SU1061624A1

SU1061624A1 - Способ охлаждени реактора-размножител на быстрых нейтронах

Info

Publication number: SU1061624A1
Application number: SU823380169A
Authority: SU
Inventors: В.А. Стукалов; С.А. Субботин; И.С. Слесарев; Е.И. Гришанин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1758
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1986-09-30

Abstract

СПОСОБ ОХЛАВДЕНИЯ РЕАКТОРАРАЗМНОЖИТЕЛЯ НА БЫСТРЫХ,НЕЙТРОНАХ, заключающийс в том, что через акт тивную зону с тепловьщел ющими сборками прокачивают жидкий теплоноситель в смеси с газом, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью увеличени воспроизводства дерного топЛива и повышени безопасности за счет осуществлени цепной реакции нейтронами жесткого спектра, газ подают в ЯО1ДКИЙ теплоноситель периодически, причем тепловцдел ющие сборки вьшолн ют таким образом, что они образуют активную зону с отрицательным козффициентом реактивности по жидкому теплоносителю. s-S 7: J

Description

Изобретение относитс к области атомной-промьшшенности и может быть использовано гфи разработке реактора на быстрых нейтронах с жидким теплоносителем, например, с водой под давлением.

Известен способ охлаждени реактора-размножител rfa быстрых нейтронах посредством протечки газа высокого давлени через топливные сборки.

Использование газового теплоносител обеспечивает высокий коэффициент воспроизводства и практически нулевые значени пустотного эффекта реактивности. Недостатком известного способа вл етс ненадежность охлаждени , особенно в аварийных режимах с потерей теплоносител .

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому резуль-20

тату к описываемому вл етс способ охлаждени реактора-ра1змножител на быстрых нейтронах, заключающийс в том, что через активную зону с тепловыдел ющими сборками прокачивают «жидкий теплоноситель в смеси с газом.

Этот способ обеспечивает надежное охлаждение активной зоны при высокой

объемной энергонапр женности во всех режимах, включа аварийные, в том

числе и с потерей теплоносител , при которых реактор может быть залит холодной водой из емкостей системы аварийного охлаждени активной зоны (САОЗ).

Недостатками известного устройства вл ютс относительно низкий коэффициент воспроизводства и недостаточна безопасность, обусловленна пустотным эффектом реактивности из-за наличи в активной зоне дер,замедл ющего теплоносител .

Целью изобретени вл етс увеличение коэффициента воспроизводства и повышение безопасности эксплуатации реактора.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе охлаждени реактораразмножител на быстрых нейтронах, заключающемс в том, что через активную зону с тепловьщел ющими сборками прокачивают жидкий теплоноситель в смеси с газом, газ подают в жидкий теплоноситель периодически, причем тепловьщел кнцие сборки выполн ют таким образом, что они образуют активную з.ону с отрицательным коэффициентом реактивности по жидкому теплоносителю .

При таком способе по-существу работа реактора и воспроизводство горючего осуществл ютс в жестком спектре нейтронов,.когда в активной зоне находитс газовый теплоноситель, а охлаждение активной зоны (в подкритическом состо нии) осуществл етс жидким теплоносителем, эффективно отвод щим тепло, аккумулированное в элементах активной зоны.

В качестве газового теплоносител целесообразно использовать инертный газ, например, аргон. В качестве жидкого теплоносител возможно использование расплавленного натри .

На чертеже показана принципиальна конструктивна схема реактора, работающего по насто щему способу.

Конструктивна схема реакторавключает нижний торцевой экран 1, активную зону 2, боковой экран 3, верхний торцевой экран 4, тепловыдел ющую сборку 5 (показана дл простоты только одна сборка), участки 6, заполненные газом, участки 7, заполненные жидким теплоносителем, линию 8 подачи газа и линию. 9 подачи жидкого теплоносител .

Согласно насто щему способу реактор-размножитель работает следующим образом.

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

Дл вьшода на мощность на вход тепловьщел ющей сборки по линии 8 периодически подаетс газ, например . аргон или азот. В результате через активную зону 2 периодически проход т 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 находитс в подкритическом состо нии, но степень подкритичности соответственно уменьшаетс по мере увеличени высоты участков 6 с газом, обуслов5 ленной увеличением расхода газа через реактрр. Когда высота участков 6 с газом достигает высоты активной зоны 2, реактор будет работать в имразмножител на быстрых нейтронах 31 пульсном режиме. Разгон реактора и нагрев твэлов за счет реакции делери будет происходить при отсутствии в активной зоне 2-участка 7 жидкого теплоносител , т.е. с большим коэффициентом воспроизводства, характерным дл газоохлаждаемого реактора на быстрых нейтронах. При поступлении в активную зону 2 следующего участка 7 с жидким теплоносителем pe актор перейдет в подкритическое состо ние ,, в котором будет отводитьс больша часть тепла, выдел ющегос при разгоне реактора. Суммарное врем прохождени жидкого и газового теплоносител через активную зону составл ет меньше 0,2 Длительность разгона и работы реакто ра на Мощности определ етс величиной эффекта реактивности при замене жидкого теплоносител на газ. Например , дл воды под давлением зтот эффект составл ет 5-10% соответствен но дл окисного и металлического топлива. Дл разгона реактора необхоТ има положительна реактивность пор дка доли запаздьшающих нейтронов,котора дл уран-плутониевой смеси составл ет примерно 0,3%. Следовательно, дли тельность разгона и работы реактора на мощности будет составл ть пример : но 0,01-0,02 с. За это врем .в активной зоне должна вьщелитьс энерги , достаточна дл обеспечени необходшой за врем прохождени теплоносител средней мощности в активной зоне. При этом пикова мощность может превьш1ать ее среднее значение 44 в дес тки раз. Посто нна времени твэла составл ет 1,5 с, поэтому кратковременные пики мощности привод т к относительно небольшому перегреву (60-100°С) сердечников твэлов относительно средней температуры. Поддержание средней мощности в реакторе осуществл етс увеличением расхода газа через реактор и перемещением поглощающих стержней. Аппаратура контрол нейтронного потока соответственно должна быть достаточно инерционна, чтобы сглаживать пики и обеспечивать измерение средней мощности за врем прохождени теплоносител через активную зону. . При аварийной потере жидкого теплоносител освобождаетс только та часть пустотного эффекта реактивности (пор дка 0,3%), котора используетс дл разгона реактора в нормальном импульсном режиме работы, котора легко компенсируетс поглощающими сте ржн ми, срабатывающими за обычное врем пор дка 1с. Насто щий способ охлаждени реактора-размножител на нейтронах обесйечивает увеличение коэффициента воспроизводства до уровн , характерного дл газоохлаждаемых ре;- . акторов, при обеспечении надежного охлаждени активной зоны жидким теплоносителем в нормальных и аварийных режимах, включа режимы с потерей теплоносител . Одновременно практи- чески исключаетс введение пустотного эффекта реактивности при аварийной потере теплоносител . .

Claims

СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РЕАКТОРАРАЗМНОЖИТЕЛЯ 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 ющ и й с я тем, что, с целью увеличения воспроизводства ядерного топ'Лива 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.