Колдер-Холл» реакторы

Колдер-Холл реакторы 454, 455 --температурные коэффициенты реактивности 463—466 Конечно-разностные уравиеиия 105, III, 117—123, 151—155, 174—177, 180—186 [c.480]

При исследовании кинетики реакции взаимодействия СО2 с графитом в реакторе Колдер-Холл [226, № 303] выявлены следующие особенности [c.223]

Вследствие радиационного роста графита и его теплового расширения в кладке возникают силы, которые могут вызвать смещение блоков в радиальном направлении и привести соответственно к нарушению центровки блоков, искривлению графитовых каналов и в итоге — к нарушению целостности кладки. Скорость распухания графита может быть существенно снижена в результате повышения рабочей температуры. Одним из способов снижения размерного эффекта является периодическая замена части графита кладки, находящегося вблизи топлива и поэтому наиболее облученного. На Первой АЭС и двух реакторах БАЭС графит, смонтированный в одно целое с системой твэлов и охлаждающих трубок, периодически извлекается с ними по мере выгорания топлива. В реакторах типа Колдер-Холл предназначенные для поддержки твэлов сменные графитовые кольцевые втулки обеспечивают также и защиту графита блоков. [c.244]

Если распухание полностью устранить невозможно, целесообразно в зоне распухания графита установить графитовые блоки с увеличенными зазорами между соседними гранями блоков [93]. Деформация графита при распухании может быть также скомпенсирована путем применения конструкции блоков, в которой графит, распухая, занимает технологический зазор, и в то же время соосность графитовых колонн сохраняется [94]. В английском реакторе Колдер-Холл [95] между блоками по высоте колонны установлены центрирующие плитки со шпоночными пазами и выступами (рис. 6.13, а), в результате чего предотвращается радиальное перемещение блоков в колоннах. Вертикальное центрирование в конструкции блока [96] достигается с помощью кольцевого выступа и впадины на торцах. При этом колонны (рис. 6.13, б) сцеплены друг с другом благодаря наличию диагонально расположенных выступов и впадин на стенках блоков. Концентрическое соединение блоков вертикальной колонны достигается с помощью соединений по типу зубцов корончатой гайки [97]. В патенте [98] предложено торцы блоков срезать под углом так, чтобы верхняя часть торца представляла собой клинообразный выступ, а нижняя — V-образную впадину. В этом случае достигается предотвращение разрушения блока при изгибе колонны в целом или отдельных блоков. [c.244]

Рис. 6.13. Некоторые типы призматических блоков а — реактора Колдер Холл Г.95] 6 — реакторов ФРГ [96] в — Окриджского реактора Х-10 г —советского реакторг ИР (137. с. 319] а-реактора NPR, США [172] (1 — блоки 2 — крепежные детали 3 — отверстия под технологические каналы)

Усовершенствование кладок высокотемпературных реакторов состоит в уменьшении разновидностей элементов кладки и упрощении их конструкции. В кладках английских энергетических реакторов типа МК-П в блоках прямоугольного сечения применена более простая по сравнению с блоками реакторов типа Колдер-Холл система вертикальных шпонок и замков [237]. В реакторах MK-III конструкция была упрощена число замков сокращено вдвое, крестообразная соединительная деталь конструктивно объединена с одним из типов блоков [235]. Для реактора первой АЭС в Японии, спроектированной с учетом сейсмической устойчивости, выбрана хорошо противостоящая поперечным нагрузкам кладка с гексагональными блоками. Их зацепление осуществлено системой замков, аналогичных примененным в реакторе типа МК-Ш [156]. Следует отметить, что наиболее простой тип блоков использован в оте--чественных реакторах Первой АЭС, БАЭС, ИР. [c.248]

В газоохлаждаемых реакторах типа Колдер-Холл защитной атмосферой является циркулирующий в качестве теплоно-. сителя углекислый газ. Окисление графита при использовании инертных газов может происходить за счет примеси кислорода или вследствие подсоса воздуха, попадающего в газовый тракт. В случае применения углекислого газа радиолитическое восстановление до окиси углерода может привести к значительному уносу графита. Попадание паров воды в кладку в водоохлаждаемых реакторах создает опасность окисления, так как в результате радиолиза воды образуется кислород. Полная защита графитовых блоков от окисления обеспечивается при их очехловке нержавеющей сталью (рис. 6.21) [116]. Однако такой способ защиты кроме сложности обладает еще одним недостатком — происходит нежелательное увеличение поглощения нейтронов. [c.250]

В качестве теплоносителя для реакторов Колдер-Холл и всех последующих английских станций этого типа принят углекислый газ, дешевый и вполне приемлемый по эффективному сечению захвата нейтронов. Для принятых температур активной зоны реактора углекислый газ химически инертен по отношению к графиту. [c.70]

На АЭС Колдер-Холл и других станциях двухцелевого назначения, в которых стремятся получить возможно большую тепловую мощность, так как количество вырабатываемого плутония пропорционально тепловой мощности, применяется цикл двух давлений пара, несмотря на значительное усложнение оборудования по сравнению с циклом одного давления. Для повышения тепловой мощности необходимо увеличивать температуру теплоносителя на выходе из реактора и снижать температуру на входе в него. Однако достижение максимальной температуры на выходе из реактора ограничивается свойствами тепловыделяющих элементов реактора и возможностью химического взаимодействия теплоносителя с веществом замедлителя. Поэтому для принятого [c.70]

Повышение параметров пара явилось результатом последовательного увеличения температуры и давления газа. Для двух последних станций давление газа более чем в 2,5 раза превышает давление на станции Колдер-Холл. Фактически предел увеличения размеров реактора и повышения давления газа определяет толщина стенок корпуса реактора, при которой еще возможна надежная сварка на монтажной площадке. Допустимая толщина стенок реакторов АЭС Колдер-Холл составляет 51 мм. В табл. 5 можно видеть, как совершенствование технологии сварки позволило довести толщину свариваемых элементов корпуса реактора до 105 мм. То же можно сказать и в отношении толщины стенок парогенераторов графито-газовых реакторов. [c.72]

Первые реакторы магноксового типа были применены на АЭС Колдер-Холл (Великобритания). При отсутствии газодиффузион- [c.155]

Корпус реактора электростанции Колдер-Холл (рис. 234) изготовлен из низколегированной марганцовистой стали (марганца 1,0— 1,2%, углерода 0,12—0,16%). Разделка кромок Х-образная, сварка производилась, в основном, вручную. [c.105]

Рнс. 234. Корпус реактора атомной электростанции Колдер-Холл [c.108]

Для термообработки обычно используют печи большого размера. Если сосуд не может быть подвергнут термообработке целиком из-за отсутствия печи требуемого размера или из-за необходимости выполнения монтажных стыков, то применяют местную или общую термообработку с использованием индукционных или иных нагревателей. Так, например, при сооружении атомной электростанции Колдер-Холл внутри корпуса устанавливались электронагреватели на расстоянии 1150 мм от стенок в виде труб из нержавеющей стали. Размеры труб были подобраны из условия нагрева их до 800° С. Снаружи корпус был покрыт тепловой изоляцией. Операция термической обработки длилась шесть дней при температуре нагрева различных зон реактора в пределах 550-ь 600° С. Весьма производительным способом нагрева крупных конструкций является нагрев их с помощью пламени нефтяных или газовых форсунок, располагаемых внутри сосуда. [c.615]

На АЭС Колдер-Холл применен реактор с замедлителем — графитом и теплоносителем— углекислым газом. Такой тип реактора считается безопасным, так как вытекающий в случае аварии газ, имея минимальное количество (к тому же быстро распадающихся) радиоактивных примесей, не нарушит безопасности персонала АЭС и окружающего населения. Это явилось решающим при выборе типа реактора первой атомной электростанции в такой плотнонаселенной стране, как Англия. [c.378]

Ввиду низкой теплоотдачи от газа к нагреваемой среде парогенератор очень велик — высота корпуса 24,4 м, диаметр 5,5 м, вес его 200 т. На один реактор устанавливается четыре таких парогенератора и два турбогенератора по 23 Мвт (в каждой очереди Колдер-Холл два реактора, восемь парогенераторов и четыре турбоагрегата). Расход энергии на перекачку газа велик и равен примерно 17% выработки электроэнергии. Применение более легкого газа позволило бы снизить расход энергии. Коэффициент полезного действия этой электростанции примерно 20%. [c.378]

На атомной электростанции Колдер-Холл газопаровые котлы (парогенераторы, по четыре на реактор) размещены на открытом воздухе, что удешевляет электростанцию и повышает безопасность ее эксплуатации и ремонта. [c.381]

Обсуждение результатов расчета реакторов с графитовым замедлителем и газовым теплоносителем будет связано главным образом с двумя конкретными реакторами Колдер-Холл (Англия) и Пич-Боттом (США). Сначала рассмотрим основные характеристики этих реакторов. [c.454]

Реактор типа Колдер-Холл . В настоящее время построено восемь реакторов типа Колдер-Холл [56], четыре реактора расположены в Колдер-Холле (Англия) и четыре—в Чапелкроссе (Шотландия). Все эти реакторы двухц левые, т. е. предназначены для производства электроэнергии и для получения делящегося изотопа плутоний-239. Каждый реактор имеет тепловую мощность около 225 Мет и вырабатывает 50 УИвт электроэнергии. Гетерогенная цилиндрическая активная зона диаметром 9,4 м и высотой 6,4 м содержит 1696 каналов с топливными элементами, расположенных в узлах квадратной решетки с шагом 20,3 сж (рис. 10.18). Топливные элементы из естественного урана имеют диаметр 2,92 см и заключены в оболочку из магниевого сплава маг-нокс . Теплоносителем служит газообразная двуокись углерода при давлении около 7 атм. [c.454]

Так как одной из целей таких реакторов является получение плуто-ния-239, реакторы типа Колдер-Холл имеют довольно высокий начальный коэффициент конверсии, т. е. отношение числа образованных ядер плутония-239 к числу исчезнувших ядер урана-235 около 0,85. Образование плутония-239 в реакторе проявляется прежде всего в повышении реактивности системы. Кроме того, температурный коэффициент реактивности меняется по мере выгорания топлива, причем изотермический коэффициент реактивности становится положительным [c.455]

Рис. 10,18. Топливные элементы реакторов типа Колдер-Холл (масштаб расстояний между элементами не соблюден).

Когда реакторы типа Колдер-Холл проектировались (начало 50-х годов), состояние ядерных данных, теоретических методов расчета, особенно программ для численных расчетов на ЭВМ, технологии самих ЭВМ было таково, что отсутствовала уверенность в правильности расчета параметров реакторов. Поэтому широко использовались интегральные эксперименты [57], а также опыт эксплуатации аналогичных реакторов по производству плутония в Виндскейле. [c.455]

Позднее реакторы типа Кол-дер-ХоЛл были обсчитаны по усовершенствованным расчетным методикам. Результаты расчетов реакторов типа Колдер-Холл и реактора Пич-Боттом по единой методике [58] обсуждаются ниже. [c.455]

Для реакторов типа Колдер-Холл ячейка решетки состоит из топливного элемента, включая его оболочку, теплоносителя и части замедлителя, прилегающего к топливному элементу (см. разд. 3.6.1). Пространственное распределение нейтронов в пределах такой ячейки, которая содержит и тонкие зоны, и зоны сильного поглощения нейтронов, не может быть удовлетворительно описано в рамках Р -приближения. Для таких ячеек используются Sn- и Рд -приближения высокого порядка. Если конструкция ячейки очень сложна, то лучшим (и практически единственным на сегодняшний день) методом надежного расчета такой ячейки является метод Монте-Карло. [c.457]

Результаты расчетов ячеек [65] показали, что для реактора Пич-Боттом , который имеет топливные элементы малого диаметра с небольшими концентрациями делящихся изотопов, пространственные изменения нейтронного потока в пределах ячейки незначительны. В случае же реакторов типа Колдер-Холл наблюдаются существенные пространственные изменения потока нейтронов различных групп в пределах ячейки особенно это относится к нейтронам тепловой группы. Были проведены расчеты пространственного распределения по ячейке нейтронов тепловой группы, причем тепловые нейтроны в свою очередь были разбиты по энергиям на 26 подгрупп. На рис. 10.20 представлены значения коэффициента самоэкранировки топливного стержня для каждой из этих групп. Поскольку отклонение коэффициента самоэкранировки от единицы характеризует степень уменьшения потока в топливе по сравнению с потоком в замедлителе, очевидно, что пространственная зависимость потока нейтронов в пределах ячейки меняется от группы к группе. Это изменение обусловлено энергетической зависимостью сечения поглощения нейтронов в топливе. [c.457]

Когда выгорание топлива достигает значения 800 Мвт сутки т (см. разд. 10.2.4.), в реакторах Колдер-Холл накапливается некоторое количество плутония-239. При расчетах коэффициента самоэкранировки предполагалось, что плутоний равномерно распределен по топливному стержню. Малые значения коэффициента самоэкранировки соответствуют сильному выеданию нейтронов в топливе и, следовательно, большому сечению поглощения нейтронов. Так, заметные провалы коэффициента самоэкранировки при энергиях нейтронов 0,3 и 1,0 5в следует отнести за счет резонансов поглощения плу- [c.457]

Р и с. 10.20. Энергетическая зависимость коэффициента самоэкранировки топливных стержней реактора Колдер-Холл в диапазоне тепловых энергий нейтронов [65]. [c.458]

Одними из наиболее важных величин, определяющих рабочие характеристики и степень безопасности работы ядерного реактора, являются температурные коэффициенты реактивности. В реакторах с графитовым замедлителем и с газовым теплоносителем температурные коэффициенты реактивности связаны главным образом с поведением нейтронов в реакторе, в то время как эффекты термического расширения и изменения плотности теплоносителя не оказывают существенного воздействия на динамику подобных реакторов. В гетерогенных реакторах на естественном уране типа Колдер-Холл полный температурный коэффициент определяется в основном двумя величинами температурными коэффициентами топлива и замедлителя. [c.461]

Наконец, существует запаздывающий температурный коэффициент реактивности. Например, в реакторах типа Колдер-Холл он определяется температурой графитового замедлителя. В дальнейшем для реактора Пич-Боттом будет рассмотрен лишь изотермический коэффициент реактивности. [c.463]

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ТЕМПЕРАТУРНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ РЕАКТИВНОСТИ ДЛЯ РЕАКТОРА КОЛДЕР-ХОЛЛ [c.463]

Нейтронно-физические характеристики реакторов на естественном уране значительно меняются за кампанию по мере накопления в топливе плутония-239. В начале работы реактора нейтроны поглощаются примерно поровну в двух изотопах урана уран-235 и уран-238. Поскольку начальный коэффициент конверсии у таких реакторов достаточно велик (0,85 у реактора Колдер-Холл ), плутоний накапливается почти с такой же скоростью, с какой уран-235 потребляется. Но сечение деления плутония-239 тепловыми нейтронами много больше, чем урана-235, вследствие этого через некоторое время коэффициент размножения увеличивается. [c.463]

На рис. 10.21 представлена температурная зависимость эффективных сечений для тепловых нейтронов в энергетическом диапазоне до 2,1 эв (см. разд. 10.3.2) реактора Колдер-Холл [72]. Как упоминалось выше, предполагаем, что плуто-ний-239 равномерно распределен по топливу на само.м деле плутоний накапливается в основном на периферийных участках топливных стержней, где меньше эффект самоэкранировки. Поэтому эффективные сечения плутония-239 будут даже выше представленных на рисунке. Во всяком случае можно сказать, что сечения плутония-239 больше чем в два раза превосходят сечения урана-235. [c.463]

Величины коэффициента размножения и изотермического коэффициента реактивности для реактора Колдер-Холл рассчитаны по многогрупповой методике (см. разд. 10.3.3). Результаты, интерпретированные в соответствии с формулой четырех сомножителей, представлены в табл. 10.2 (начало кампании) и в табл. 10.3 (при выгорании 800 Мвт ymKulm, т. е. приблизительно в середине кампании) [73]. При расчетах данных табл. 10.3 отравляющий эффект продуктов деления, включая ксенон-135 и самарий-149, не рассматривался, т. е. все изменения реактивности связаны лишь с выгоранием урана-235 и накоплением плутония-239. [c.463]

Рис. 10.21. Температурная зависимость эффективных тепловых сечений изотопов в начале кампании реактора Колдер-Холл [72].

Результаты расчета нейтронно-физических характеристик реактора Колдер-Холл [c.464]

Результаты расчета нейтронно-физических характеристик реактора Колдер-Холл при выгорании 800 Мвт сутки/т [73] [c.464]

Таким образом, положительность температурного коэффициента замедлителя реактора Колдер-Холл , проработавшего некоторое время, связана с присутствием плутония-239. [c.465]

Несмотря на то, что при расчете рассмотренных температурных коэффициентов был сделан ряд существенных упрощений (равномерное по топливному элементу выгорание урана-235 и накопление плутония-239, пренебрежение поглощающим действием продуктов деления), расчетные данные находятся в хорошем согласии с экспериментальными [74]. На первый взгляд может показаться, что положительный изотермический температурный коэффициент реактивности в середине кампании реактора при температуре около 500° К может вызвать неустойчивость работы реактора. Однако, благодаря отрицательному мгновенному температурному коэффициенту топлива и большой теплоемкости замедлителя, приводящей к медленному увеличению температуры реактора, в управлении реактором перемещениями регулирующих стержней или другими способами не возникает особых трудностей. Это подтверждено изучением переходных режимов на реакторе Колдер-Холл [75] во всех опытах реактор оставался устойчивым, а если тепловыделение увеличивалось, то очень медленно. [c.465]

Следует обратить внимание на два аспекта расчетов, проведенных для реактора Колдер-Холл . Во-первых, влияние равновесных концентраций ксенона-135 и самария-149 на температурные коэ( ициенты реактивности определено лишь для начала кампании реактора. Основное влияние этих изотопов связано с уменьшением коэффициента теплового использования. Их воздействие на температурный коэффициент реактивности демонстрируется на рис. 10.22 [76]. [c.465]

Даже если бы полный температурный коэффициент был положительным, реактором можно было бы безопасно управлять благодаря отрицательности мгновенного коэффициента реактивности. Как уже отмечалось, этот случай реализуется в реакторе Колдер-Холл , который имеет положительный изотермический температурный коэффициент реактивности в середине кампании при рабочей температуре активной зоны (около 600° К). Для улучшения тем- [c.467]

Используя эффективные тепловые сечения, приведенные на рис. 10. 21. и одно групповую теорию ядерных реакторов, рассчитайте избыточную реактивность, необходи мую для компенсации отравляющего действия ксенона-135 в реакторе Колдер-Холл В предположении средней рабочей температуры реактора 600° К оцените поток тепловых нейтронов, сопоставьте с данными работы [56] и объясните причины возможного рассогла сования результатов. Определите вклад равновесной концентрации ксенона-135 в член [c.469]

Тепловые реакторы. См. также Колдер-Холл , Пич-Боттом реакторы [c.484]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...