LT4678B - Core of the channal nuclear reactor and fuel assembly of the water-cooled nuclear reactor - Google Patents
Core of the channal nuclear reactor and fuel assembly of the water-cooled nuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- LT4678B LT4678B LT99-095A LT99095A LT4678B LT 4678 B LT4678 B LT 4678B LT 99095 A LT99095 A LT 99095A LT 4678 B LT4678 B LT 4678B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- erbium
- fuel
- weight
- water
- uranium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Išradimas priskiriamas branduolinei technikai ir susietas su vandeniu aušinamų, būtent, kanalinių urano grafito RBMK tipo reaktorių aktyviųjų zonų konstrukcijomis, o taip pat su vandens - vandens reaktorių ir vandeniu aušinamų branduolinių reaktorių, naudojančių kurui urano oksidą su išdegančiu erbio oksido sugėrikliu, šilumą išskiriančiųjų rinklių konstrukcijomis.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to nuclear technology and relates to the design of water-cooled reactor core reactors for uranium graphite RBMK type reactors, as well as to water-water reactor and water-cooled nuclear reactor fueled uranium oxide burner erbium oxide absorber assemblies. .
Pagal šį išradimą kanalinio vandeniu aušinamo urano - grafito reaktoriaus aktyviojoje zonoje, turinčioje šilumą išskiriančiąsias rinkles su branduoliniu kuru iš urano oksido, kuriame yra ne mažiau 0,3% erbio oksido (Er2O3), urano oksidu naudojamas urano dioksidas (UO2), esant kure erbio oksido ne daugiau 0,46 masės % pagal erbj, o sąlyginė urano U - 235 masės dalis branduoliniame kure yra 2,35 - 2,65 masės %. Vandeniu aušinamo branduolinio reaktoriaus šilumą išskiriančioji rinklė turi šilumą išskiriančius elementus, pripildytus branduolinio kuro tablečių iš urano dioksido (UO2) su ne mažiau 0,2% erbio oksido (Er2O3) priedu, urano U 235 sąlyginė masės dalis branduoliniame kure yra 2,35 - 2,65 masės %, o erbio oksido branduoliniame kure yra ne daugiau 0,46 masės %.According to the present invention, uranium oxide (UO 2 ) is used in the core of a channeled water-cooled uranium-graphite reactor which contains heat-separating units with uranium oxide containing at least 0.3% erbium oxide (Er 2 O 3 ). , in the fuel, not more than 0,46% by weight of erbium oxide, and the relative proportion by weight of uranium U - 235 in the nuclear fuel is 2,35 - 2,65% by weight. Water-cooled nuclear reactor heat sink contains heat sink filled with nuclear fuel tablets of uranium dioxide (UO 2 ) with at least 0.2% erbium oxide (Er 2 O 3 ), the relative weight of uranium U 235 in nuclear fuel being 2 , 35 to 2.65% by weight and not more than 0.46% by weight of erbium oxide in nuclear fuel.
Technikos sritis, kuriai priklauso išradimas.TECHNICAL FIELD OF INVENTION.
Išradimas priskiriamas branduolinei technikai ir susietas su vandeniu aušinamų, būtent, kanalinių urano - grafito RBMK tipo reaktorių aktyviųjų zonų konstrukcijomis, o taip pat su vandens - vandens reaktorių ir vandeniu aušinamų branduolinių reaktorių, naudojančių kurui urano oksidą su išdegančiu erbio oksido sugėrikliu, šilumą išskiriančiųjų rinklių konstrukcijomis.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to nuclear technology and relates to the design of water-cooled core reactors for uranium-graphite RBMK-type reactors, as well as to water-water reactor and water-cooled nuclear reactors using uranium oxide with erbium oxide burner as fuel. structures.
Technikos lygis.State of the art.
Vandeniu aušinamų branduolinių reaktorių aktyviosios zonos šiuo metu sudaromos iš šilumą išskiriančiųjų rinklių, sudarytų iš įvairios sudėties kuro su išdegančio sugėriklio priedu. Tai įgalina kompensuoti reaktyvumą, išlyginti energijos išsiskyrimą visame aktyviosios zonos tūryje ir nustatytame lygyje palaikyti reaktyvumo temperatūrinį koeficientą. Išdegančiu sugėrikliu naudojami retųjų žemių elementai ir jų oksidai, dažnai erbis (WO 95/04994).The core of water-cooled nuclear reactors is currently comprised of heat-sink assemblies consisting of various fuel compositions with a burner absorber additive. This enables you to compensate for reactivity, to equalize energy dissipation throughout the core volume, and to maintain the reactivity temperature coefficient at a set level. Rare earth elements and their oxides, often erbium, have been used as a scorch absorber (WO 95/04994).
Naudojant erbį kaip išdegantį sugėriklį, jo, skirtingai, negu kitų retųjų žemės elementų, reikia žymiai mažiau pridėti į branduolinį kurą, dėl to pagerėja kuro fizikinės, šiluminės - techninės ir technologinės savybės. Pavyzdžiui, pridėjus į kurą erbio, kuro šiluminio laidumo koeficientas pakinta mažai.Unlike other rare earth elements, the use of erbium as a scorch absorber requires significantly less addition to nuclear fuel, which improves the physical, thermal, technical and technological properties of the fuel. For example, the addition of erbium to the fuel has little change in the thermal conductivity of the fuel.
Yra žinoma kanalinio. urano - grafito reaktoriaus aktyvioji zona, sudaryta iš šilumą išskiriančiųjų rinklių, kur kuras yra urano oksidas, o tiksliau urano oksidas, turintis 0,3 - 0,8% erbio (RU 2065627, 1996). Esant erbio RBMK kure, galima aktyviojoje zonoje papildomus sugėriklius (PS) pakeisti šilumą išskiriančiosiomis rinklėmis ir tuomet giliau išdega kuras.There is a known channel. Uranium - graphite reactor core consisting of heat sinks where the fuel is uranium oxide, or more precisely uranium oxide containing 0.3 to 0.8% erbium (RU 2065627, 1996). With erbium RBMK fuel, it is possible to replace the additional absorbers (PS) in the core with heat sinks and then burn deeper.
Tokiu būdu, į RBMK tipo reaktorių šilumą išskiriančiųjų rinklių kurą pridėjus erbio, galima išspręsti šiam reaktorių tipui būdingų problemų.In this way, the addition of erbium to the heat recovery kits of RBMK reactors can solve the problems inherent in this type of reactor.
Tačiau, naudojant kurui būtent urano oksidą su erbio priedu, nepilnai išnaudojami anksčiau paminėti erbio pranašumai.However, the use of uranium oxide with an erbium additive as a fuel does not fully exploit the advantages of erbium mentioned above.
Artimiausia aprašomai vandeniu aušinamo branduolinio reaktoriaus šilumą išskiriančiajai rinklei (ŠIR) yra šilumą išskiriančioji rinklė, turinti šilumą išskiriančius elementus, pripildytus branduolinio kuro tablečių iš urano dioksido (UO2) su ne mažiau 0,2% erbio oksido (E^Cb) priedu (WO 91/14268).The closest to the described water-cooled nuclear reactor heat release assembly (SHIR) is a heat release assembly having heat release elements filled with at least 0.2% erbium oxide (E ^ Cb) additive from uranium dioxide (UO2) nuclear fuel tablets (WO 91 / 14268).
Esant šio žinomo vandeniu aušinamo reaktoriaus ŠIR kure 0,2-1,5% erbio, galima sumažinti šilumnešyje - vandenyje boro koncentraciją ir taip sumažinti temperatūrinį koeficientą vandens - vandens tipo reaktoriaus lėtintuvui.The presence of 0.2-1.5% erbium in this known water-cooled reactor SHIR fuel can reduce the boron concentration in the coolant-in-water and thus reduce the temperature factor for the water-in-water type reactor retarder.
Tad, naudojant anksčiau aprašytų nurodytų tipų vandeniu aušinamų reaktorių kurą, turintį pakankamai plačias erbio koncentracijas, siekiama pagerinti ŠIR ir aktyviųjų zonų parametrus, bet neatsižvelgiama į tai, kad paties kuro charakteristikos šiek tiek pablogėja ir kartu pablogėja reaktoriaus eksploatavimo sąlygos. Iš tikro, jei kure erbio yra daugiau kaip 1%, tuomet erbis pasiskirsto labiau netolygiai kuro tūryje, pablogėja kuro technologinės savybės ir todėl jo panaudojimo koeficijentas sumažėja. Pablogėjus kuro panaudojimui savo ruožtu pablogėja, ypač RBMK tipo reaktoriaus, aktyviosios zonos parametrai.Thus, the use of the above-described types of water-cooled reactor fuels with sufficiently broad erbium concentrations is intended to improve the performance of the SHIR and core, but disregards the fact that the fuel itself is slightly degraded and the reactor operating conditions deteriorate. In fact, if the fuel contains more than 1% erbium, the erbium is more unevenly distributed in the fuel volume, the technological properties of the fuel deteriorate and, consequently, its utilization rate decreases. Deterioration of fuel utilization, in turn, results in a deterioration of the core, especially of the RBMK type reactor.
Išradimo esmė.The essence of the invention.
Išradimo uždavinys yra sukurti vandeniu aušinamo branduolinio reaktoriaus aktyviąją zoną ir šilumą išskiriančiąją rinklę, pasižyminčias pagerintomis charakteristikomis.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an active zone and a heat-sink assembly for a water-cooled nuclear reactor with improved characteristics.
Sprendžiant šį uždavinį, gaunami nauji techniniai rezultatai, būtent, padidėja kuro išdegimo laipsnis, sumažėja neutronų erdvinio - energetinio pasiskirstymo aktyviojoje zonoje netolygumas, kanaliniame branduoliniame reaktoriuje sumažėja dehidratacijos efektas, padidėja iš naujo paleisto nukenksminto reaktoriaus aktyviosios zonos pokriziškumas.This problem results in new technical results, namely, increase of fuel burn rate, decrease of neutron spatial-energy distribution in the core, decrease of dehydration effect in the channel nuclear reactor, increase of post-crisis reactor core reactivity.
Šie techniniai rezultatai pasiekiami, kai žinomo kanalinio vandeniu aušinamo urano - grafito reaktoriaus aktyviojoje zonoje, turinčioje šilumą . 5 išskiriančiąsias rinkles su branduoliniu kuru iš urano oksido, kuriame yra ne mažiau 0,3% erbio oksido (Er2O3), urano oksidu naudojamas urano dioksidas (UO2), esant kure erbio oksido ne daugiau 0,46 masės% pagal erbj, o sąlyginė urano U -235 masės dalis branduoliniame kure yra 2,35 -2,65 masės%.These technical results are achieved when the heat-sensitive core of a known channeled water-cooled uranium-graphite reactor is located. 5 separation kits with uranium oxide containing at least 0.3% erbium oxide (Er2O 3 ) with nuclear fuel, uranium dioxide (UO2) used in the fuel, with erbium oxide not more than 0.46% by weight, and conditional the mass fraction of uranium U -235 in nuclear fuel is 2.35% to 2.65% by weight.
Vandeniu aušinamo branduolinio reaktoriaus šilumą išskiriančiojoje rinklėje, turinčioje šilumą išskiriančius elementus, pripildytus branduolinio kuro tablečių iš urano dioksido (UO2) su ne mažiau 0,2% erbio oksido (Er2O3) priedu, urano U - 235 sąlyginė masės dalis branduoliniame kure yra 2,35 - 2,65 masės%, o erbio oksido branduoliniame kure yra ne daugiau 0,46 masės% .In a water cooled nuclear reactor heat recovery unit containing heat sinks filled with uranium dioxide (UO2) containing at least 0.2% erbium oxide (Er 2 O 3 ) in the nuclear fuel tablets, the relative weight fraction of uranium U - 235 in the nuclear fuel is:. 2.35 to 2.65% by weight and not more than 0.46% by weight of erbium oxide in nuclear fuel.
Tikslinga naudoti branduolinį kurą, kuriame urano Ό - 235 sąlyginė masės dalis sudaro 2,4%, o erbio oksido - 0,41 ± 0,005 masės% pagal erbį.It is expedient to use nuclear fuel containing 2.4% by weight of uranium Ό - 235 and 0.41 ± 0.005% by weight of erbium oxide.
Aprašomo išradimo skiriamasis požymis yra toks.The distinctive feature of the present invention is as follows.
Pasirenkant urano oksidu būtent urano dioksidą (UO2), turintį erbio oksido 0,3 - 0,46 masės% pagal erbį, iš esmės nepasikeičia branduolinio kuro tankis, taip išsaugomi aktyviosios zonos fizikiniai parametrai, susiję su neutronais. Bandymais buvo nustatyta, kad, išlaikant anksčiau nurodytas sąlygas, naudojant urano - erbio kurą, reikia naudoti tokį kurą, kuriame urano U - 235 yra 2,35 - 2,65 masės%. Tik tuo atveju pilniau išdega kuras, sumažėja neutronų erdvinio - energetinio pasiskirstymo netolygumas aktyviosios zonos tūryje, mažesnis dehidratacijos efektas, padidėja iš naujo paleisto nukenksminto reaktoriaus aktyvios zonos pokriziškumas.Choosing uranium oxide specifically, uranium dioxide (UO2), containing 0.3 to 0.46% by weight of erbium oxide, does not substantially alter the density of the nuclear fuel, thus preserving the physical parameters associated with the neutrons. Tests have shown that, while maintaining the above conditions, uranium - erbium fuel should be used in which the uranium - 235 content is between 2.35% and 2.65% by weight. Only then the fuel burns more fully, the spatial-energy distribution of neutrons in the core volume is reduced, the dehydration effect is reduced, and the reactor core core reactivity of the restart is increased.
Nustatyta, kad padidinus erbio koncentraciją virš nustatyto kiekio, sumažėja branduolinio kuro tankis ir padidėja branduolinio kuro atviras akytumas, tuo pačiu pablogėja fizikiniai parametrai, susiję su neutronais, ir technologinės savybės. Be to, esant kure erbio koncentracijai 0,2 - 0,46 masės% pagal erbj, žymiai sumažėja jo koncentracijų netolygumas branduoliniame kure, tai praktiškai pašalina neigiamą poveikį erdviniam - energetiniam elektronų pasiskirstymui, t. y. kuro funkcionavimo sąlygoms šilumą išskiriančioje rinklėje, nes tuo atveju erbio savaiminis blokavimas yra nykstamai mažas.Increasing the concentration of erbium above a specified amount has been found to reduce the density of nuclear fuel and increase the open porosity of nuclear fuel, while worsening the neutron physical parameters and technological properties. In addition, at fuel erbium concentrations of 0.2 - 0.46% by weight erbj significantly decreases its inequality of concentrations in nuclear fuel, which practically eliminates the negative effect on the spatial - energetic distribution of electrons, i. y. fuel functioning conditions in the heat sink, in which case erbium self-blocking is vanishingly low.
Duomenys, patvirtinantys, kad galima realizuoti išradimą.Data showing that the invention can be practiced.
Aktyvioji zona formuojama iš šilumą išskiriančiųjų rinklių su aprašytos sudėties urano - erbio kuru rinkinio. Zonoje patalpinami papildomi neutronų absorberiai ir reguliavimo įtaisai. Eksploatuojant dalis papildomų absorberių aktyviojoje zonoje pakeičiama naujomis šilumą išskiriančiosiomis rinklėmis su urano - erbio kuru. Rinklių ir papildomų absorberių, patalpintų aktyviojoje zonoje, kiekį nustato iš anksto fizikinių parametrų, susijusių su neutronais, skaičiavimu pagal žinomas programas. Šilumą išskiriančiųjų rinklių galios sumažėjimas, naudojant urano - erbio kurą, kompensuojamas kuro prisodrinimu. Procesui vykstant, aktyviosios zonos parametrai nuolat stebimi ir palaikomi reikalingose ribose žinomais būdais.The core is formed from a set of heat release kits containing uranium - erbium fuel of the described composition. Additional neutron absorbers and controls are placed in the zone. During operation, some additional absorbers in the core are replaced by new heat sinks with uranium - erbium fuel. The amount of dials and additional absorbers contained in the core are determined in advance by the calculation of the physical parameters associated with neutrons using known programs. The loss of power of the heat sinks using uranium - erbium fuel is compensated by the enrichment of the fuel. As the process progresses, the core parameters are constantly monitored and maintained within required limits in known ways.
Aprašoma šilumą išskiriančioji rinklė gali būti pagaminama įprastu būdu įprastomis priemonėmis standartiniais įrengimais. Siūloma gaminti šilumą išskiriančiosios rinklės elementus, užpildytus branduolinio kuro tabletėmis urano dioksido (UO2) su erbio oksido (Er2Os) priedu. Kuras privalo būti nustatytos fazinės sudėties, turėti nustatytą vidutinį grūdelių dydį, maksimalų nesureagavusių dalelių dydį ir kitus parametrus.The heat sink assembly described may be fabricated in a conventional manner by conventional means using standard equipment. It is proposed to produce heat sink assemblies filled with nuclear fuel tablets of uranium dioxide (UO 2 ) with erbium oxide (Er 2 Os) additive. The fuel must have a fixed phase composition, an average grain size, a maximum unreacted particle size and other parameters.
Branduolinio kuro pagaminimo technologija yra tokia. Maišyklėje, pvz. mentinio tipo, ruošiamas dviejų komponentų urano dioksido ir erbio oksido reikiamos sudėties mišinys, kuris po to sumaišomas su standartiniais plastifikatoriais. Gautas mišinys granuliuojamas, vėliau granulės smulkinamos ir sijojamos, ruošiant presavimo miltelius. Pastaruosius išdžiovinus iš jų presuojamos tabletės ir jos sukepinamos. Gautomis tabletėmis užpildomi šilumą išskiriantys elementai, iš kurių sudarytos šilumą išskiriančiosios rinklės.The technology for producing nuclear fuel is as follows. In a blender, e.g. blade type, a two-component blend of uranium dioxide and erbium oxide is prepared, which is then mixed with standard plasticizers. The resulting mixture is granulated and subsequently granulated and sieved to form a press powder. After drying, the tablets are compressed and sintered. The resulting tablets are filled with heat release elements which form heat release kits.
Visuose šilumą išskiriančiosios rinklės gamybos etapuose parametrai nuolat kontroliuojami. Erbio kiekio kure kontrolė gali būti vykdoma įvairiais. būdais, pvz. rentgeno - radiometriniu.Parameters are constantly monitored at all stages of the heat sink production process. There are many ways to control erbium in fuel. ways, e.g. x-ray - radiometric.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114784A RU2141693C1 (en) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Fuel assembly of water-cooled reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LT99095A LT99095A (en) | 2000-02-25 |
LT4678B true LT4678B (en) | 2000-07-25 |
Family
ID=20209199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LT99-095A LT4678B (en) | 1998-07-29 | 1999-07-23 | Core of the channal nuclear reactor and fuel assembly of the water-cooled nuclear reactor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
LT (1) | LT4678B (en) |
RU (1) | RU2141693C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995004994A1 (en) | 1993-08-09 | 1995-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Sintered compact made of uranium-containing nuclear fuel |
RU2065627C1 (en) | 1995-04-20 | 1996-08-20 | Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники | Fuel assembly of pressure-tube reactor |
-
1998
- 1998-07-29 RU RU98114784A patent/RU2141693C1/en active
-
1999
- 1999-07-23 LT LT99-095A patent/LT4678B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995004994A1 (en) | 1993-08-09 | 1995-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Sintered compact made of uranium-containing nuclear fuel |
RU2065627C1 (en) | 1995-04-20 | 1996-08-20 | Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники | Fuel assembly of pressure-tube reactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LT99095A (en) | 2000-02-25 |
RU2141693C1 (en) | 1999-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2222837C2 (en) | Fuel assembly of seed-blanket modules for nuclear reactor (alternatives) | |
US9646725B2 (en) | Method of operating a pressurized-water nuclear reactor allowing same to pass from a plutonium-equilibrium cycle to a uranium-equilibrium cycle and corresponding nuclear fuel assembly | |
JPH0556835B2 (en) | ||
RU2376665C2 (en) | High burn-up nuclear fuel tablet and method of making said tablet (versions) | |
JPH0774834B2 (en) | Nuclear fuel composition | |
CN103214231A (en) | Performance-modified oxide ceramic core body for thermal neutron reactor, and preparation method thereof | |
CA2976046C (en) | Nuclear fuel containing a neutron absorber mixture | |
US9653188B2 (en) | Fabrication method of burnable absorber nuclear fuel pellets and burnable absorber nuclear fuel pellets fabricated by the same | |
JPS59184885A (en) | Fuel assembly | |
RU2427936C1 (en) | Combined pellet of nuclear fuel | |
CN113161021A (en) | Hollow uranium nitride fuel element of fast neutron reactor | |
LT4678B (en) | Core of the channal nuclear reactor and fuel assembly of the water-cooled nuclear reactor | |
KR100281169B1 (en) | Composite burnable absorber for reactivity control of nuclear fuel assembly | |
US6005905A (en) | Initial core | |
RU2157568C1 (en) | Nuclear fuel pellet | |
RU2153710C1 (en) | Pressure-tube reactor core and fuel assembly | |
RU2214633C2 (en) | Fuel assembly, core, and operating process of water-cooled nuclear reactor | |
RU2239247C2 (en) | Method for nuclear fuel cycling in graphite-moderated pressurized-tube reactor | |
RU2142170C1 (en) | Nuclear fuel pellet | |
CN113257441B (en) | Burnable poison and small plate-shaped pressurized water reactor | |
CN113035385B (en) | Boron-containing uranium silicide integral type burnable poison core block | |
CN114300163B (en) | Absorber material for pebble-bed high-temperature gas cooled reactor control rod and preparation method thereof | |
JP2839516B2 (en) | Boiling water reactor fuel assembly | |
RU42128U1 (en) | FUEL TABLET OF A NUCLEAR REACTOR NUCLEAR REJECTOR WITH A BURNING ABSORBER | |
CN117756527A (en) | Neutron absorbing material, application thereof and control rod for nuclear reactor core |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20050723 |