proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[15/02/2021]     Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора

Виталий Узиков, инженер

Существует возможность применения пассивных систем не только в системах безопасности ядерных реакторов, но и их использование для повышения эффективности и улучшения теплогидравлических характеристик исследовательских реакторов. В качестве примера рассмотрено применение системы пассивного гидропрофилирования ячеек активной зоны бассейнового реактора РБТ-6 с использованием изгиба биметаллических пластин  (БП) при изменении температуры на выходе из ТВС.



Эффективность работы ядерных реакторов во многом зависит  от плотности потока нейтронов в активной зоне. Как правило, активная зона ядерного реактора формируется из тепловыделяющих сборок (ТВС), в которых размещены тепловыделяющие элементы (твэлы) с делящимся веществом. Чаще всего в качестве делящегося вещества используют  диоксид урана, обогащенный по изотопу U-235. При делении урана выделяется много тепла, которое необходимо постоянно и эффективно отводить, поэтому через ТВС прокачивается большое количество теплоносителя.

Энерговыделение в ТВС активной зоны распределяется неравномерно – в центральной части оно выше, чем в периферийной, поэтому для повышения эффективности теплоотвода поток теплоносителя желательно также распределять с учетом различия мощности ТВС в отдельных ячейках активной зоны. Так для оптимизации теплоотвода в активных зонах энергетических реакторов применяется гидравлическое профилирование – неодинаковое распределение потоков теплоносителя по ТВС. В центральные сборки, где большее тепловыделение, направляется больше теплоносителя, в периферийные – меньшее. Таким образом, обеспечивается выравнивание температур теплоносителя вразных точках на выходе из активной зоны[1].В энергетических реакторах с хорошо известными и слабо меняющимися характеристиками неравномерности энерговыделения по ячейкам активной зоны осуществить гидравлическое профилирование распределения расходов по ТВС не так уж и сложно. 

Однако, если речь идет об исследовательских реакторах с расположенными внутри активной зоны экспериментальными каналами, загрузка которых облучательными устройствами может создавать большие перекосы в распределении нейтронного потока. В качестве примера таких реакторов можно назвать реакторы РБТ-6, РБТ-10/2 и МИР.М1, действующие на площадке НИИАР. Первые два относятся к бассейновым реакторам – наиболее простому и распространённому типу исследовательских реакторов, а реактор МИР.М1 относится к канальным реакторам. И если высокая неравномерность между ТВС в канальном материаловедческом реакторе МИР.М1 определяется в основном особенностями требуемых параметров облучения в различных экспериментальных каналах, то в реакторах РБТ, в которых «дожигают» топливо после высокопоточного реактора СМ, это вызвано в основном тем, что из-за упрощенной конструкции активной зоны, отражатель нейтронов там практически отсутствует (если не считать 9 угловых блоков отражателя в РБТ-10/2).

Приоритетный выбор бассейновых исследовательских реакторов обусловлен длительной историей эффективной и безопасной эксплуатацией таких установок. При высокой степени безопасности такие реакторы обеспечивают плотность тепловых нейтронов, вполне достаточную для проведения большинства исследований, в которых используются тепловые нейтроны.

К недостаткам реакторов этого типа можно отнести низкую температуру кипения в активной зоне из-за невысокого давления, что с учетом неравномерности энерговыделения по ТВС и, как правило, недопустимости поверхностного кипения на твэлах, существенно ограничивает мощность реактора. Применением гидропрофилирования потоков теплоносителя по ячейкам активной зоны, можно повысить мощность реактора и плотность нейтронного потока в каналах облученияпри сохранении общего расхода в первом контуре. Оценка эффективности гидропрофилирования активной зоны для повышения мощности проводилась на примере исследовательского реактора РБТ-6.  Реактор представляет собой бассейновый, водо-водяной реактор на тепловых нейтронах с номинальной мощностью 6МВт и предназначен для проведения экспериментов по изучению свойств материалов в процессе длительного облучения при постоянных параметрах и режимах облучения. Испытание материалов производится при плотности нейтронного потока (1013 ÷ 1014) см-2с-1 в вертикальных каналах реактора, а активная зона реактора набирается из отработавших ТВС реактора СМ-3 с выгоранием менее 47% [2].

Активная зона выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда с решеткой 8×8 ячеек в основании, где 56 мест заняты рабочими ТВС, а остальные отведены под экспериментальные каналы (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Вид реактора РБТ-6 с активной зоной

Из-за отсутствия отражателя в РБТ-6 энерговыделениепо рабочим ТВС распределено очень неравномерно, с существенным завалом от центра к периферии активной зоны (Рисунок 2).  

Рисунок 2 – Типичное распределение относительной мощности ТВС по ячейкам активной зоны (по ТВС) реактора РБТ-6

Именно эта неравномерность существенно ограничивает тепловые нагрузки в активной зоне, так как при отсутствии гидропрофилирования по рабочим ячейкам в максимально теплонапряженных ТВС необходимо обеспечить запас до кризиса теплоотдачи.  Этот кризис для опускного движения теплоносителя в параллельных энерговыделяющих каналах бассейновых реакторов обусловлен достижением температуры насыщения на выходе из ячейки максимально теплонапряженного твэла. Решить проблему повышения тепловой мощности РУ РБТ-6 можно? применив гидропрофилирование по рабочим ячейкам активной зоны, когда на более теплонапряженные ячейки направляется больший расход, а на менее теплонапряженные – пониженный расход при сохранении суммарного расхода через активную зону.

 

Оценка возможности пассивного гидропрофилирования в исследовательских реакторных установках 

Для бассейновых реакторов с нисходящим потоком теплоносителя в активной зоне целью гидропрофилирования является повышение запаса до кипения путем выравнивания температур теплоносителя на выходе из ТВС активной зоны. Это может быть обеспечено установкой дополнительного гидравлического сопротивления в ячейках с ТВС с относительно низким энерговыделением (периферийные и угловые ТВС в РБТ-6)  для того чтобы перенаправить часть расхода теплоносителя в более теплонапряженные центральные ТВС.

Проблемой в осуществлении стационарного гидропрофилирования активной зоны является периодическое существенное перераспределения потока нейтронов по ТВС в зависимости от программы загрузки облучательных каналов. Поэтому идеальным дроссельным устройством было бы такое устройство, которое автоматически отслеживает относительное изменение мощности расположенной в этой ячейке ТВС и производит действие для соответствующего регулирования расхода.

Исходя из идентичности температуры теплоносителя на входе в ячейки активной зоны, алгоритм такого действия должен быть направлен на выравнивание температуры теплоносителя на выходе из различных ТВС: при увеличении температуры на выходе из сборки гидравлическое сопротивление дроссельного устройства должно уменьшаться, а при уменьшении температуры – увеличиваться.

 

Использование биметаллических пластин для регулировки расхода

Реализация механизма пассивного изменения геометрии дросселирующих устройств возможна, в частности, применением биметаллических пластин (БП), изменяющих свой изгиб в зависимости от окружающей температуры. Этот изгиб может быть направлен на изменение проходного сечения в дроссельном устройстве ячейки активной зоны, т.е. приводить к изменению расхода через ТВС.

Принцип действия изгиба БП основан на различном линейном расширении составляющих эту пластину материалов. Линейное изменение размера DL пластины длиной L при изменении температуры на Dt находится из выражения DL = L×β×Dt , где β - коэффициент линейного расширения материала.

Например, для стали 12Х18Н10Т при температурах 20¸100 °С коэффициент линейного расширения составляет ~ 17×10-6 К-1, а для никелевого сплава инвара (32НКД) ~ 1×10-6 К-1 [3]. В этом случае, для пластин, например, длиной 0,4м, изменение температуры, например, на 10 °С приведет к следующему изменению длины этих материалов:

DL12Х18Н10Т = 0,4×17×10-6×10 =0,068 мм

DL32НКД = 0,4×1×10-6×10 =0,004 мм

Если принять, что нейтральная поверхность БП не меняет свою длину, то материал над нейтральной поверхностью растягивается, а под ней – сжимается (Рисунок 2.1), причем удлинение-сжатие пропорционально расстоянию от нейтральной поверхности y [4]:   ΔL/L = y / R

Таким образом, кривизна пластины 1/R = y×DL / L, где y – расстояние от нейтральной линии, соизмеримое с толщиной пластины. По определенной кривизне  1/R и длине пластины L определяется угол кривизны:

Изменение радиуса и угла кривизны определяет величину отклонения конца пластины от первоначального (неотклоненного) положения (Рисунок 3) 

 

Рисунок 3Схема изгиба биметаллической пластины

Приведенные расчетные оценки радиальных перемещений концевой части биметаллической пластины 12Х18Н10Т – инвар 32НКД показали принципиальную возможность подбора геометрических параметров БП, удовлетворяющих требованиям пассивности регулирования расхода в зависимости от температуры на выходе из ТВС. Более детальные термомеханические расчеты проводились  3D–геометрии с использованием программного комплекса SolidWorks.

 

 

Конструкция дросселирующих термомеханических устройств с использованием БП

На Рисунке 4 показана возможная конструкция дросселирующих термомеханических устройств (ДТУ) с использованием БП для организации гидропрофидирования активной зоны реактора
РБТ-6. В анализируемой конструкции дросселирование потоков теплоносителя производится при помощи частично закрытых 4-х щелей в каждой ячейке, выполненных в виде жалюзи.  Для выбранных параметров дросселирования длина щелей составляет 51 мм,  а минимальная ширина раскрытия 1,5 мм.

 

1 – пластинчатая решетка;  2 – ножка ТВС; 3 – биметаллическая пластина; 4 – жалюзийное дроссельное устройство; 5 – заслонка

Рисунок 4 –  Вид сборки ячеек дросселирующих термомеханических  устройств  (сверху),конструкция отдельной ячейки (внизу справа) и подвижная жалюзийная заслонка (внизу слева)

Возможное размещение сборки ячеек с дросселирующими термомеханическими  устройствами  (ДТУ) под нижней плитой активной зоныв реакторе РБТ-6 показано на Рисунке 5.

Рисунок 5 –  Размещение дросселирующих термомеханических  устройств (ДТУ) под нижней опорной плитой корпуса реактора РБТ-6

Расчет термомеханических процессов изгиба БП при нагреве проводился в пакете  Simulation/ SolidWorks. Принималось, что нулевой изгиб соответствует температуре 25°С. Длина изгибающейся части пластины равна 142 мм. Расчетный коэффициент линейного расширения для стали 12Х18Н10Т принимался равным 1,7×10-5 1/град, а для инвара – 1,2×10-6 1/град. Расчетные значения величины отклонения торцевой части  БП длиной 142 мм при толщине пластин из стали 12Х18Н10Т и инвара по  0,5 мм при нагреве показаны на Рисунке 6.

Рисунок 6–  Расчетные значения изгиба БП длиной 142 мм при нагреве до 55 и 85°С для выбранных металлических пластин с толщиной 0,5 мм (SolidWorks/ Simulation)

После обработки полученных расчетных данных был создан макрос в EXCEL, позволяющий автоматически определять перемещение торца БП при выбранной толщине пластин и заданной температуре. Это дало возможность провести расчетный анализ гидропрофидирования при известной неравномерности энерговыделения  по ячейкам активной зоны и заданном общем расходе через реактор.

Результаты гидравлического расчета ячеек активной зоны РУ РБТ-6  при различном положении дросселирующей заслонки

Результатом серии расчетов по определению параметров гидропрофилирования активной зоны РБТ-6 с использованием ДТУ при различном положении заслонки, стала полученная гидравлическая характеристика расхода теплоносителя через дросселируемую ячейку с рабочей ТВС при перепадах давления на активной зоне 6, 10, 15 и 25 кПа и положениях заслонки, открывающих щели на 2,5; 3,5; 4,5 и 5,5 мм.

В  качестве примера гидравлического расчета во SolidWorks/ FlowSimulationна Рисунке 7 приведены результаты распределения в продольном сечении поля скоростей и давлений в ячейке ДТУ для перепада давления на активной зоне 10 кПа и ширине раскрытия жалюзийной
щели 4,5 мм.

Рисунок 7 –  Результаты расчета во SolidWorks / FlowSimuпрофиля скоростей и давлений на ДТУ для перепада давления на активной зоне 10 кПа и  ширине раскрытия щели 4 мм 

После обработки полученных расчетных данных для гидравлической характеристики ячеек активной зоны с ДТУ в зависимости от перепада давления на зоне и ширины раскрытия щелей, в EXCEL был создан макрос, позволяющий автоматически определять объемный расход через ТВС активной зоны. Ширина раскрытия щелей определялась по деформации БП в зависимости от температуры на выходе из ТВС, которая, в свою очередь зависит от мощности ТВС и от расхода через ячейку.

При отсутствии гидропрофилирования подогрев теплоносителя определяется средним расходом по ячейкам и, поэтому, имеет высокую неравномерность (Рисунок 8). Максимальный подогрев теплоносителя в одной из центральных ячеекпри мощности реактора 6 МВ достигает 15°С.

Рисунок 8  –  Распределение подогрева теплоносителя по рабочим ячейкам активной зоны для мощности реактора 6 МВт при отсутствии гидропрофилирования

Параметры гидропрофилирования рассчитывались для каждой ячейки активной зоны в отдельности исходя из мощности ТВС. При расчете в EXCEL использовались макросы расчета смещения торца БП в зависимости от её температуры и макросы для определения объемного расхода при вычисленной ширине раскрытия щелей и заданному перепаду давления на активной зоне.Используямакросы подбирался объемный расход через ячейку, уравновешивающий подогрев пластины при известной мощности ТВС и её смещение, определяющее изменение расхода при изменении ширины щелей. Таким образом, для заданного перепада давления на активной зоне по каждой ячейке определяется ширина раскрытия дроссельных щелей и соответствующий расход теплоносителя, а затем все расходы суммировались и определялся расход через активную зону (за вычетом расхода через экспериментальные каналы).

Для принятой неравномерности энерговыделения по ячейкам РБТ-6 при штатной мощности реактора 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3/ч параметры расчетного раскрытия дросселирующих щелей по ячейкам приведено на Рисунке 9. При этом общий перепад давления на  зоне и ДТУ составил 18 кПа.Соответствующее распределение расхода теплоносителя и подогрев в ТВС по ячейкам приведены на Рисунках 10 и 11.

Рисунок 9–  Расчетное раскрытие дроссельных щелей по ячейкам РБТ-6 при штатной мощности 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3

Рисунок 10–  Расчетное распределение расхода теплоносителя по дросселируемым ячейкамРБТ-6 при штатной мощности 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3

Рисунок 11–  Расчетное распределение подогрева теплоносителя по дросселируемым ячейкамРБТ-6 при штатной мощности 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3

Из приведенной на Рисунке 11 гистограммы видно, что при использовании ДТУ максимальный подогрев в рабочих ТВС и разница в подогревах по ячейкам существенно снизились,  что позволяет повысить мощность реактора без повышения температуры в активной зоне. 

Было рассмотрено влияние гидропрофилирования на повышение температур приувеличении мощности реактора в 1,5 раза – с 6 МВт до 9 МВт.  Повышение подогрева по ячейкам приводит к увеличению размеров дроссельных щелей и соответствующему перераспределению расходов и подогревов по ячейкам (Рисунок 12) при снижении перепада давления на активной зоне до 9 кПа.

Рисунок 12–  Расчетное распределение подогрева теплоносителя по дросселируемым ячейкам РБТ-6 при мощности 9 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3

Применение выбранной конструкции ДТУ из-за перераспределения расходов обеспечивает снижение соотношения подогревов теплоносителя между горячей и холодной ячейками с 4,2 до 2,2. Это также существенно влияет на изменение режима теплоотвода от твэлов – улучшает теплоотвод от твэлов с высоким энерговыделением и ухудшает для твэлов с низкимэнерговыделением.

 

Оценка влияния гидропрофилирования на теплотехническую надежность

Кризисные явления в реакторах бассейнового типа при относительно небольших расходах и опускном движении теплоносителя имеют специфические особенности, определяемые нестационарным характером развития процессов при кипении в каналах, и сопровождаются сложными неодномерными эффектами в двухфазном потоке. Эти особенности теплогидравлических процессов при малых скоростях циркуляции обусловлены увеличением вклада гравитационной составляющей перепада давления и сложным взаимодействием гравитационных и инерционно-вязкостных сил при совпадающем и противоположном направлении их действия.

Экспериментальные  и  расчетные  исследования  показывают, что в параллельных каналах активной зоны при малых скоростях общеконтурной циркуляции характер изменения теплогидравлических параметров в нестационарных и квазистационарных режимах, в том числе и в кризисных процессах, может качественно отличаться от аналогичных процессов при больших скоростях циркуляции или в одиночном канале при заданном через него расходе [5].

Для изучения этих режимов течения и кризисных явлений в многоканальной активной зоне при отсутствии или малых скоростях общеконтурной циркуляции с опускным направлением движения теплоносителя были проведены экспериментальные исследования [5-7], где показано, что в нестационарных условиях теплогидравлические процессы и кризисные явления в каждом отдельном тепловыделяющем канале определяются изменением перепада давления на активной зоне и распределением температур в верхней и нижней камерах реактора, которые зависят от межканального взаимодействия.

Однако, изменение режима течения и  кризисные явления возникают сначала в небольшой группе отдельных каналов, которые практически не влияют на изменение перепада давления на активной зоне, т. е. эти процессы можно рассматривать в условиях заданного перепада давления на теплонапряженном канале. Это позволило изучить процессы в максимально напряженных каналах активной зоны, связанные с началом кипения в них и переворотом (реверсом) циркуляции, которые могут привести к запариванию этого канала и к кризису теплоотдачи, являющемуся причиной разрушения твэлов.  В работах [5-8] авторы выявили специфические особенности кризисных явлений при малых массовых скоростях теплоносителя. Среди них можно отметить следующие:

·         нестационарный характер развития кризиса теплообмена при кипении теплоносителя в канале, который сопровождается сложными неодномерными эффектами в двухфазном потоке;

·         трудности фиксации кризиса и параметров потока в момент его возникновения при проведении экспериментальных исследований;

·         необходимость учета гидродинамического взаимодействия параллельных каналов при исследовании кризисных явлений в многоканальных системах, равновероятного существования подъемного и опускного направлений движения теплоносителя в каналах, а также сепарационных и стратификационных явлений в коллекторах;

·         сильное влияние теплогидравлической неустойчивости потока и, следовательно, конструктивных особенностей теплофизических стендов и моделей технологических каналов на результаты экспериментальных исследований.

По результатам анализа для каждой из установок РБТ и используя данные работ [5-8],  критические параметры теплового потока могут коррелированы зависимостями, которые удобно задавать для определенных диапазонов расхода через активную зону.  Как показывает анализ экспериментальных данных, в диапазоне достаточно больших расходов  (свыше 250м3/ч для РУ РБТ-6 и 350 м3/ч  для РУ РБТ-10/2), режим критических тепловых нагрузок в активной зоне совпадает с началом кипения в максимально теплонапряженном канале, поэтому корреляция для критического теплового потока в случае отсутствия пассивного гидропрофилирования строится по точкам появления пара в активной зоне  – в максимально теплонапряженной ячейке.

Это объясняется тем, что появление пара в канале приводит к временному «запиранию» потока теплоносителя в горячей ячейке и его перераспределению по соседним (белее холодным) ячейкам. Но ситуация меняется, если применять пассивное гидропрофилирование, так как поверхностное кипение в потоке недогретой жидкости приводит конденсации в ядре потока и увеличению температуры теплоносителя на выходе из ячейки, что, в свою очередь, приводит к перемещению заслонки и увеличению расхода через ячейку, что частично нивелирует эффект «запирания» потока даже при начале поверхностного кипения. В этом случае неустойчивый режим течения и риск кризиса наступает при существенно больших мощностях ТВС.

Таким образом, если для недросселируемых  ячеек кризис определяется достижением температуры насыщения на выходе в области горячего твэла, то для ячеек с ДТУ, при достаточном диапазоне открытия щелей, из-за положительной обратной связи параметров дросселирования ячеек по температуре на выходе из ТВС, риск кризисанаступает тогда, когда температура на выходе из ячейки горячего твэла приблизится к температуре насыщенияпри увеличенном расходе через неё относительно среднего расхода.

Влияние пассивного гидропрофилирования с применением БП на максимальные температуры теплоносителя и оболочки твэлов при повышении мощности реактора приведено на Рисунке 13.

Рисунок 13 –Влияние пассивного гидропрофилирования с применением БП на максимальные температуры теплоносителя на выходеиз максимально теплонапряженной ТВС (синяя пунктирная линия), на выходе из ячейки максимально теплонапряженного твэла (красная пунктирная линия) и на максимальную температуру оболочкитвэла (зеленая пунктирная линия)

Как видно из приведенной зависимости температур от мощности реактора, применение гидропрофилирования активной зоны РБТ-6 с использованием рассмотренной конструкции ДТУ позволяет увеличить мощность реактора и соответствующие нейтронные потоки.

Эффект от применение ДТУ, направленный на выравнивание температуры теплоносителя на выходе из ячеек активной зоны дает возможность более эффективно использовать теплообменное оборудование контуров охлаждения реактора. Это особенно важно для реакторов бассейнового типа с относительно низкими температурами в первом контуре. Однако следует особо отметить  не только положительные стороны от применения ДТУ, но и повышение рисков, связанных с возможным отказом механической системы с движущимися элементами.  Поэтому необходимо с большой осторожностью относиться к любым системам, которые являются источниками потенциальной опасности нарушения теплоотвода от ТВС при их отказе или поломке. Целесообразность применения такой системы должна оцениваться при углубленном анализе, при котором будут сопоставлены все положительные и отрицательный факторы воздействия на реакторную установку.

 

Заключение

·         Рассмотрена возможность использованияпассивногогидропрофилирования  активных зон ядерных реакторов c целью повышения их тепловой мощности и нейтронного потока;

·         На примере реактора РБТ-6 рассмотрен вариант пассивной системы гидропрофилирования с использованием биметаллических пластин из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и инвара;

·         Произведен термоомеханический  и теплогидравлический расчет работы дросселирующего термомеханического устройства (ДТУ) и показана его эффективность на примере расчетных оценокгидропрофилирования активной зоны реактора РБТ- 6;

·         Применение выбранной конструкции ДТУ из-за перераспределения расходов обеспечивает расчетное снижение соотношения подогревов между горячей и холодной ячейками с 4,2 до 2,2;

·         Показано, что применение для гидропрофилирования активной зоны РБТ-6 ДТУ позволяет увеличить мощность реактора и, соответственно, нейтронные потоки, без повышения температур в активной зоне;

·         Применение ДТУ может существенно расширить возможности по загрузке облучательных устройствв активную зону, существенно повышающих неравномерность нейтронного потока по ячейкам с ТВС;

·         Следует признать, что система с движущимися механическими частями несет в себе потенциальную опасность отказа, поэтому необходимо реально оценивать риски и принимать во внимание, что наряду с возможным улучшением нейтронно-физических характеристик активной зоны  появляется дополнительный фактор риска в случае отказа механических элементов ДТУ.

 

Список источников

1.      Верхивкер Г.П., Кравченко В.П. / Основы расчета и конструирования ядерных энергетических реакторов. Учебник / Под общ. ред. Дубковского В.А. — Одесса: ТЕС, 2008. — 409 с, ил.

2.      http://www.niiar.ru/rbt_6_characteristics

3.      Физические величины: Справочник / Под редакцией И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова, М.: Энергоатомиздат, 1991

4.      Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М./Фейнмановские лекции по физике, т.7, М.: “Мир “, 1977

5.      Хабенский В.Б, Мигров Ю.А,  Ефимов В.К.  Режимы течения теплоносителя и кризисные явления в щелевом имитаторе твэла с байпасом при малых скоростях и опускном направлении общеконтурной циркуляции //Теплоэнергетика, 1991, №12. С41-46.

6.      Хабенский В.Б, Мигров Ю.А   Особенности кризиса теплообмена в обогреваемых вертикальных каналах при низких параметрах теплоносителя// Сборник трудов НИТИ, С-Перербург 1997, С64-76.

7.      UmekawaH.. Ozawa M. and  Miyazaki A. CHF in a Boiling channel under Oscillatory Flow Condition. — Proc of the 2nd Int. Conf. on Multiphase Flow. '95-Kyoto, April 3—7, 1995 Kyoto, Japan, v. 3, CF-7-CF-14.

8.      Ozawa M, Umekawa H Proc. of the Germany-Japanese Symp on Multiphase FlowJCarlsruhe, Kjk 5389 (1994), p. 227.

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Сомнений не осталось, LENR существует

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 3.5
Ответов: 4


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 10 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Случалось слышать мнение про профилирование энерговыделения активной зоны реактора, что в отечественных ВВЭРах с этим переборщили:
*
В условиях ВВЭР, общий объём под давлением внутри корпуса ограничен в связи со 160 атмосферами и 20-сантиметровой толщиной стальной стенки корпуса;
*
В таких условиях, стремление максимально выровнять профиль энерговыделения за счёт обогащения топлива, в условиях активной зоны без отражателя из урана-238, приводит к повышенной утечке нейтронов из реактора и менее эффективному топливо-использованию;
*
В свою очередь, стремление максимально выровнять профиль энерговыделения связан с желанием впихнуть как можно больше тепловой мощности в ограниченный по величине корпус;
*
Увеличить размеры корпуса - габариты и массу - в условиях России нельзя, так как иначе он станет не транспортабелен по железной дороге;
*
Завод "Атоммаш" начатый и незавершённый в поздне-советский период, предполагал изготовление корпусов, в частности ВВЭР-1800, не транспортабельных по железной дороге. Транспортировка предполагалась по водным путям по реке Волге и дальше в моря и океаны по водным путям, однако в пределах СССР строительство АЭС с этими реакторами было возможно только в некоторых местах Европейской части страны.
*
За исключением "Атоммаша" остатки которого работают в основном на нефте-газовую промышленность, единственное предприятие в России - "Ижорский завод" - способно делать в лучшем случае один корпусный комплект ВВЭР-1200 в год /реально 1 комплект в 2 года/.
*
С профилированием переборщили, это одна из причин почему ВВЭРы заметно уступают в экономичности топливо-использования европейским и американским реакторам PWR. 



[ Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Речь идет исключительно об исследовательских реакторах с  большой неравномерностью энерговыделяния по ячейкам зоны, вызванной  изменчивостью программ облучения в каналах активной зоны. К энергетическим реакторам это не конечно же относится. С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Вообще, идея неплохая. Только вот под облучением с этими пластинами ничего не будет, свойства не изменятся?


[ Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Конечно же все нужно проверять на экспериментах, но расстояние от активной зоны до пластин достаточно большое, поэтому воздействие нейтронного потока очень сильно ослаблено.  С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Если в реакторе происходит неравномерное энерговыделение, в центре больше, а на периферии меньше, то может проще ячейки изначально располагать неравномерно - в центре реже, а на периферии чаще. Может быть тогда и биметаллические пластины не потребуются.


[
Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Для РБТ с выраженной неравномерностью от центра к периферии это конечно  разумное предложение, но например для для такого реактора как МИР. М1 перекосы по ячейкам активной зоны обуславливаются созданием требуемых условий облучения вокруг конкретных облучательных каналов, поэтому требуемая мощность рабочих ТВС не связана с расположением ячейки в активной зоне (на периферии или в центре), а  должна обеспечивать локальные параметры обучения в зоне облучательного канала, поэтому стационарное гидропрофилирование по ячейкам с рабочими ТВС там в принципе невозможно. В проекте этого реактора была предусмотрена арматура для регулирования расхода теплоносителя по ячейкам, но на практике это оказалось невозможным из-за высокого риска ошибки. С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
Тогда лучше отказаться от всех видов атомных реакторов и АЭС. Тем более радиоактивный криптон всех нас уничтожит. Может строить ГЭС на следующем принципе:
https://www.youtube.com/watch?v=xhdI3Kb7DTs

А чтобы построить мощную ГЭС следует объединить вакуумный насос с гидропульсором.


[
Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 15/02/2021
На реакторах АПЛ профилирование по радиусу с 1960-х делается, в том числе, варьированием расхода теплоносителя. Метод не новый.


[ Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 16/02/2021
Мне всегда нравятся тексты Виталия насчет технологии реакторов. Лишь бы он не сворачивал на скользкую дорожку ХЯСа ))


[
Ответить на это ]


Re: Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора (Всего: 0)
от Гость на 18/02/2021
Нет, уж лучше про LENR, а , в принципе, результат по всему один - ноль.


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.33 секунды
Рейтинг@Mail.ru