RU2117341C1 - Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора - Google Patents
Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117341C1 RU2117341C1 RU97109233A RU97109233A RU2117341C1 RU 2117341 C1 RU2117341 C1 RU 2117341C1 RU 97109233 A RU97109233 A RU 97109233A RU 97109233 A RU97109233 A RU 97109233A RU 2117341 C1 RU2117341 C1 RU 2117341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- fuel assemblies
- reactor
- assemblies
- instead
- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области управления внутриреакторными процессами, касается, в частности, регулирования глубины выгорания ядерного топлива и может быть использовано при эксплуатации действующих канальных реакторов. В способе осуществления топливного цикла ядерного канального реактора, предусматривающем выполнение операций на реакторе по загрузке, выгрузке и программной перестановке тепловыделяющих сборок и дополнительных поглотителей нейтронов в технологических каналах в выделенных зонах активной зоны реактора, на реакторе вместо отработавших тепловыделяющих сборок устанавливают сборки, содержащие топливо с распределенным в нем поглотителем нейтронов, а вместо дополнительных поглотителей устанавливают частично выгоревшие тепловыделяющие сборки, подлежащие программной перестановке. Использование изобретения позволяет максимально повысить глубину выгорания топлива при сохранении требуемого уровня безопасности и упростить процесс управления реактором. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области управления внутриреактивными процессами, касается, в частности, регулирования глубины выгорания ядерного топлива и может быть использовано при эксплуатации действующих канальных реакторов.
Одной из важных характеристик, определяющих эффективность использования ядерного топлива на АЭС, является глубина выгорания топлива. На реакторе, работающем в режиме непрерывных перегрузок для компенсации выгорания тепловыделяющих сборок (ТВС) в активной зоне, осуществляют загрузку свежих ТВС, либо частично выгоревших ТВС взамен ТВС, достигших проектной величины выгорания. Для снижения влияния парового эффекта реактивности на физические характеристики реактора, а следовательно для повышения степени надежности и безопасности эксплуатации активной зоны канального реактора, в активной зоне размещают некоторое количество дополнительных поглотителей (ДП), содержащих изотоп бора [1]. Также известны варианты использования дополнительных поглотителей в виде стерженьков - поглотителей нейтронов, которые устанавливаются непосредственно в полость ТВС. Указанное позволяет уменьшить первоначальный всплеск мощности на начальном этапе эксплуатации ТВС. После частичного выгорания топлива всплеск энерговыделения в ТВС снижается до допустимого уровня и стерженьки извлекают из полости ТВС. Использование ДП уменьшает количество ТВС в активной зоне, снижает надежность работы реактора вследствие дополнительной тепловой нагрузки на ТВС и уменьшает полноту выгорания вследствие увеличения темпа загрузки свежих ТВС. В процессе эксплуатации ДП, содержащийся в них поглотитель нейтронов - бор, выгорает и ДП подлежат замене на новые. Замена ДП производится после ≈ 500 эффективных суток работы реактора.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ [2], а котором весь объем активной зоны реактора разбивают на зоны, в пределах которых производят перестановки ТВС и замену стержней ДП, обеспечивая полноту выгорания ТВС и требуемый уровень безопасности работы реактора.
Недостатком данного способа является невозможность достижения расчетной величины глубины выгорания ТВС при наличии ДП в активной зоне реактора. Величина среднего выгорания ТВС в реакторе при наличии ДП не превышает 80 - 90%.
Задача, решаемая изобретением, заключается в достижении расчетной глубины выгорания ТВС и сокращении количества перегрузок активной зоны реактора.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в способе осуществления топливного цикла ядерного канального реактора, предусматривающем выполнение операций на реакторе по загрузке, выгрузке и программной перестановке тепловыделяющих сборок и дополнительных поглотителей нейтронов в технологических каналах в выделенных зонах активной зоны реактора, предложено в процессе выполнения операции с тепловыделяющими сборками и дополнительными поглотителями нейтронов на реакторе вместо отработавших тепловыделяющих сборок установить сборки, содержащие топливо с распределенным в нем поглотителем нейтронов, а вместо дополнительных поглотителей установить частично выгоревшие тепловыделяющие сборки, подлежащие программой перестановке. Кроме того, предложено в технологические каналы, предназначенные для дополнительных поглотителей нейтронов, установить частично выгоревшие тепловыделяющие сборки с глубиной выгорания, определяемой по зависимости:
где
n(B) - количество ТВС в реакторе с глубиной выгорания B, шт.:
B - глубина выгорания топлива в ТВС, МВт • сут/ТВС;
<Σf> - среднее макроскопическое сечение деления, 1/см.
где
n(B) - количество ТВС в реакторе с глубиной выгорания B, шт.:
B - глубина выгорания топлива в ТВС, МВт • сут/ТВС;
<Σf> - среднее макроскопическое сечение деления, 1/см.
Оптимальная глубина выгорания находится в диапазоне 1500 - 2000 МВт • сут.
Предлагаемое топливо может содержать в качестве поглотителя нейтронов, например, гадолиний или оксид эрбия, равномерно распределенные в таблетках двуокиси урана [3] . Оксид эрбия за счет резонанса поглощения при энергии 0,47 эВ дополнительно поглощает нейтроны при смещении спектра нейтронов в резонансную область энергий, которое происходит в случаях увеличения температуры графита вследствие снижения паросодержания в технологических каналах (ТК). В данном случае использование более обогащенного топлива с введенным в него поглотителем нейтронов уменьшает влияние парового эффекта реактивности на физические характеристики активной зоны реактора и позволяет выгрузить со временем все ДП из реактора. Использование предлагаемого способа с применением топлива, содержащего распределенный в нем поглотитель нейтронов, и осуществление программных перестановок на реакторе позволяет повысить эффективность топливного цикла на 1 - 15%.
Способ осуществляют следующим образом.
При выполнении операций на работающем реакторе по загрузке и выгрузке тепловыделяющих сборок из технологических каналов посредством перегрузочного устройства и при проведении программной перестановки ТВС в пределах выделенных трех зон регулирования энерговыработок активной зоны реактора загружают ТВС, содержащие распределенный в таблетках двуокиси урана поглотитель: эрбий-67 или гадолиний-157, взамен выгоревших ТВС. Причем в пределах каждой зоны извлекают дополнительные поглотители и производят загрузку в технологические каналы частично выгоревшие тепловыделяющие сборки, глубина выгорания которых определяется из условия обеспечения в активной зоне спектра распределения загруженных ТВС в зависимости от глубины выгорания, приближающегося к известной оптимальной зависимости:
путем сопоставления реального построенного спектра распределения ТВС в реакторе в зависимости от выгорания и оптимального, при условии, что для поддержания среднего выгорания в районе замены ДП на ТВС необходимо использовать ТВС не ниже среднего значения выгорания топлива в реакторе, равного 1400 - 1450 МВт • сут/кассету. Данное условие обеспечивается загрузкой ТВС вместо ДП с выгоранием 1500 - 2000 МВт • сут.
путем сопоставления реального построенного спектра распределения ТВС в реакторе в зависимости от выгорания и оптимального, при условии, что для поддержания среднего выгорания в районе замены ДП на ТВС необходимо использовать ТВС не ниже среднего значения выгорания топлива в реакторе, равного 1400 - 1450 МВт • сут/кассету. Данное условие обеспечивается загрузкой ТВС вместо ДП с выгоранием 1500 - 2000 МВт • сут.
При этом достигается максимально возможное значение глубины выгорания данного вида топлива при обеспечении ограничений по величине парового эффекта реактивности.
Использование изобретения позволяет повысить глубину выгорания топлива и упростить процесс управления реактором, повысить уровень эксплуатационной надежности АЭС.
Список используемой литературы
1. Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. - М.: Атомиздат, 1980, с. 21 - 36.
1. Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. - М.: Атомиздат, 1980, с. 21 - 36.
2. Пономарев-Степной Н.Н., Глушков Е.С. Профилирование ядерного реактора. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 131 - 133.
3. Горский В. В. Применение гадолиния в легководных реакторах. - М.: Атомная техника за рубежом, 1987, N 3, с. 3 - 11.
Claims (2)
1. Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора, предусматривающий выполнение операций на реакторе по загрузке, выгрузке и программной перестановке тепловыделяющих сборок и дополнительных поглотителей нейтронов в технологических каналах в выделенных зонах активной зоны реактора, отличающийся тем, что в процессе выполнения операций с тепловыделяющими сборками и дополнительными поглотителями нейтронов на реакторе вместо отработавших тепловыделяющих сборок устанавливают сборки, содержащие топливо с распределенным в нем поглотителем нейтронов, а вместо дополнительных поглотителей устанавливают частично выгоревшие тепловыделяющие сборки, подлежащие программной перестановке с глубиной выгорания, определяемой по зависимости
где n (В) - количество ТВС в реакторе с глубиной выгорания В, шт.;
В - глубина выгорания топлива в ТВС, МВт • сут/ТВС;
<Σf> - среднее макроскопическое сечение деления, 1/см.
где n (В) - количество ТВС в реакторе с глубиной выгорания В, шт.;
В - глубина выгорания топлива в ТВС, МВт • сут/ТВС;
<Σf> - среднее макроскопическое сечение деления, 1/см.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубина выгорания устанавливаемых вместо дополнительных поглотителей нейтронов тепловыделяющих сборок составляет 1500 - 2000 МВт • сут.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109233A RU2117341C1 (ru) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109233A RU2117341C1 (ru) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2117341C1 true RU2117341C1 (ru) | 1998-08-10 |
| RU97109233A RU97109233A (ru) | 1998-11-20 |
Family
ID=20193713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97109233A RU2117341C1 (ru) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2117341C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743211C1 (ru) * | 2020-09-17 | 2021-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "БЕЗОПАСНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ, КАЧЕСТВО" | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора |
-
1997
- 1997-05-29 RU RU97109233A patent/RU2117341C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. - М.: Атомиздат, 1980, с. 21 - 36. Пономарев-Степной Н.Н., Глушков Е.С. Профилирование ядерных реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 131 - 133. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743211C1 (ru) * | 2020-09-17 | 2021-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "БЕЗОПАСНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ, КАЧЕСТВО" | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0871958B1 (en) | Seed-blanket reactors | |
| JP2006113069A (ja) | 二酸化ウランにおけるホウ素または濃縮ホウ素同位体１０ｂの使用 | |
| US4663110A (en) | Fusion blanket and method for producing directly fabricable fissile fuel | |
| JP3433230B2 (ja) | 原子炉の炉心およびその炉心における核燃料物質の取替方法 | |
| CN107430892B (zh) | 含有中子吸收剂混合物的核燃料 | |
| RU2117341C1 (ru) | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора | |
| KR20140096807A (ko) | 원자력발전소 사용후핵연료를 이용한 초장주기 고속로 | |
| RU2218612C2 (ru) | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора | |
| Nguyen et al. | Optimization of centrally shielded burnable absorbers in soluble-boron-free SMR design | |
| RU2100852C1 (ru) | Способ эксплуатации уран-графитового ядерного реактора | |
| RU2347292C1 (ru) | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора | |
| JPH05249270A (ja) | 原子炉の炉心 | |
| RU2214633C2 (ru) | Тепловыделяющая сборка, активная зона и способ эксплуатации водо-водяного энергетического реактора | |
| JP2003107183A (ja) | 熱中性子原子炉用ｍｏｘ燃料集合体 | |
| JP3318193B2 (ja) | 燃料装荷方法 | |
| WO1991014268A1 (en) | Pressurized water reactor fuel | |
| RU2239247C2 (ru) | Способ осуществления ядерного топливного цикла канального реактора с графитовым замедлителем | |
| Lombardi et al. | Plutonium burning in pressurized water reactors via nonfertile matrices | |
| RU42128U1 (ru) | Топливная таблетка тепловыделяющего элемента ядерного реактора с выгорающим поглотителем | |
| EP0329985B1 (en) | Nuclear reactor operating method with extended life cycle | |
| RU2176827C2 (ru) | Активная зона и тепловыделяющая сборка канального ядерного реактора (варианты) | |
| Petrovic et al. | Fuel management approach in IRIS reactor | |
| RU2218613C2 (ru) | Способ осуществления топливного цикла ядерного канального реактора | |
| Bi et al. | Control Strategy of Soluble Boron-Free Operation for a Small PWR | |
| Ashraf et al. | Neutronic evaluation of VVER fuel assembly with chemical spectral shift regulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |