reži-me prevádzky upravovanom podlá vynálezuje o 15,5 % vyššie ako v projektovanej. K to-mu třeba dodať, že palivová časť HRK č. 10a č. 33 nebola vóbec použitá a teda předsta-vuje ďalšie ušetřené palivo.

Za předpokladu, že len po dobu poloviceprvej kampaně reaktora bude reaktor pre-vádzkovaný podlá navrhovanej metodiky, do-siahne sa středné vyhorenie vyberaných pa-livových článkov vyššie o 8 % oproti projek-tovanému a články č. 10 a č. 33 budemožné v reaktore ponechať o kampaň reak-tora dlhšie. Nakolko popísaná je šestinareaktora, celkove sa ušetří 12 palivovýchkaziet po dobu jednej kampaně reaktoraa z článkov vybraných po prvej kampani sauvolní o 8 % energie naviac oproti projek-tu.

Claims (1)

1. 3 Tabulka dosiahnutých vyhoření v režime prevádzky pódia projektu a v režime prevádzkypódia vynálezu pre 80 efektívnych dní. Vztažné číslopalivovej kazety Poč. obohateniepaliva v kážete% U 235 Typ kazety Vyhorenie v pre-vádzke podlá projektu g/kg U Vyhorenie v pre- vádzke podlá vynálezu. g/kg U Vztažné číslo palivovej kazety Poč. obohatenie paliva v kážete % U 235 >» Φ 3 Jsi a Vyhorenie v pre- vádzke podlá pro- jektug/kg U Vyhorenie v pre- vádzke podlá vynálezu g/kg U 1 2,4 HRK 2,126 4,764 31 1,6 v 2,545 2,615 2 1,6 V 2,608 4,066 32 1,6 v 2,511 1,861 3 2,4 3,475 4,864 33 1,6 HRK/V 2,395 0,0 4 2,4 HRK 3,526 4,724 34 3,6 , 2,580 1,085 5 1,6 V 2,815 .3,712 35 2,4 3,237 4,191 6 1,6 V 2,513 3,382 36 1,6 V 2,612 3,191 7 2,4 HRK 2,062 3,591 37 1,6 V 2,545 2,774 8 2,4 2,838 2,967 38 2,4 3,048 2,780 9 3,6 3,403 2,490 39 2,4 2,965 1,962 10 2,4 HRK 2,090 0,0 40 3,6 2,951 1,534 . 11 2,4 3,401 ' 4,844 41 3,6 1,570 0,840 12 1,6 V 2,938 4,002 42 2,4 2,956 3,844 13 2,4 3,462 4,535 43 2,4 3,037 3,481 14 2,4 3,237 4,136 44 1,6 V 2,510 2,526 15 2,4 2,956 3,688 45 2,4 2,965 2,584 16 1,6 V 2,380 2,526 46 2,4 2,612 1,955 17 1,6 V 2,477 1,910 ' 47 3,6 1,914 ' 1,277 18 3,6 3,068 1,690 48 1,6 V 2,380 2,812 19 3,6 1,588 0,608 49 2,4 2,998 3,098 20 1,6 V 2,938 4,004 50 1,6 HRK/V 2,395 2,259 21 2,4 3,453 4,527 51 3,6 2,951 2,591 22 1,6 V 2,754 3,479 52 3,6 1,914 1,548 23 1,6 V 2,612 3,072 53 1,6 V 2,477 2,331 24 2,4 3,037 3,058 54 3,6 3,304 3,032 25 2,4 2,998 2,129 55 3,6 2,580 2,342 26 3,6 3,304 1,742 56 3,6 1,570 1,384 27 3,6 2,156 1,081 57 3,6 3,068 2,224 28 2,4 3,462 4,548 58 3,6 2,156 1,765 29 1,6 V 2,754 3,503 59 3,6 1,588 0,871 30 2,4 HRK 3,130 3,699 HRK — havarijně regulačně kazety V — palivové kazety vymieňané po prvej kampani reaktora PREDMET Spósob prevádzky jádrového reaktora v ná-běhových nerovnovážných kampaniach s no-vým rozdělením vývinu' energie s cieiom do-siahnuť lepšieho využitia jádrového palivacestou hlbšieho vyhorenia nerovnovážnýchvsádzok vyznačený tým, že sa regulačnýmiorgánmi. absolútne i relativné zvýši neutro-nový tok v oblastiach aktívnej zóny, v kto- VYNÁLEZU rých je umiestnené palivo, ktoré sa v naj-bližšej nasledujúcej výměně vymění, čím saskutočný i relativný podiel záťaže prenesieza každého prevádzkového režimu max. natúto časť paliva, pričom však ohraničuj úceparametre v aktívnej zóně nepresiahnu do-volená medzu. 1 výkres