Поглотители выгорающие

Данные рис. 10.11 и рис. 10.12 относятся к так называемой одноразовой загрузке реактора, т. е. вся активная зона загружается топливом в начале кампании, и никаких существенных изменений в загрузке в течение кампании реактора не происходит. В расчетах критичность реактора поддерживалась равномерно распределенным поглотителем, выгорающим по мере работы реактора. [c.448]

Преимущество использования выгорающего поглотителя состоит в том, что при этом увеличивается топливная загрузка и соответственно увеличивается срок службы активной зоны реактора. Кроме того, выгорающий поглотитель регулирует реактивность активной зоны и обеспечивает выравнивание распределения мощности в активной зоне реактора. [c.452]

В каждой кассете имеется 4 элемента с выгорающим поглотителем нейтронов. Назначение этих компенсирующих стержней состоит в подавлении начальной избыточной реактивности и компенсации температурного эффекта. Благодаря этому поглощению возможно поддержание постоянной небольшой концентрации борной кислоты в первом контуре при полной нагрузке реактора во время всего цикла. Реактор характеризуется высоким отрицательным температурным коэффициентом реактивности, что позволяет провести его пуск из холодного состояния. Во время пуска первого контура циркуляционный насос работает с минимальным расходом, необходимым для надежной работы гидродинамических подшипников. После прекращения циркуляции через нижний гидравлический затвор с помощью подачи азота под колпак можно начинать снижение концентрации борной кислоты в первом контуре подводом в него чистой воды. После достижения критического состояния и нагрева воды до температуры 80—100°С расход воды на выходе из активной зоны будет равен расходу воды через циркуляционный насос азот из-под колпака нижнего гидравлического затвора удаляется, и первый контур постепенно переводится на номинальные параметры. [c.104]

В реакторах с перегрузкой топлива во время остановок, кампания которых продолжается 1—2 года, перспективным способом регулирования является введение выгорающих поглотителей. Эти поглотители вводятся в виде специальных блоков (аналогичных твэлам) в сборки со свежим топливом и помещаются в реактор. При работе реактора происходит выгорание топлива и снижение реактивности. Одновременно за счет захвата нейтронов происходит превращение ядер поглотителя в ядра с меньшим захватом нейтронов (этот процесс называется выгоранием поглотителя). Выгорание поглотителя приводит к некоторому увеличению реактивности и при соответствующем подборе количества выгорающего поглотителя можно добиться того, чтобы значительную часть кампании реактивность оставалась приблизительно постоянной. Естественно, что выгорающие поглотители не могут служить для оперативного управления реактором и должны применяться совместно с другими способами управления. Выгорающие поглотители при соответствующем их размещении в активной зоне могут также служить для выравнивания поля энерговыделения. В реакторах, у которых перегрузка происходит на ходу , выгорание топлива компенсируется внесением свежего топлива и выгорающие поглотители не применяются. [c.129]

Компенсация избыточной реактивности в общем случае осуществляется подачей борной кислоты в теплоноситель (борное регулирование), механическими органами СУЗ и выгорающим поглотителем. Основное преимущество борного регулирования — существенное уменьшение неравномерности энерговыделения по объему активной зоны. С помощью этого способа производится компенсация медленных эффектов реактивности выгорание топлива, стационарное отравление ксеноном и самарием, расхолаживание активной зоны. Для компенсации быстрых изменений реактивности используются механические органы СУЗ. [c.151]

I — каналы для твэлов диаметром 15,9 мм 2 — каналы для прохода теплоносителя диаметром 21 мм 3 — каналы для выгорающих поглотителей, диаметром 12,7 мм 4 — графитовая пробка 5 — отверстие для захвата перегрузочной машины 6 — установочный штифт 7 — канал потока гелия 8 — установочное гнездо [c.174]

В качестве выгорающего поглотителя используется природный бор, который вводится в материал оболочек в количестве 7,5-10 %. [c.245]

Выгорающий поглотитель. ... Количество стержней регулировки, шт Поглощающий материал стержней ре [c.245]

Применение воды в качестве замедлителя нейтронов обеспечивает значительный отрицательный температурный коэффициент реактивности. В соответствии с этим регулирующие стержни в данном реакторе используются только для компенсации избыточной реактивности чистой холодной активной зоны, которая равна 0,122 А/с//с. После установки реактора в назначенном месте под водой регулирующие стержни выводятся из активной зоны и дальнейшее автоматическое регулирование обеспечивается отрицательным температурным коэффициентом реактивности (независимо от потребляемой мощности). В период всего срока службы установки компенсация выгорания топлива осуществляется вследствие выгорающего поглотителя. [c.246]

Другой аспект динамики ядерных реакторов связан с долговременными изменениями в изотопном составе топлива реактора, обусловленными воздействиями потока нейтронов на топливо. Эти изменения, пространственные и временные, оказывают существенное влияние на параметры реактора и его экономику. Кроме того, они важны для оценки устойчивости реактора и для создания системы управления реактором. Следовательно, изменения изотопного состава топлива должны быть учтены при проектировании реактора. Термин задачи о выгорании обычно используется при математической обработке изменений изотопного состава и их воздействий на характеристики реактора. В настоящем разделе рассмотрены две задачи о выгорании задача об изменении изотопного состава топлива и задача о выгорающих поглотителях. [c.442]

В некоторых реакторах введение поглотителя нейтронов, например, изотопа бор-10, выгорающего при работе реактора, может увеличить кампанию. Поскольку сечения выгорающих поглотителей обычно хорошо изучены, их влияние на временное поведение реактора может быть учтено достаточно точно. [c.443]

Делящиеся и сырьевые изотопы, продукты деления трансурановые элементы и выгорающие поглотители можно рассматривать с единой физической точки зрения в задачах на выгорание. Пусть N1 (г, /) — число ядер в единице объема (или концентрация) изотопа /. Тогда скорость изменения концентрации этого изотопа во времени можно записать в виде [c.444]

В больших реакторах-конвертерах, которые могут быть спроектированы с эффективным преобразованием сырьевых изотопов в делящиеся, наличие избыточной реактивности не является обязательным. В таких реакторах делящиеся изотопы могут образовываться почти с такой же скоростью, с какой они выгорают. Однако реактивность больших реакторов на естественном уране с графитовым замедлителем увеличивается в течение некоторого времени на начальных стадиях работы реактора (см. разд. 10.3.6). Для небольших реакторов коэффициент конверсии сравнительно мал частично из-за большой утечки нейтронов, частично из-за невозможности разместить достаточное количество сырьевых изотопов в активной зоне. Трудности, возникающие в связи с наличием избыточной реактивности, могут быть успешно решены с помощью выгорающих поглотителей [51]. [c.450]

К выгорающим поглотителям относят изотопы с высоким (или умеренным) сечением поглощения нейтронов, причем изотопы, образующиеся в результате этого поглощения, должны иметь малые значения сечений поглощения нейтронов. Выгорающие поглотители могут быть распределены по активной зоне либо равномерно, либо каким-нибудь гетерогенным образом. В идеальном случае количество выгорающего поглотителя должно быть таким, чтобы компенсировать всю избыточную реактивность в начале кампании. Затем при работе реактора выгорающий поглотитель желательно потреблять с такой скоростью, чтобы поддерживать критичность реактора в условиях уменьшения количества делящихся изотопов и накопления осколков деления. Этот идеал может быть достигнут для некоторых реакторов [52], но даже если этого добиться не удается, выгорающие поглотители могут быть использованы с явной выгодой. Проиллюстрируем это на простом примере. [c.450]

Изменение концентрации выгорающего поглотителя с течением времени описывается уравнением [c.451]

Из последнего уравнения следует, что макроскопическое сечение поглощения О , имеет такую же временную зависимость, как и концентрация выгорающего поглотителя. Тогда уравнение (10.50) может быть переписано следующим образом [c.451]

ВЫРАВНИВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКА НЕЙТРОНОВ С ПОМОЩЬЮ ВЫГОРАЮЩИХ ПОГЛОТИТЕЛЕЙ [c.452]

Выгорающие поглотители могут быть также использованы для выравнивания пространственного распределения потока нейтронов в реакторе и, следовательно, для достижения более равномерного выгорания [c.452]

Рис. 10.15. Влияние выгорающих поглотителей на временную зависимость эффективного коэффициента размножения нейтронов в высокотемпературном графитовом реакторе [53]

Эффект такого распределения выгорающих поглотителей показан на рис. 10.16 для небольшого теплового реактора с водяным замедлителем и высокообогащенным ураном в качестве топлива [54]. Цилиндрическая активная зона реактора разделена на две радиальные зоны, в каждой из которых выгорающие поглотители распределены равномерно. Отношение концентрации поглотителя во внешней зоне к концентрации поглотителя во внутренней зоне обозначено 3. Кривые на рис. 10.16 показывают радиальные распределения удельного тепловыделения для четырех значений Р при Р = 1 выгорающий поглотитель равномерно распределен по всей активной зоне. Очевидно, что увеличение кон-, центрации выгорающего поглотителя во внутренней зоне выравнивает поле тепловыделения. [c.453]

Рис. 10.17. Аксиальное распределение топлива и выгорающего поглотителя в различные моменты кампании

На рис. 10.17 [55] показано изменение во времени концентраций топлива и выгорающих поглотителей вдоль оси рассмотренного. выше цилиндрического реактора. Регулирующие стержни вводятся в реактор сверху на одинаковую глубину. По оси абсцисс отложена аксиальная координата реактора, отсчитанная от нижней точки активной зоны. Для случая а выгорающий поглотитель распределен равномерно по высоте реактора. Видно, что топливо и поглотитель выгорают быстрее в нижней половине реактора, где нет регулирующих стержней. Для случая б то же количество выгорающего поглотителя сосредоточено в трех четвертях высоты активной зоны. Тогда распределение потока нейтронов и выгорание топлива по высоте более равномерны, чем в случае а. [c.454]

Так, если следовать морфологическому методу прогнозирования, мы должны будем рассмотреть более 4 тыс. реакторов 1) по типу деления ядер (3) — тепловыми нейтронами (до 1 эВ), промежуточными (1—10" эВ), быстрыми (выше 10 эВ) 2) по типу горючего (5) — природный уран (0,7% U-235), слабообогащен-ный уран (до 5% U-235), высокообогащенный уран (до 90% U-235), Pu-23d, U-233 3) по типу теплоносителя (4) — вода (HgO, DaO), жидкая органика (дифенил, терфенил), жидкие металлы (Na, NaK, Bi, Pb), газы (воздух, СОз, Не, H ) 4) по типу замедлителя (3) — вода (НзО, DaO), жидкая органика, твердые вещества (графит, ВеО, ZrH) 5) по типу регулирования (4) — механические стержни, выгорающие поглотители, газовое регулирование, движение замедлителя 6) по типу горючего (6) — металлическое, дисперсное, керамическое, жидкометаллическое, водные растворы, газообразное. [c.147]

Поглотитель — это материал, обладающий высокой вероятностью (поперечным сечением) поглощения нейтронов. Наиболее широкое применение он находит в регулирующих стержнях (которые будут рассматриваться ниже). Помимо регулирующих стержней используют и другие методы регулирования характеристики реактора, предусматривающие либо добавку выгорающего поглотителя непосредственно в топливо (распределенная система), либо введение его в виде отдельного элемента (дискретная система). Дискретная система будет обсуждаться в этой главе в разделе Нетопливные элементы . Она отличается от регулирующего стержня тем, что фиксируется в заданном положении, тогда как регулирующий стержень может при необходимости перемещаться. [c.452]

Примером композиционного топлива, включающего в себя выгорающий поглотитель, является В4С—ПОа [4]. Институтом ядер-ных исследований в Айдахо проводились исследования частиц [c.452]

Графитовая кладка АЭС Форт-Сент-Врейн [238] собрана из шестигранных блоков с размером под ключ 35,9 см и высотой 78 см, образующих колонны. Колонны размещены на шестигранных основаниях по шесть колонн на каждом (рис. 6.23). Блоки изготовлены из анизотропного графита марки Н-327. В них имеется по 324 канала 200 — сквозных диаметром 21 мм для прохода гелия, остальные — несквозные, для размещения твэлов диаметром 15,9 мм и выгорающих поглотителей диаметром 12,7 мм. Центральное (глухое) отверстие служит для поштучного извле- [c.252]

Рис. 6.24. Блок кладки АЭС Форт-Сент-Врейн общий вид (а) и поперечное сечение (б) каналы для продувки гелия (/) для размещения твэлов (3) для выгорающих поглотителей (2) под захват для извлечения (4) [238]

В середине 80-х годов фирма Вестингауз электрик осуществила модернизацию твэла и ТВС, позволяющую достичь средней глубины выгорания (40—43)-10 МВт-сут/т. Особенности модернизации заключаются в том, что на поверхность таблеток в центральной части твэла наносится тонкий слой выгорающего поглотителя — боридного покрытия в верхней части ТВС введены за-вихрители (турбулизаторы) потока на дистанционирующих решетках из циркалоя, а также аксиальные бланкеты (экраны) вверху и внизу твэла в виде участков из UO2 природного состава, что обес нечивает уменьшение аксиальной потери нейтронов (на 50%), т. е увеличивает КВ. Уточнены верхняя и нижняя плиты ТВС. [c.301]

Для РУ эволюционных проектов ВВЭР-1000 (В-392) и ВВЭР-640 основное внимание направлено на обеспечение надежного прекращения цепной реакции деления в аварийных ситуациях за счет пассивных средств и внутренне присущих реактору свойств, а также надежного и длительного пассивного охлаждения остановленного реактора, удержание и охлаждение расплава активной зоны. С этой целью осуществляют функциональное и пространственное разделение систем защиты, дублирование и резервирование систем обеспечения безопасности, увеличивают запас воды в корпусе и первом контуре. Используют пассивные устройства и системы безопасности, учитывающие возможность длительного перерыва в энергоснабжении двойную защитную оболочку, рассчитанную на внутреннее давление (стальную) и внешние воздействия (бетонную). ВВЭР-640 имеет пониженную энергонапряженность активной зоны (65,4 кВт/л), увеличенную эффективность механических систем управления и защиты (СУЗ), выгорающие поглотители, организованный вокпуг корпуса бассейн-выгородку с водой для аварийного отвода теплоты, систему аварийного охлаждения активной зоны с увеличенным запасом воды и систему пассивного отвода теплоты с эффективными водо-водяными теплообменниками. [c.129]

Компенсирующие системы (КС) служат для компенсации значительных изменений реактивности, связанных с выгоранием топлива, переходом от холодного состояния реактора к рабочему. Может быть выполнена либо в виде регулирующих стержней (механическая, например, в РБМК), либо введением поглотителя в теплоноситель (введение борной кислоты в первый контур ВВЭР), либо введением выгорающих поглотителей в твэлы, или в виде специальных стержней. [c.138]

Проект Sistem 80+ (совместная американо-гер-манская разработка) предусматривает регулирование мощности реактора вводом в активную зону регулирующих стержней (вместо изменения концентрации бора в замедлителе-теплоносителе). Предполагается использовать топливо с выгорающими поглотителями (гадолинием и эрбием). Объем теплоносителя в контуре увеличен. Система аварийного охлаждения реактора имеет четыре тракта подачи охлаждающей воды, включая прямое инжектирование воды в корпус реактора. Аварийная система питательной воды — пятый, резервный тракт. Разработана автоматизированная система управления, которая позволяет решить проблему перехода к интегральному управлению АЭС [89]. [c.156]

В проекте В-410 разрабатывается реакторная установка, обладающая увеличенной до 3300 МВт тепловой мощностью и повыщенной экономичностью. Безопасность реакторной установки обеспечивается следующими основными решениями соверщенствованием активной зоны и улучшением характеристик внутренней самозащищенно-сти путем увеличения длины твэлов и выравнивания поля энерговыделения по объему активной зоны, использованием выгорающего поглотителя, включаемого непосредственно в топливо [c.159]

Данный проект реактора с водой под давлением, естественной циркуляцией и регулированием по температуре предпочтителен в сравнении с другими современными системами, особенно с точки зрения безопасности и надежности в эксплуатации. Конструкция реактора основана в значительной мере на использовании проверенных узлов и элементов. Например, твэлы по конструкции аналогичны твэлам реактора МН-1А, но несколько короче. Выгорающий поглотитель сходен с системой, использованной в реакторах АЭС в Индиан-Пойнт. [c.248]

Из этого уравнения видно, что без выгорающего поглотителя, т. е. при (0) = О, функция (О будет монотонно уменьшающейся во времени. Сдругой стороны, если в реакторе равномерно распределен выгорающий поглотитель с микроскопическим сечением поглощения нейтронов, большим, чем у делящихся изотопов, т. е. Оь > (1 + а) Of, то функция t) может некоторое время возрастать, потому что выгорающий поглотитель при указанных условиях выгорает быстрее, чем это необходимо для компенсации выгорания делящихся изотопов. В конечном счете падает с уменьшением количества вы- [c.451]

На рис. 10.15 представлены результаты расчета временного поведения эффективного коэффициента размножения теплового реактора Пич-Боттом (газовое охлаждение, графитовый замедлитель), описанного в разд. 10.3.1, при равномерном распределении выгорающего поглотителя (изотоп бор-10) по активной зоне. Поскольку сечение поглощения тепловых нейтронов у бора-10 выше, чем у делящихся изотопов этого реактора, то коэффициент размножения сначала растет, а затем падает по мере работы реактора. [c.452]

Рнс. 10.16. Влияние выгорающих поглотителей на пространственное распределение плотностн энерговыделения в двухзонном реакторе [54]. [c.453]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...