Способ эксплуатации ядерного реактора с шаровыми тепловыделяющими элементами и жидким теплоносителем
Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для усовершенствования эксплуатации ядерных реакторов с жидким теплоносителем и шаровыми твэлами. Цель изобретения - повышение энергонапряженности и безопасности путем изменения эффективности отражателя при различных режимах работы реактора. Способ заключается в том, что прокачивают теплоноситель 2 со стороны свободного объема 7 через активную зону, набранную из шаровых твэлов 1. Скорость прокачки теплоносителя 2 выбирают больше, чем скорость уноса твэлов 1. В аварийных режимах происходит постепенный, начиная со слоев, расположенных со стороны входа теплоносителя, переход засыпки твэлов 1 во взвешенное состояние. Отдельные модули, из которых набран отражатель 3, выполненные в форме шара диаметром больше сферы, вписанной в элементарную ячейку засыпки твэлов 1, начинают проникать в засыпку твэлов 1. Для этого необходимо, чтобы равнодействующая сила тяжести и архимедовой силы для твэлов была противоположна направлению прокачки теплоносителя и направлению равнодействующей для модулей и больше ее. В результате перемешивания твэлов 1 и модулей отражателя 3 происходит изменения конфигурации активной зоны и уран-графитового соотношения в ней, а также увеличивается утечка нейтронов из активной зоны. 1 ил.
Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для усовершенствования эксплуатации ядерных реакторов с жидким теплоносителем и шаровыми твэлами. Цель изобретения - повышение энергонапряженности и безопасности реактора путем изменения эффективности отражателя при различных режимах работы. На чертеже изображена схема реактора, реализующая предложенный способ. Расплавно-солевой реактор содержит гомогенную активную зону, заполненную шаровыми твэлами 1, жидким теплоносителем 2 и окруженную графитовыми отражателями 3 и 4. Торцовый отражатель 3 имеет структуру, составленную из отдельных шаровых модулей, диаметр которых меньше диаметра твэла и больше диаметра сферы, вписанной в элементарную ячейку шаровых твэлов при номинальном режиме работы реактора. Отражатель 4 имеет блочную структуру. Активная зона со стороны выхода теплоносителя снабжена перфорированной доской 5 и заключена в герметичный корпус 6. Причем часть корпуса 6, расположенная со стороны входа теплоносителя, содержит свободный объем 7, заполненный только жидким теплоносителем. Реактор содержит также систему 8 замены структуры активной зоны, для чего осуществляется непрерывная перегрузка твэлов 1 и модулей отражателя 3 в процессе работы реактора. Описываемый способ эксплуатации ядерного реактора осуществляется следующим образом. Теплоноситель 2 поступает в свободный объем 7, расположенный в нижней или в верхней части корпуса, проходит через шаровую структуру активной зоны и через перфорированную доску 5 по отводящей магистрали выводится из активной зоны. При движении теплоносителя снизу вверх через активную зону плотность твэлов 1 выбирается больше плотности теплоносителя 2, которая больше модулей отражателя 3, что обеспечивает направление равнодействующей силы тяжести и архимедовой силы для твэлов противоположное направлению теплоносителя и направлению равнодействующей для модулей отражателя. Причем равнодействующая сила для твэлов больше равнодействующей силы для модулей, а скорость теплоносителя в активной зоне больше скорости уноса шаровых твэлов. При движении теплоносителя сверху вниз через активную зону плотность твэлов 1 должна быть меньше плотности теплоносителя 2, которая меньше плотности модулей отражателя 3, а скорость теплоносителя больше скорости уноса структуры шаровых твэлов. В номинальном режиме шаровая структура активной зоны напором теплоносителя прижата к перфорированной доске 5. Шаровые твэлы по мере их выгорания выводятся из активной зоны и поступают в систему 8 замены топлива, откуда попадают в хранилище на переработку. Одновременно из системы 8 в активную зону подаются свежие твэлы и та часть теплоносителя, которая до этого попала в систему 8 вместе с выгоревшими твэлами. Шаровые модули отражателя 3 подаются в свободный объем 7 также из системы 8. Движение шаровых твэлов происходит по контуру: активная зона - система 8 - активная зона. Таким образом осуществляется непрерывная перегрузка твэлов в процессе работы реактора. В аварийных режимах, связанных с падением скорости теплоносителя, увеличением температуры или уменьшением его плотности происходит постепенный, начиная со слоев, расположенных со стороны входа теплоносителя, переход свободной засыпки твэлов во взвешенное состояние, и при определенном значении модули нижнего отражателя начинают внедряться в засыпку твэлов 1, а те проникать в шаровую структуру отражателя 3 и через него - в свободный объем 7, В результате увеличивается объем, изменяется конфигурация активной зоны, уран-графитовое соотношение в ней и увеличивается утечка нейтронов из зоны, а также несколько улучшается теплосъем с твэлов.
Формула изобретения
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА С ШАРОВЫМИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ И ЖИДКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ, заключающийся в том, что тепловыделяющие элементы вводят в активную зону, окруженную отражателем, и прокачивают теплоноситель со стороны свободного объема через плавающий торцовый отражатель со скоростью больше скорости уноса структуры активной зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения энергонапряженности и безопасности путем изменения эффективности отражателя при различных режимах работы реактора, набирают структуру плавающего торцового отражателя из отдельных модулей, выполненных в форме шара диаметром больше сферы, вписанной в элементарную ячейку засыпки шаровых тепловыделяющих элементов, причем равнодействующая силы тяжести и архимедовой силы для тепловыделяющих элементов противоположна направлению прокачки теплоносителя и направлению равнодействующей для модулей и больше ее.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
