Энергетический реактор
Cтраница 2
Среди строящихся энергетических реакторов следует отметить, как наиболее перспективные, реакторы с расширенным воспроизводством ядерного горючего, работающие преимущественно на быстрых нейтронах. [16]
Параметры различных энергетических реакторов были настолько разнообразными, что из них практически невозможно извлечь полезные количественные обобщения. [17]
В энергетическом реакторе желательно иметь большее значение рш, однако существует некое предельное значение этой величины, определяемое в первую очередь стойкостью твэлов. Существенная часть продуктов деления при рабочих температурах находится в газообразном состоянии, поэтому стойкость твэлов зависит от вида топлива и теплоносителя, материала оболочки и конструкции твэла. Время достижения предельной глубины выгорания называется кампанией топлива ТТ. [18]
В энергетическом реакторе желательно иметь большее значение рш, однако существует некое предельное значение этой величины, определяемое в первую очередь стойкостью твэлов. Существенная часть продуктов деления при рабочих температурах находится в газообразном состоянии, поэтому стойкость твэлов зависит от вида топлива и теплоносителя, материала оболочки и конструкции твэла. [19]
В энергетических реакторах система охлаждения играет роль не только предохранительного устройства: циркулирующий в реакторе теплоноситель является основным звеном всего энергетического цикла. Проходя через активную зону реактора, первичный теплоноситель аккумулирует теплоту, выделяемую при цепной реакции, а затем, попав в теплообменник, передает его вторичному теплоносителю, в качестве которого обычно используется вода. Вода превращается в пар, который приводит в движение турбогенераторы. [20]
 |
Рост скорости делений при загрязнении поверхности природным ураном. [21] |
В энергетических реакторах с U02 проблема в значительной степени сводится к изоляции горючего в реакторе. В канальных реакторах горючее изолировано, и взятие проб из отдельных каналов вне реактора дает информацию о месте повреждения. Для реактора корпусного типа задача усложняется. На сегодня предложено несколько схем поиска. Взятие проб вне реактора может комбинироваться с местным изменением мощности реактора путем перемещения регулирующих стержней. Системы про-боотбора из реактора связаны с большими неудобствами и затратами, чем в реакторах канального типа. Если конструкция реактора допускает работу на малой мощности с открытой крышкой, то могут использоваться улучшенные схемы пробоотбора в комбинации с местным изменением мощности или без такового. [22]
В энергетических реакторах уран может применяться в виде чистого металла или сплаба с металлами, имеющими малое поперечное сечение захвата нейтронов, например, с алюминием или цирконием. Существуют три аллотропические разновидности урана: до температуры 660 С а-уран, имеющий ромбическую кристаллическую решетку; в интервале температур 660 - 760 С - 5-уран с тетрагональной устойчивой решеткой; от 760 С и до точки плавления - у-уран, для которого характерна объемноцентрирован-ная кубическая решетка. Уран очень быстро подвергается коррозии от соприкосновения с водой, водяным паром, воздухом, жидкими металлами и другими средами. Следовательно, температура теплоносителя не должна превышать 500 - 600 С, а механическая и термическая обработка урана должна производиться с соблюдением соответствующих противокоррозионных мер - с использованием защитных атмосфер из инертны-х газов, специальных смазок и флюсов. [23]
В мощных энергетических реакторах при поглощении излучений внутренними слоями защиты выделяется большое количество тепла. Поскольку теплопроводность бетона весьма низкая, его температура может сильно возрасти, в результате чего защитные устройства могут разрушиться. Во избежание этого в реакторах высокой мощности применяют сдвоенную защиту. Внутреннюю ее часть, так называемую тепловую защиту, изготовляют из стали, свинца или чугуна толщиной в несколько десятков сантиметров. Наружный слой бетона толщиной от 1 до 3 - 4 м называют биологической защитой. [24]
 |
Схема ра ВВЭР-1000. [25] |
В энергетических реакторах канального типа с электрической мощностью от 100 до 2000 МВт в качестве замедлителя нейтронов используется графит, а теплоносителем является пар. 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 - 2000 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. [26]
Наконец, энергетические реакторы предназначаются для производства и утилизации ядерной энергии. На рис. 21 приведена типовая схема энергетического ядерного реактора. Урановые стержни составляют активную зону реактора. В этой же зоне находятся стержни, замедляющие нейтроны. [27]
В большинстве энергетических реакторов до сих пор используют цилиндрические тепловыделяющие элементы, установленные в каналы, через которые проходит теплоноситель. [28]
Для твэлов энергетических реакторов обычно требуется уран с определенным обогащением изотопом U235 или искусственными компонентами первичного ядерного горючего Ри239 и U233, также имеющими большое сечение захвата и деления нейтронами. [29]
Главной особенностью энергетических реакторов на быстрых нейтронах является возможность получить не только тепловую и электрическую энергию, но и одновременно воспроизводить ядерное топливо. Реактор на быстрых нейтронах позволяет достаточно полно использовать запасы ядерной энергии, содержащейся в естественном уране. АЭС с реакторами на быстрых нейтронах могут сочетаться с реакторами на тепловых нейтронах, поскольку последние нарабатывают плутоний-239, необходимый для реакторов на быстрых нейтронах. [30]
Страницы: 1 2 3 4