Атомная энергетика Быстрый реактор БРЕСТ Активная зона реактора Канал нормального и аварийного расхолаживания Конструкция активной зоны

Конструкция активной зоны и ее элементов.

Состав активной зоны и ее окружения

Безбланкетная уран-плутониевая активная зона с КВА@1 быстрого свинцовоохлаждаемого реактора БРЕСТ-2400, набираемая из 630 бесчехловых ТВС и окруженная 324 сменными блоками свинцового отражателя проектировалась исходя из задачи полной и последовательной реализации требований естественной безопасности и является дальнейшим развитием конструктивных решений концептуальных разработок активных зон быстрых свинцовоохлажденных энергетических реакторов, приемлемых для создания крупномасштабной ядерной энергетики.

В активной зоне тепловой мощностью 2400 МВт используется смешанное мононитридное топливо (U-Pu-MA)N со средней таблеточной плотностью »13 г/см3. Выбор изотопного состава проводился исходя из длительности цикла отлучения »1 года, коэффициент использования установленной мощности – 0,82 и ресурс работы ТВС – 5 лет при длительности внешнего цикла »2 года. Энерговыработка максимально нагруженной ТВС составит 9,66 ГВт×сут при средней энерговыработке – 7,24 ГВт×сут. В конце каждой микрокампании пятая часть ТВС (120-130 шт), достигших расчетной энерговыработки перегружается в гнезда внутриреакторного хранилища и замещается свежими ТВС. Величина общего запаса реактивности на начало и конец каждой микрокампании примерно совпадают и повторяются в каждом цикле облучения. Фотоэффект. Это процесс, при котором вся энергия падающего кванта hν передаётся связанному электрону. Его кинетическая энергия при вылете из атома Te = hν – I­i, где I­i – энергия связи той оболочки, на которой находится электрон. Энергию отдачи, полученную ядром при вылете электрона ,можно не учитывать, т.к. Tя << hν или Tя << Te. Фотоэффект всегда сопровождается либо характеристическим излучением, либо эффектом Оже, когда энергия возбуждения атома передаётся одному из его электронов, который и покидает атом.

Трехзонное профилирование энерговыделения, воспроизводства Pu, расходов теплоносителя и его средних подогревов в подзонах достигается использованием трех типов безчехловых ТВС с диаметральными размерами твэлов ( 9.1,9.6,10.4) , возрастающих от центра к периферии, что позволяет:

- стабилизировать поля энерговыделения, воспроизводства и расхода теплоносителя по кампании;

- нивелировать радиальные перетечки теплоносителя в разреженном пучке твэлов и влияние возможной блокировки проходных сечений в ТВК.

Минимизация объема АК3 связана с наличием свинцово-стального отражателя, благодаря чему:

- обеспечена глубокая подкритичность АК3 при сливе теплоносителя;

- исключена при малом запасе реактивности установка в отражатель (как и в АК3) элементов с воспроизводящим материалом, обладающих большим захватом нейтронов

Стабильность соотношения мощности и расхода теплоносителя для любой

ТВС активной зоны, характеризуемой малыми величинами запасов и эффектов реактивности, позволяет использовать “легкие” регулирующие органы без предъявления к ним жестких требований по быстродействию и сделать большую часть РО двухпозиционной, разместив их в блоках отражателя вблизи границы активной зоны.

Функционально органы регулирования разделены на:

- аварийной защиты (АЗ);

- компенсаторы реактивности (КР);

- перекомпенсаторы реактивности (ПР);

- автоматического регулирования (АР);

- пассивно-активного заглушения (ПАЗ);

- пассивно-активного заглушения с термочувствительным элементом (ПАЗТ).

112 рабочих органа АЗ, КР, ПР и АР размещаются в блоках отражателя и образуют периферийную группу органов регулирования, 198 РО ПАЗ и 30 РО ПАЗТ размещены в центральной полости 228 ТВС АК31 образуют центральную группу. Кроме того, в ближнем к АК3 ряду блоков отражателя установлены 28 БО с устройством пассивной обратной связи.

Тепловыделяющая сборка В АК3 реактора БРЕСТ-2400 применены ТВС квадратной формы сечения с возможностью размещения 17 твэлов с шагом 13.6 мм вдоль каждой грани.

Периферийная группа регулирующих органов и блоки отражателя.

Перекомпенсатор реактивности Перекомненсатор реактивности выполняет функции регулирования мощности в переходных плановых и аварийных режимах, когда располагаемой эффективности АР недостаточно.

 


На главную