Графитовые кладки

Технологические каналы проходят через графитовую кладку замедлителя — собранные в колонны блоки с осевыми цилиндрическими отверстиями. Технологические каналы и графитовая кладка создают активную зону 1 (рис. 9.7), заключенную в герметичную полость, образованную цилиндрическим кожухом [c.342]

Одним из основных узлов уран-графитовых реакторов большой мощности является многотонная графитовая кладка, которая должна надежно работать в течение всего срока эксплуатации АЭС, достигающего 30 лет. Отсюда возникают жесткие требования к графиту как конструкционному материалу. [c.4]

Конструкционный графит имеет ярко выраженную анизотропию свойств, которая характеризуется их различием в перпендикулярном и параллельном направлениях относительно оси формования изделий. Особенно необходим учет анизотропии свойств графита при его использовании в конструкционных элементах ядерных реакторов, в которых требуется обеспечить отвод тепла из графитовой кладки к теплоносителю и минимальное радиационное изменение размеров в этом направлении. [c.34]

Для отвода тепла, обеспечения контроля целостности технологических каналов и для создания защитной атмосферы в зоне графитовой кладки в реакторной технике используют различные газы. Этим объясняется наличие большого числа работ по исследованию взаимодействия графита с кислородом, двуокисью углерода, водородом, парами воды. Выбор определенного газа зависит от особенностей конструкции реактора, реакционной активности газа по отношению к графиту, коррозионного воздействия газа на конструктивные элементы реактора, сио- [c.204]

Глава 6 ГРАФИТОВЫЕ КЛАДКИ [c.227]

Несмотря на большее разнообразие конструкций кладок, есть ряд общих принципов. Графит является материалом, который позволяет собирать самоподдерживающуюся конструкцию активной зоны реактора. Кладку собирают в виде штабеля из графитовых деталей, подгоняя при этом детали друг к другу для исключения значительных зазоров между ними. В то же время при конструировании кладки должна обеспечиваться необходимая подвижность деталей во избежание разрушения конструкции вследствие термического расширения и радиационной деформации. Вся конструкция заключается в герметичный кожух, который в реакторах с повышенной температурой эксплуатации предохраняет графит от выгорания. С целью снижения влияния радиационного размерного эффекта — распухания при низкой температуре и сжатия при температуре выше 300 С— в некоторых конструкциях производится периодическая замена части графитовой кладки — втулок, смонтированных вместе с системой твэлов и охлаждающих трубок 130, с. 15]. [c.228]

В процессе работы реактора происходит передача энергии у-квантами и замедляющимися нейтронами атомам углерода, что вызывает разогрев графитовой кладки. При этом доля генерируемого в графите тепла составляет л 5% тепловой мощности реактора. Наряду с разогревом кладки вследствие смещения атомов углерода из узлов кристаллической решетки происходит значительное снижение теплопроводности графита, а также накопление запасенной энергии. Температура кладки непосредственно определяет величину и характер радиационной деформации ее элементов. Влияние этих радиационно-термических эффектов учитывается при конструировании кладок для обеспечения отвода тепла, генерируемого в графите. [c.228]

Графитовая кладка представляет собой сложное инженерное сооружение. Основным элементом кладки является графитовый блок, имеющий форму призмы с отверстием. В некоторых кладках отверстия для размещения твэлов образованы продольными проточками на боковых гранях блока. Выбор материала и конструкции графитовых блоков производится в зависимости от температурного режима графитовой кладки, типа теплоносителя и конструктивных особенностей труб технологических каналов, в которых размещаются твэлы. Этим и определяется большое число вариантов конструкции блоков. [c.230]

Первая АЭС. На Первой АЭС (72, с. 3] графитовая кладка реактора диаметром 3000 мм и высотой 4500 мм собрана из блоков двух типов. Активная зона диаметром 1500 мм и высотой 1700 мм набрана из вертикально стоящих шестигранных блоков высотой 600 мм и размером под ключ 173 мм. Центральные отверстия, в которые вводятся 128 топливных кана лов и 22 канала СУЗ, имеют диаметр 65 мм. Каналы образуют треугольную решетку с шагом 120 мм. Каждый из технологических каналов состоит из твэлов в оболочках из нержавеющей стали с собранными на них графитовыми втулками,, образующими графитовый цилиндр. Отражатель собран из горизонтальных блоков, нанизанных на 24 вертикальных стояка,, по которым циркулирует вода для отвода выделяемого в отражателе тепла. Вертикальный разрез реактора приведен на рис. 6.4. В первый период работы графитовая кладка реактора атомной электростанции была заполнена гелием. Однако> [c.232]

Перевязка графитовой кладки осуществляется благодаря применению блоков разной высоты и смещению оси отверстия в блоке на 10 мм. Снаружи кладка стянута десятью рядами стальных бандажей с пружинами и заключена в стальной кожух. [c.234]

Рис. 6.5. Схема графитовой кладки реактора ИР

Из анализа патентов по графитовым кладкам за последние 15 лет можно выявить следующие этапы совершенствования конструкций графитовых кладок [c.242]

Отличие графита по свойствам, в том числе размерной стабильности при облучении, можно использовать при монтаже кладок по зонам, создавая тем самым менее напряженные условия работы графитовых блоков. Отличительной особенностью графита, предложенного в патенте [118], является его равномерное термическое расширение по трем осям, что достигается с помощью пластифицирующей добавки. Следует отметить, что описанные выше приемы повышения изотропности свойств графита не устраняют полностью анизотропию этих свойств, так как процесс прессования из технологии не исключен. Для снижения влияния анизотропии свойств на размерную стабильность предлагается (120] графитовую кладку собирать по высоте из блоков таким образом, чтобы их оси прессования в соседних слоях были повернуты на 90° (рис. 6.22). [c.251]

Экспериментальные исследования работоспособности графитовой кладки [c.254]

Ввиду важности задачи определения работоспособности графитовой кладки реакторов РБМ-К, являющихся одним из основных типов энергетических отечественных реакторов, для ускорения получения результатов было проведено испытание моделей графитовых блоков в реакторе. Для этого была создана и установлена в центральной ячейке реактора МР установка Графитовая колонна [2, с. 142]. Для обеспечения максимальной плотности потока быстрых нейтронов на внутренней поверхности блока не менее 2-10 нейтр./(см -с) и заданного соотношения потоков на внутренней и наружной поверхностях была специально разработана опытная ТВС . [c.255]

Максимальная температура в центре топливно таблетки Максимальная температура графитовой кладки, °С Среднее по каналам плато выгорания урана, ГВт-сут/т Максимальная глубина выгорания, ГВт-сут/т Кампания кассеты с выгоранием 24 ГВт-сут/т, сут Срок службы кассеты при коэффициенте использования 0,85 [c.246]

Графито-натриевый реактор SGR тепловой мощностью 243 МВт и электрической мощностью 75 МВт на АЭС Халлам находится в эксплуатации с 1962 г. В этом реакторе замедлителем и отражателем нейтронов служит графит, теплоносителем — натрий. Активная зона диаметром 4,054 м и высотой 3,048 м окружена отражателем толщиной 0,61 м. Наружный диаметр графитовой кладки [c.154]

Реакторы на жидкометаллическом топливе имеют много общего с реакторами на расплавах солей. Еще на первой Женевской конференции был доложен проект реактора на жидкометаллическом топливе тепловой мощностью 550 МВт, электрической мощностью 210 МВт. Активная зона его диаметром и высотой 1,52 м заключена в графитовый цилиндр и состоит из вертикальных каналов диаметром 51 мм, расположенных по графитовой кладке замедлителя по треугольной решетке с шагом 69 мм. По каналам циркулирует [c.168]

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]

Его стальной герметический корпус, окруженный защитными слоями воды и бетона, заполнен графитовой кладкой со 128 вертикальными технологическими каналами для 512 тепловыделяющих элементов — тонкостенных трубок из нержавеющей стали, покрытых снаружи на длине 1,7 м кольцевым слоем уранового сплава, обогащенного до 5% по содержанию ураном-235 и защищенного внешней стальной оболочкой. Вода, отводящая тепло, циркуляционным насосом подается к верхней части технологических каналов под. давлением около 100 атм из распределительного коллектора первичного контура, затем по центральным трубкам этих каналов поступает в нижнюю-часть реактора, проходит вверх по трубкам тепловыделяющих элементов, сгруппированных по четыре в каждом канале, далее через сборочный коллектор поступает в теплообменник и по выходе из него вновь направляется к распределительному коллектору. Максимальный удельный теплосъем в интенсивно работающих каналах достигает при этом 1,5 млн. ккал1м -час. По мере выгорания урана-235 каналы с тепловыделяющими элементами извлекаются из реактора специальным мостовым подъемным краном, оборудованным аппаратурой дистанционного управления, и заменяются новыми. Основная техническая характеристика Обнинской АЭС приведена в табл. 5. [c.175]

Первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт имела канальный уран-графитовый реактор типа РБМК на тепловых нейтронах. Активная зона состояла из графитовой кладки, в которой размещены рабочие каналы. Вода под давлением 100 ата из верхней головки рабочего канала поступает в центральную опускную трубу, входит далее в тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), каждый из которых представляет собой две концентрические трубки из нержавеющей стали, между которыми располагается ядерное горючее. Затем вода поднимается по ТВЭЛам вверх и выходит из рабочего канала. [c.166]

Пороговый характер выгорания графита по высоте колонны. (см. рис. 5.15), определенный на основании расчета по скорости окисления графита во влажной среде, подтверждается экспериментальными фактами, полученными при обследовании графитовой кладки. В процессе эксплуатации реактора в газовом потоке, проходящем через кладку, присутствуют пары воды. При температуре графита ниже порога зажигания реакции окисления графита в парах воды наблюдается монотонное снижение диаметра ячейки по высоте. В случае 7 обЛ> 800° с увеличение диаметра отверстия графитовых блоков в активной зоне реактора происходит скачками. Визуальные наблюдения позволили установить, что увеличение диаметра вызвано сильным обгора-нием, а не разрушением или выкрашиванием графита в этом районе кладки. [c.221]

В высокотемпературных реакторах, где скорость окисления снижена за счет применения гелия или азота, в случае нарушения герметичности рециркуляционного контура и попадания воздуха в графитовую кладку при температуре 830—930° С возможно возникновение пожара, так как в воздухе реакция С + Ог экзотермична и возникает самоподдерживающееся горение [226, № 462]. [c.223]

Максимальная температура графитовой кладки на втором блоке БАЭС 700—750° С [79]. Из-за подсосов воздуха в систе- [c.224]

В атомной энергетике широкое распространение нашлк уран-графито ые реакторы, основной частью которых является многотонная графитовая кладка. Основное назначение кладки реактора на тепловых нейтронах состоит в замедлении быстрых нейтронов, рождающихся при цепной реакции деления ядер. Внутренняя часть кладки, где размещены твэлы, называется активной зоной периферийная часть, служащая для-снижения утечки нейтронов,— отражателем, [c.227]

Типичный график распределения температуры по высоте и радиусу кладки представлен на ряс. 6.2. Как правило, температура периферийной зоны кладки значительно ниже, чем центральной. В реакторах с высоким уровнем мощности, например NPR [184], для снижения темпера- Рис. 6.1. Зависимость температуры Т туры графита кладки смонти- графитовой кладки от мощности W рована апециальная система реактора Первой АЭС [137, с. 15] труб, по которым подается охлаждающая вода. [c.229]

Кладка реактора ИР. Графитовая кладка реактора ИР представляет собой цилиндр диаметром 4,4 м и высотой 5,8 м, размещенный на стальных опорах (рис. 6.5) [137, с. 319]. Графитовые блоки в сечении 200X200 мм установлены вертикально и образуют колонны, что облегчает монтаж кладки. Всего в кладке 248 вертикальных отверстий, из которых в 140 установлены твэлы. [c.234]

Кладка Белоярской АЭС (БАЭС). Графитовая кладка в 1-м и 2-м блоках БАЭС имеет форму цилиндра диаметром [c.234]

Реактор РБМ-К. Самым мощным отечественным энергетическим реактором является канальный уран-графитовый кипящий реактор РБМ-К-1000 [2]. Его графитовая кладка имеет цилиндрическую форму и состоит из собранных в колонны отдельных блоков сечением 250X250 мм с осевыми цилиндрическими отверстиями. В этих отверстиях размещаются технологические каналы и каналы СУЗ. Для предотвращения радиальных перемещений кладка фиксирована охлаждаемыми штангами, расположенными в отверстиях периферийных колонн. [c.236]

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]

Рассмотренные выше сложные конструктивные решения кладки предпринимаются для обеспечения ее длительной работы. Необходимость прогнозирования поведения кладок требует испытания различлых элементов активной зоны и их взаимодействия между собой. Так, например, в реакторах РБМ-К вследствие несменяемости технологических каналов (ТК) в течение всего срока службы кладки имеется вероятность их механического взаимодействия с графитовой кладкой в результате как усадки графита, так и увеличения диаметра цирконцевой трубы вследствие радиационной ползучести. [c.254]

Особенностями реакторов РБМК являются канальные конструкция и графит в качестве замедлителя. По графитовой кладке вокруг каналов с тепловыделяющими сборками (ТВС) циркулирует азотно-гелиевая смесь для предотвращения перегрева графита. Канальный вариант не ставит ограничений по развитию мощности реактора и позволяет без останова, в процессе эксплуатации вести ежесуточную замену двух — пяти ТВС, что является его большим преимуществом. Одноконтурная АЭС позволяет иметь в реакторе давления, близкие к давлению перед турбиной (7 МПа), т. е. существенно меиьщие, чем для двухконтурных АЭС. Однако недостатком РБМК является значительная разветвленность системы (рис. 7.3). На рисунке пока- [c.73]

В энергетических реакторах канального типа с электрической мощностью от 100 до 2000 МВт в качестве замедлителя нейтронов используется графит, а теплоносителем является пар. Генерация и перегрев пара в этих реакторах осуществляются с помощью тепловыделяющих элементов в отдельных каналах, число которых составляет от 1000 до 17 000 (рис. 2.3). Активная зона реакторов имеет цилиндрическую форму диаметром от 7000 до 15 000 мм и высотой от 6000 до 8000 мм. Усилия от веса каналов, графитовой кладки и защиты передаются на верхнюю и нижнюю сварные плиты высотой 600-н2000 мм, изготовленные из листовой низколегированной стали в виде перекрестных балок со сплошным или несплошным покрытием и системами герметизации. При эксплуатации эти плиты подвергаются действию статических весовых и повторных тепловых нагрузок. Корпус боковой защиты, практически не подвергается давлению. [c.24]

Элементы реакторов в районе активной зоны вследствие радиационного распухания могут испытывать действие дополнительных напряжений (преимущественно статического характера), величины которых определяются условиями совместного деформирования. Такие напряжения достигают относительно высоких значений для элементов графитовой кладки реакторов РБМК, а также для несущих частей тепловыделяющих элементов реакторов. [c.29]

Первым таким реактором был SRE тепловой мощностью 20 МВт. Через графитовую кладку внутри корпуса проходят 119 колонн, в каналах кот< рых расположены сборки ТВЭЛ, состоящие каждая из семи стсржпсй высотой 1,8 м, набираемых из урановых блочков длиной по 150 мм в трубках из нержавеющей стали. Диаметр [c.153]

Графитовая кладка активной зоны диаметром и высотой 3,05 м имеет каналы, но которым циркулирует раствор урана и плутония в висмуте. Боковой и торцовые отражатели нейтронов графитовые толщиной 0,61 м. Толщина стенок стального наружного корпуса равна 76 мм. Количество топливного раствора в снсгеме 600 т. В системе Bi—Pu это соответствует количеству плутония 1,2 т, в том числе 322 кг делящихся изотопов (Ри , Ри ). Удельная мощность активной зоны 1500 кВт на 1 кг делящегося материала. [c.169]

Достоинствами реакторной установки данного типа являются отсутствие толстостенного корпуса и парогенераторов возможность квазинепрерыв-ной перегрузки топлива на ходу пониженное давление теплоносителя относительно малый запас реактивности аккумулирование теплоты графитовой кладкой потенциально высокая способность контура работать в условиях естественной циркуляции теплоносителя возможность регулировать расход теплоносителя в каждом канале, осуществлять индивидуальный контроль целостности каналов и контролировать параметры теплоносителя в каждом канале, относительно высокий коэффициент использования мощности низкое обогащение топлива. [c.140]

В реакторе предусмотрены следующие основные системы контроля и управления 1) физического контроля поля энерговыделения по радиусу и высоте с помощью датчиков прямой зарядки 2) управления и защиты реактора 3) пускового контроля (реакти-метры, пусковые выемные камеры) 4) контроля расхода воды по всем каналам специальными щарико-выми расходомерами 5) контроля целостности труб каналов (КЦТК) по влажности и по температуре газа, заполняющего полость графитовой кладки [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...