Активная зона

При длительности пребывания запыленных газов в активной зоне электрофильтра не менее 8 с правильно запроектированные и хорошо выполненные электрофильтры могут обеспечить степень очистки дымового газа от золы до [c.166]

Приведены теоретический расчет коэффициента сопротивления струи в шаровой ячейке методика и результаты экспериментальных работ ио гидродинамическому сопротивлению, среднему и локальному коэффициентам теплоотдачи ири течении газа через различные укладки шаровых твэлов. На основе обобщенных критериальных зависимостей коэффициентов сопротивления и теплообмена разработана методика оптимизационных расчетов размера шаровых твэлов и геометрических размеров активных зон для различной объемной плотности теплового потока. Приводится количественный расчет по предложенной методике. [c.2]

Использование в активной зоне конструкционных материалов с малым сечением поглощения нейтронов, в частности графита в качестве замедлителя и отражателя, карбидов или окислов урана и тория в качестве ядерного горючего. Это увеличивает глубину выгорания горючего и коэффициент воспроизводства и уменьшает стоимость собственно реактора. [c.3]

Повышение ядерной безопасности реактора из-за невозможности расплавления керамических материалов и образования в активной зоне вторичной критической массы, отрицательного температурного коэффициента реактивности топлива я невозможности хрупкого разрушения корпусов из предварительно [c.3]

Наиболее подходящим типом реактора ВГР для решения этой задачи является реактор с шаровыми твэлами, перемещающимися по мере их выгорания в активной зоне в одном направлении с гелиевым теплоносителем. За рубежом такой режим работы реактора получил название принцип ОТТО [8]. Одноразовое прохождение активной зоны шаровыми твэлами должно быть осуществлено таким образом, чтобы глубина выгорания ядерного горючего в выгруженных твэлах была бы одинаковой. При этом свел<ее горючее находится в зоне с большим тепловыделением и холодным газовым теплоносителем, а выгоревшие твэлы — в зоне с малым тепловыделением, но высокой температурой теплоносителя. [c.6]

Процесс непрерывной замены отработавшего топлива свежим увеличивает глубину выгорания примерно в 1,5 раза по сравнению с глубиной выгорания топлива в неподвижной зоне. Повышается при этом и радиационная безопасность ядерного реактора, поскольку отпадает необходимость в компенсации начальной избыточной реактивности стержнями СУЗ. Реализация принципа одноразового прохождения активной зоны значительно уменьшает удельный расход урана, а также удельную загрузку ядерного горючего. [c.7]

На рис. 1.2 приведены типичные кривые неравномерности тепловыделения по высоте реактора для неподвижной и перемещающейся активной зоны, а также распределение относительной температуры газа [6]. [c.19]

Рис., д.2. Распределение тепловыделения (кривые i, 2) и температуры газа (кривые 3, 4) по высоте активной зоны [c.19]

Чтобы повысить тепловыделение в периферийной области активной зоны, необходимо использовать разное обогащение ядерного топлива. При этом по мере удаления от центра активной зоны обогащение свежих твэлов должно увеличиваться. Простейшим случаем является образование двух зон с разным обогащением. Размеры зон и обогащение в них выбираются из условия получения минимального коэффициента неравномерности Кг- [c.21]

В проекте реактора ВГР по принципу одноразового прохождения активной зоны шаровыми твэлами мощностью 500 МВт с уран-плутониевым топливным циклом приведены данные по температуре газа и топлива активной зоны с профилированием тепловыделения и без профилирования. Оптимальная концентрация— рс/рм=350, средняя объемная плотность теплового потока в зоне — 5 кВт/л. Активная зона высотой 568 см и диаметром 473 см окружена графитовым отражателем толщиной 40 см сверху, 150 см снизу и 100 см сбоку и заполнена шаровыми твэлами диаметром 60 мм. Применение двух зон с разным обогащением снижает радиальную неравномерность и повышает температуру гелия на выходе из реактора от 810 до 950° С. [c.21]

Рис. 1.4. Распределение тепловыделения по радиусу активной зоны реактора ВГР при профилировании разным обогащением подпиточного ядерного топлива а — 2,5% в центральной области, 3% — в периферийной б —

В реакторе ВГР с шаровыми твэлами можно использовать и другой способ уменьшения радиальной неравномерности. Если организовать в активной зоне два потока твэлов с одинаковым [c.22]

Рис. 1.5. Распределение тепловыделения по радиусу активной зоны реактора ВГР при профилировании разными скоростями перемещения шаровых твэлов в центральной и периферийной областях при одинаковом обогащении подпиточного ядерного топлива

Существенным недостатком бесканальной активной зоны является необходимость вывода вместе с выгоревшим ядерным топливом и всего необходимого для ядерной реакции графитового замедлителя, содержащегося в каждом шаровом твэле. [c.29]

В канальной активной зоне с шаровыми твэлами, где име- [c.29]

Объемная доля теплоносителя в активной зоне, % [c.33]

Коэффициент воспроизводства КВ Параметры теплоносителя давление, МПа температура на выходе, °С Размеры активной зоны диаметр, м высота, м [c.33]

Книга посвящена вопросам гидродинамики и теплообмена, возникающим ири проектировании и эксплуатации высокотемпературных газоохлаждаемых ядерных реакторов на тепловых и быстрых нейтронах с шаровыми макро- и микротвэлами. Предложена физическая модель течения газового теплоносителя через различные укладки шаровых твэлов и микротвэлов в бесканальной и канальной активных зонах. Анализируется структура шаровых ячеек и связь параметров с объемной пористостью. [c.2]

Реализация этого принципа позволяет выравнить температуры топлива в объеме активной зоны, уменьшить разницу между температурами топлива и гелия, добиться увеличения объемной плотности теплового потока. [c.6]

Шаровая форма твэла позволяет добиться меньших температурных напряжений в оболочке по сравнению с напряжениями в цилиндрических стержневых твэлах при одинаковой объемной плотности теплового потока и равных геометрических размерах. Шаровая форма также допускает значительное уменьшение их размеров, поскольку обычно такие твэлы не являются конструкционными элементами активной зоны, а заполняют в виде шаровой насадки либо всю активную зону, как в реакторах AVR, THTR-300, либо какие-то ее части. [c.7]

Таким образом, высокотемпературные реакторы с шаровыми твэлами, выполненные по принципу одноразового прохождения активной зоны, наиболее полно удовлетворяют требованию достил<ения высокой температуры гелия на выходе из реактора. Возможности измельчения твэлов и перехода к непосредственному охлаждению гелием микротопливных частиц привели к идее создания газоохлаждаемого реактора-размножителя на быстрых нейтронах (БГР) с полыми коническими кассетами с засыпкой в них микротопливных частиц и продольно-поперечным охлаждением [10]. [c.7]

В этом случае при задержке во времени на переработку накопленного вторичного ядерного топлива 6 месяцев удалось бы получить время удвоения порядка 5 лет [И]. Наиболее подходящим вариантом реактора БГР, отвечающим этим условиям, является высокотемпературный реактор с засыпанным в пустотелых перфорированных кассетах керамическим микротопливом и продольно-поперечным охлаждением топливного слоя гелиевым теплоносителем. При температуре гелия на выходе из активной зоны 750—800° С удается снизить затраты энергии на прокачку гелия до 8% и обеспечить объемную плотность теплового потока 700 MBt/m при максимальной температуре топлива 1000° С [12]. [c.8]

Таким образом, шаровая форма твэлов оказывается весьма перспективной как для реакторов ВГР, так и реакторов-размно-жителей БГР. Однако реализация преимуществ шаровой формы топливных элементов наталкивается на серьезные затруднения, связанные, в первую очередь, с недостаточными сведениями в области гидродинамики, теплообмена и структуры подвижных шаровых засыпок при высоких теплонапряженностях активной зоны. Не менее важными являются экспериментальные сведения о распределении газовых потоков, возможности образования застойных зон как на поверхности шарового твэла, так и в макрополости, о сохранении стабильности структуры шаровой засыпки в случае подвижной активной зоны. Для правильного выбора размера шаровых твэлов реактора ВГР и микротоплив-ных частиц реактора БГР необходимо располагать методикой оптимизационных исследований. Решению некоторых из этих вопросов и посвящен предлагаемый материал. [c.8]

Особенность этих-реакторов — бесканальная активная зона, образованная графитовой кладкой, и коническая конфигурация нижнего отражателя — пода с одним центральным каналом выгрузки шаровых твэлов, заполняющих собственно активную зону. И опытный, и промышленный прототипы энергетического реактора выполнены по одной топливной схеме с многократной перегрузкой шаровых твэлов, вызванной существенной неравномерностью скоростей прохождения активной зоны шаровыми твэлами при наличии только одной выгрузки. В настоящее время этот существенный недостаток конструкции подробно обсуждается специалистами [18]. Предложены мероприятия, связанные с усложнением конструкции, но позволяющие обеспечить более равномерное продвижение всех шаровых твэлов и осуществить принцип одноразового прохождения активной зоны. Как указывалось выше, это даст возможность получить большие объемную плотность теплового потока и глубину выгорания и более высокую температуру гелия на выходе из реактора. [c.17]

При разработках высокотемпературных энepгotexнoлoгичe-ских ядерных установок с реакторами ВГР на температуру гелия 900° С и выше ориентируются практически невыполнение реактора ВГР с шаровыми твэлами по принципу норазового прохождения активной зоны либо с несколькими каналами выгрузки, либо со специально выполненной конструкцией нижнего графитового отражателя — пода, обеспечивающей достаточную равномерность движения шаровых твэлов в активной зоне [19]. [c.17]

Наиболее важные характеристики реактора — топливный цикл, относительная ядерная концентрация топлива и замедлителя, взаимное их расположение в ячейке и энергонапряжен-ность активной зоны. [c.17]

В бесканальных активных зонах с шаровыми твэлами реакторов типа THTR (ФРГ) и реакторов типа HTGR (США) с призматическими твэлами все необходимое количество замедлителя (графита) находится вместе с тяжелыми ядрами в твэле и выводится после выгорания топлива из реактора [20]. В канальных реакторах с шаровыми твэлами и реакторах типа Драгой (Великобритания) в твэлах находится только часть необходимого количества замедлителя, а остальное количество размещено в стенках каналов и может находиться в активной зоне несколько кампаний. В первом случае расчетной физиче-,-ской ячейкой является непосредственно твэл, во втором случае [c.17]

Важной характеристикой топливного цикла является энергонапряженность активной зоны. Увеличение энергонапряженности при постоянном ядерном соотношении рс/рм и продолжительности приводит к уменьшению количества ежегодно перерабатываемого ядерного топлива, а также размеров активной зоны и капитальных затрат, но повышает температуру ядерного топлива и затраты энергии на прокачку теплоносителя. По данным фирмы Дженерал атомик , для реакторов типа HTGR оптимальной по стоимости электроэнергии является объемная плотность теплового потока 7,5 кВт/л при ядерном соотношении рс/рм = 240 и кампании топлива примерно четыре года [20]. [c.18]

Неравномерность распределения тепловыделения по высоте и радиусу активной зоны с шаровыми твэлами, особенно в варианте бесканальной активной зоны, существенным образом сказывается на температуре топлива и, следовательно, на объемной плотности теплового потока и энергонапряженности ядерного топлива. [c.18]

При одноразовом прохождении активной зоны количеств делящихся тяжелых ядер должно поддерживаться в равновесном режиме постоянным. При увеличении обогащения подпи-точного свежего топлива до 8—10% уменьшается количество-ядер или Th в активной зоне, что приводит к меньшему количеству делящихся ядер во всем объеме активной зоны Это вызывает сокращение кампании твэлов и увеличение темпа их замены. При увеличении скорости продвижения уменьшаете количество воспроизведенных новых делящихся ядер, т. е. уменьшается коэффициент воспроизводства, и неравномерность тепловыделения по высоте активной зоны увеличивается. При росте неравномерности тепловыделения падает средняя объемная теплонапряженность активной зоны. [c.19]

Рис. 1.3. Зависимость распределения тепловыделения по высоте активной зоны реактора ВГР и коэффициента Kz от изотопного состава подпиточиого ядерного топлива

Если высотная неравномерность тепловыделения сказывается лищь на ходе кривой нагрева газа и местонахождении горячей точки топлива в твэлах, то радиальная неравномерность в " есканальной активной зоне с щаровыми твэлами приводит к разному нагреву газа в сечении активной зоны. Если предположить, что массовый расход в сечении активной зоны одинаков и отсутствуют радиальные перетоки и турбулентный обмен, то температура газа в выходном сечении определяется непосредственно видом радиальной неравномерности тепловыде- [c.20]

На рис. 1.4 показано распределение тепловыделения по радиусу активной зоны, пронормироаанного к среднему значению, равному 1, для двух вариантов двухзонного профилирования. Как видно из рисунков, коэффициент неравномерности во втором варианте больше, чем в первом, что объясняется слишком большой разницей в обогащении топлива. Глубина выгорания в центральной зоне увеличивается, а в периферийной — [c.21]

По-видимому, можно создать такую схему движения топлива в активной зоне, при которой выгружаемые из периферийной области недовыгоревшие твэлы после соответствующей проверки на целостность и герметичность направляются вторично в центральную зону. Подбором скоростей движения и размеров зон можно добиться и в этом случае минимальной радиальной неравномерности тепловыделения. [c.23]

Конструкция реактора ВГР с шаровыми твэлами по принципу одноразового прохождения активной зоны без профилирования тепловыделения обогаш,ением топлива должна обеспечить одинаковую глубину выгорания во всех выгружаемых твэлах. Это возможно только в том случае, когда относительная скорость прохождения твэлом активной зоны будет обратно пропорциональна относительному радиальному распределению-тепловых нейтронов или (приближенно) тепловыделению. При-этом интегральный поток в каждом твэле и выгорание топлива будут также одинаковы. В случае идеального профилирования радиального распределения тепловыделения (/Сг=1,0) скорость продвижения или время нахождения твэлов должны быть одинаковыми. Однако первые реакторы с шаровыми твэлами и бес-канальной зоной (эксплуатируемый реактор AVR и строящийся THTR-300) не обладают конструкцией, удовлетворяющей принципу одноразового прохождения. Различное время пребывания твэлов в активной зоне с одним центральным каналом выгрузки и отсутствие профилирования тепловыделения по радиусу разным обогащением топлива в свежих твэлах приводят к тому, что глубина выгорания топлива в твэлах сильно различается [19]. [c.24]

Твэлы, находящиеся длительное время в активной зоне, облучаются слишком большим интегральным потоком нейтронов, и микротопливо имеет весьма высокие значения относительного выгорания тяжелых ядер (fima), что может привести к разрушению микротвэлов и повышению активности теплоносителя. Твэлы, быстро проходящие активную зону, наоборот, мала выгорают, и их нужно вернуть в активную зону на повторное использование. Таки.м образом, требуется систе.ма возврата невыгоревших твэлов в активную зону реактора со специальной установкой для измерения выгорания топлива в выгружаемых твэлах и сложным перегрузочным устройством. [c.24]

Перегрузочное устройство реакторов AVR и THTR-300 помимо выгрузки шаровых твэлов из активной зоны должно провести отбраковку и сортировку твзлов по геометрическому признаку, проверку механической прочности и вторичную отбраковку по этому признаку, контроль выгорания и разделение твэлов по глубине выгорания, обнаружение и вывод поглощающих элементов с бором, возврат невыгоревших и догрузку свежих твэлов, удаление выгоревших и дефектных твэлов. Устройство для измерения выгорания в реакторе AVR построено по принципу облучения каждого поступающего твэла потоком тепловых нейтронов и определения ослабления интенсивности его из-за поглощения в делящихся ядрах топлива. [c.24]

Принцип измерения основан на изменении реактивности-физической сборки при прохождении шарового твэла с постоянной скоростью через измерительный участок. Время задержки исследуемого образца в активной зоне реактора ADIBKA не-превышадт 0,2 с, однако анализ измеряемых сигналов и управление всеми операциями может быть осуществлено только с помощью ЭВМ. Реактор с одноразовым прохождением активной зоны не требует такой сложной установки, поскольку достаточно контролировать лишь выборочно выгружаемые твэлы в целях определения их выгорания. Конструкция его должна обеспечивать выполнение условия равного выгорания всех проходящих через активную зону шаровых твэлов. Это может потребовать либо профилирования обогащением в свежих твэлак,. загружаемых в разные точки зоны, либо специальной конфигурации пода и расположения каналов выгрузки, обеспечивающих необходимую скорость и время нахождения твэлов в активной зоне [19]. [c.25]

Идея использования в реакторах ВГР шаровых твэлов была высказана более тридцати лет назад. Были предложены конструкции бесканальных активных зон со свободной засыпкой в них шаровых твэлов или смеси шаровых твэлов и шаровых элементов из замедляющих нейтроны материалов графита и окиси бериллия. Однако в силу ряда причин к началу шестидесятых годов сложилась определенная концепция бесканаль-ного реактора с шаровыми твэлами, которые содержат в себе необходимое количество замедлителя (например, реактор AVR). [c.26]

Теплопроводность изотропного графита при облучении при T Mnepaitype выше 600° С на 30—40% ниже, чем теплопроводность без облучения, коэффициент линейного расширения в результате облучения интегральным потоком нейтронов 4-1021 нейтр./см2 при температуре выше 1000°С сначала увеличивается примерно на 20%, а потом уменьшается на 30—75% начального значения. Физико-механические характеристики прессованных сортов графита под влиянием облучения меняются больше, чем изотропных сортов. Изменения происходят в направлениях вдоль и поперек оси прессования или выдавливания, причем эти изменения по осям довольно различи , что практически исключает возможность использования анизотропных сортов графита в виде крупноразмерных блоков в качестве конструкционного материала активной зоны реактора В ГР с призматическими твэлами [6]. Этот факт является весьма важным доказательством преимущества варианта реактора ВГР с шаровыми твэлами, поскольку твэлы при достижении интегрального потока (5—7)-10 нейтр./см и глубине выгорания топлива 10—15 /о выводятся из активной зоны, графитовые же блоки отражателя находятся в зоне существенно меньших температур и потоков нейтронов. [c.29]

Химическая инертность гелия и возможность высокой степени его очистки от примесей в контуре опытных реакторов ВГР позволяют использовать в качестве оболочек твэлов не только нержавеющие стали, но и ванадий, пироуглерод, карбид кремния и другие керамические материалы [21]. По-видимому, одно из основных преимуществ применения гелия — это возможность использовать в качестве топлива карбиды урана и плутония, что сулит существенное увеличение коэффициента воспроизводства по сравнению с окисным топливом. Нулевая активация гелия, отсутствие существенного замедления им быстрых нейтронов при прохождении через активную зону реактора БГР, а также успешное решение задачи удержания продуктов деления в микротвэлах с керамическими защитными слоями при больших значениях глубины выгорания и возможность непосредственного охлаждения микротвэлов газовым теплоносителем — все эти положительные факторы позволяют реактору БГР конкурировать с реактором-размножителем БН. Основной недостаток гелиевого теплоносителя по сравнению с натриевым — трудности отвода тепла остаточного тепловыделения в аварийных ситуациях при потере герметичности основным [c.31]

В 1969 г. Ок-Риджской лабораторией и фирмами Галф дженерал атомик и Бабкок энд Уилкокс под руководством Отделения реакторов и технологии КАЭ были выполнены расчетные проработки газоохлаждаемого реактора-размножителя, которые показали, что использование в таком реакторе разработанных для БН стержневых твэлов со стальными оболочками и окисным уран-плутониевым топливом позволяет получить более высокий коэффициент воспроизводства, однако объемная плотность теплового потока активной зоны оказывается меньшей, что существенно снижает преимущества реакторов ВГР. Переход в реакторах ВГР к более теплопроводному карбидному топливу и использование более тонких стальных покрытий и конструкции вентилируемых твэлов позволяет существенно увеличить объемную плотность теплового потока, что наряду с большим коэффициентом воспроизводства обеспечивает их решающее преимущество, по сравнению с реакторами ВН, в снижении почти вдвое времени удвоения ядерного топлива. В табл. 1.6 приведены результаты исследований влияния вида топлива на важнейшие характеристики реактора ВГР мощностью 1 млн. кВт с обычными стержневыми твэлами и температурой металлической оболочки 700° С. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...