Способ эксплуатации высокотемпературного ядерного реактора
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано в ядерных реакторах, в особенности с шаровыми твэлами. Целью изобретения является повышение безопасности и энергонапряженности реактора. Способ эксплуатации состоит в том, что в качестве теплоносителя 3 используют вещество с плотностью, большей или меньшей плотности шаровых твэлов 2 и торцового отражателя 9. Теплоноситель 3 поступает в свободный объем нижней части 7 активной зоны 1 и через нижний торцовый подвижный отражатель 9 проходит со скоростью, большей скорости уноса через засыпку шаровых твэлов 2, в отводящий коллектор. Если шаровые твэлы 2 и нижний торцовый отражатель 9 имеют плотность больше, чем теплоноситель 3, то они прижимаются потоком теплоносителя к верхней перфорированной доске 5. При вводе поглощающих стержней 10 непосредственно в шаровую засыпку часть твэлов 2 вместе с торцовым отражателем 9 вытесняется в нижнюю часть 7 активной зоны. При плотности шаровых твэлов и торцового отражателя, меньшей плотности теплоносителя, устройство работает аналогично, но вход теплоносителя располагают сверху, т. к. его направление прокачки противоположно равнодействующей архимедовой силы и силы тяжести для структуры активной зоны. 1 ил.
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано в ядерных реакторах в особенности с шаровыми тепловыделяющими элементами (твэлами). Целью изобретения является повышение безопасности и энергонапряженности реактора. На чертеже представлена конструктивная схема высокотемпературного ядерного реактора. Высокотемпературный ядерный реактор содержит активную зону 1, заполненную шаровыми твэлами 2 и теплоносителем 3, плотность которого ниже плотности твэлов, окруженную графитовым отражателем 4, снабженную перфорированной доской 5 и заключенную в корпус 6. Часть 7 активной зоны со стороны входа теплоносителя 8 (нижняя часть 7) свободна от твэлов и заполнена только теплоносителем. Торцовый отражатель 9 со стороны входа теплоносителя (нижний) выполнен в виде подвижной перфорированной плиты с плотностью, близкой к плотности твэлов. Поглощающие стержни 10 обеспечивают управление реактором и аварийную защиту. Циркулятор 11 обеспечивает прокачку теплоносителя по контуру активная зона 1 - теплообменник 12. Способ эксплуатации осуществляют следующим образом. Теплоноситель 3 поступает в свободный объем нижней части 7 активной зоны 1 и через нижний торцовый подвижный перфорированный отражатель 9 проходит со скоростью, большей скорости уноса через засыпку шаровых твэлов 2, и далее через перфорированную доску 5 по отводящему коллектору поступает в циркулятор 11, откуда попадает в теплообменник 12, где охлаждается, и поступает в подводящую магистраль. Шаровые твэлы и нижний торцовый отражатель 9, имеющие плотность больше чем теплоноситель 3, прижаты потоком теплоносителя, циркулирующего со скоростью, большей скорости уноса, к верхней перфорированной доске 5. Для регулирования реактора в активную зону 1 вводятся поглощающие стержни 10 непосредственно в шаровую засыпку. Под давлением поглощающих стержней часть твэлов вместе с нижним торцовым отражателем 9 вытесняются в нижнюю часть 7 активной зоны, в которой до этого находился только теплоноситель. При другом соотношении плотностей теплоносителя, топлива и отражателя устройство работает аналогично. Так, например, при плотности теплоносителя выше плотности твэлов и отражателя вход теплоносителя расположен сверху, соответственно верхний подвижный перфорированный отражатель под действием потока теплоносителя, движущего со скоростью больше скорости уноса, прижимает шаровую засыпку к нижней перфорированной доске. Описываемый способ по сравнению с известными ядерными реакторами с шаровыми твэлами позволяет повысить энергонапряженность за счет выравнивания границы шаровой засыпки со стороны входа теплоносителя и за счет уменьшения ее пористости, безопасность и энергонапряженность за счет уменьшения утечки нейтронов, осуществить гидравлическое профилирование по радиусу активной зоны непосредственно на входе в засыпку, например, путем изменения диаметров отверстий в подвижной перфорированной плите торцового отражателя, что приводит к повышению безопасности и энергонапряженности реактора, повысить безопасность за счет увеличения эффективности органов регулирования, так как при вводе стержней в засыпку изменяется ее конфигурация и изменяется положение подвижного перфорированного отражателя. Кроме того, способ позволяет повысить безопасность в аварийных режимах, связанных с падением скорости теплоносителя, в этих случаях возрастает утечка нейтронов и реактор становится подкритическим, безопасность в аварийных режимах с возрастанием температуры теплоносителя, в этом случае падает плотность теплоносителя и шаровая засыпка переходит во взвешенное состояние с увеличением пористости и, соответственно, возрастает утечка нейтронов, безопасность и энергонапряженность за счет эффективного охлаждения подвижного перфорированного торцового отражателя.
Формула изобретения
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, заключающийся в том, что набирают структуру активной зоны из шаровых тепловыделяющих элементов и торцового отражателя и осуществляют прокачку теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и энергонапряженности реактора, в качестве теплоносителя используют вещество с плотностью, большей или меньшей плотности тепловыделяющих элементов и торцового отражителя, выполненного в виде подвижной перфорированной плиты, который располагают со стороны входа теплоносителя, прокачку теплоносителя осуществляют со скоростью, большей скорости уноса структуры активной зоны, причем направление прокачки теплоносителя противоположно равнодействующей архимедовой силы и силы тяжести для структуры активной зоны.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
