Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора



Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора
Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора

 


Владельцы патента RU 2400838:

Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к управлению внутриреакторными процессами в исследовательских ядерных реакторах, активная зона которых сформирована из ТВС со стержневыми твэлами.

При формировании активной зоны исследовательского ядерного реактора устанавливают в ней тепловыделяющие сборки различных модификаций, причем при установке в активную зону тепловыделяющих сборок с экспериментальными каналами их ориентируют таким образом, чтобы экспериментальные каналы были направлены боковыми поверхностями друг к другу или к нейтронной ловушке, создавая и/или увеличивая объем замедляющей полости.

Изобретение направлено на повышение эффективности облучения материалов в активной зоне и увеличение выхода производимых радионуклидов. 2 з п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к ядерной энергетике в области управления внутриреакторными процессами в исследовательских ядерных реакторах, активная зона которых набирается из ТВС со стержневыми твэлами, и может быть использовано для повышения эффективности облучения материалов в активной зоне и увеличения выхода производимых радионуклидов.

Известен способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора, при реализации которого увеличение плотности потока тепловых нейтронов в реакторе достигается размещением в составе активной зоны полости, заполненной эффективным замедлителем нейтронов и окруженной со всех сторон реакторным топливом [Бать Г.А., Коченов А.С., Кабанов Л.П. Исследовательские ядерные реакторы: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985 (с.59-63), Цыканов В.А., Самсонов Б.В. Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком. М.: Атомиздат, 1973 (с.10-12)].

Известно также, что облучение материалов в исследовательских реакторах часто выполняют непосредственно в активной зоне в специальных экспериментальных каналах, окруженных со всех сторон тепловыделяющими сборками (ТВС) или тепловыделяющими элементам (твэл). [Бать Г.А., Коченов А.С., Кабанов Л.П. Исследовательские ядерные реакторы: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985, Цыканов В.А., Самсонов Б.В. Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком. М.: Атомиздат, 1973 (с.41-73)]. Для облучения материалов также используют специальные ТВС, в конструкции которых предусмотрены специальные каналы для размещения облучаемых материалов [патент на полезную модель №68168].

Наиболее близким к заявляемому способу является способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора с использованием ТВС трех модификаций [Цыканов В.А., Клинов А.В., Старков В.А. и др. Основные итоги первого этапа модернизации активной зоны СМ. Атомная энергия, 2007, т.102, вып.2, с.86-92]. Способ формирования активной зоны реактора заключается в том, что в активную зону устанавливают тепловыделяющие сборки трех модификаций: сборки с четырьмя ампульными каналами, с одним ампульным каналом и сборки без ампульных каналов. Выводят реактор на номинальную мощность, при достижении необходимого времени облучения образцов останавливают реактор и выгружают ампулы и устройства. При достижении заданного выгорания топлива в твэлах ТВС производится ее выгрузка в бассейн выдержки.

Недостатками указанных способов является то, что объем экспериментальных каналов в активной зоне является постоянным, определенным их конструкцией, а место размещения ТВС с экспериментальными каналами в активной зоне, как правило, фиксированным. Поэтому нет возможности оперативного, в ходе текущей эксплуатации реактора, изменения объема замедляющей полости или объема экспериментального канала в активной зоне при возникновении такой необходимости.

Объем замедлителя в экспериментальном канале определяет характеристики спектра нейтронов и эти характеристики не могут быть изменены в сторону увеличения доли тепловых нейтронов и повышения плотности потока тепловых нейтронов выше определенных значений. Имеющаяся в реакторе нейтронная ловушка также имеет ограниченный конструкцией экспериментальный объем, который не может быть оперативно, в ходе текущей эксплуатации изменен, что ограничивает экспериментальные возможности реактора.

Задачей данного технического решения является повышение эффективности облучения материалов в активной зоне и увеличение выхода производимых радионуклидов путем изменения объема замедляющей полости в активной зоне реактора.

Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора устанавливают в активную зону тепловыделяющие сборки различных модификаций, причем при загрузке в активную зону тепловыделяющих сборок с экспериментальными каналами их ориентируют таким образом, чтобы экспериментальные каналы были направлены друг к другу или к нейтронной ловушке, создавая и/или увеличивая объем замедляющей полости. Затем выводят реактор на мощность и останавливают его при достижении заданных параметров облучения образцов или заданного значения выгорания топлива.

Установка двух ТВС с экспериментальным каналом, граничащих друг с другом, в соседние ячейки на границе нейтронной ловушки позволяет увеличить объем этой ловушки.

Установка четырех ТВС с экспериментальным каналом, граничащих друг с другом, в активной зоне позволяет создать дополнительную замедляющую полость.

Расположение, объем и геометрия дополнительной замедляющей полости в активной зоне от кампании к кампании может меняться.

Новыми существенными признаками по сравнению с прототипом являются:

- возможность эффективного увеличения объема нейтронной ловушки в реакторе путем загрузки ТВС с экспериментальными каналами в соседние ячейки, примыкающие к ловушке, таким образом, чтобы экспериментальные каналы в соседних ячейках граничили друг с другом и находились на границе нейтронной ловушки;

- возможность формирования в активной зоне замедляющей полости из экспериментальных каналов ТВС в соседних ячейках, ориентированных друг к другу, и тем самым обеспечение увеличения плотности потока тепловых нейтронов в активной зоне в месте размещения облучаемых материалов.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.

На фиг.1 представлена картограмма активной зоны реактора СМ,

где: 1 - центральная замедляющая полость;

2 - бериллиевый вкладыш;

3 - бериллиевые блоки отражателя:

4 - центральный компенсирующий орган

- канал отражателя;

- ячейка активной зоны с ТВС;

- компенсирующий орган;

- стержень аварийной защиты (АЗ) в бериллиевом вкладыше

- орган автоматического регулирования (АР)

На фиг.2 представлено поперечное сечение ТВС экспериментальным каналом, образованным удалением части твэлов,

где: 5 - корпус;

6 - твэл;

7 - вытеснитель;

8 - головка ТВС;

9 - ребро головки

На фиг.3 представлена картограмма активной зоны реактора СМ с двумя ТВС с экспериментальным каналом, установленными на границе нейтронной ловушки.

На фиг.4 представлена картограмма активной зоны реактора СМ с четырьмя ТВС с экспериментальным каналом, установленными в активной зоне.

В ячейки активной зоны загружают ТВС квадратного сечения, набранные из стержневых твэлов. В ряде ТВС имеются цилиндрические экспериментальные каналы, образованные удалением части твэлов. Например, в ТВС типа 184.10. имеется экспериментальный канал диаметром 24,5 мм (фиг.2). Это - канал максимального размера, который можно разместить в ТВС реактора СМ. Если две сборки этого типа установить на границе нейтронной ловушки так, как показано на фиг.3, появятся дополнительные облучательные объемы с плотностью потока тепловых нейтронов, близкой к плотности потока в нейтронной ловушке. В этих каналах можно разместить мишени для накопления радионуклидов. Объем материалов, облучаемых в условиях высокой плотности потока тепловых нейтронов, возрастет при этом более чем на 20%.

Можно также разместить четыре ТВС так, как показано на фиг.4. В этом случае в массиве твэлов в активной зоне будет образована дополнительная замедляющая полость, причем ее расположение в активной зоне от кампании к кампании может меняться.

1. Способ формирования активной зоны исследовательского ядерного реактора, характеризующийся тем, что в активную зону устанавливают тепловыделяющие сборки различных модификаций, причем при установке в активную зону тепловыделяющих сборок с экспериментальными каналами их ориентируют таким образом, чтобы экспериментальные каналы были направлены друг к другу или к нейтронной ловушке, создавая и/или увеличивая объем замедляющей полости.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что при установке в активной зоне двух тепловыделяющих сборок с экспериментальными каналами их устанавливают на границе нейтронной ловушки, причем экспериментальные каналы граничат друг с другом.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что при установке в активной зоне четырех тепловыделяющих сборок с экспериментальными каналами их устанавливают в активной зоне, причем экспериментальные каналы граничат друг с другом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении относительного коэффициента межканального массообмена в пучках круглых цилиндрических стержней с треугольной компоновкой.

Изобретение относится к области контроля ядерных реакторов, а именно к устройствам контроля давления газа в тепловыделяющем элементе (ТВЭЛе) реактора. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к анализу ядерных материалов радиационными методами и предназначено для оперативного контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовых потоках изотопно-разделительного уранового производства.

Датчик // 2396612
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в качестве устройства для профилирования поля скоростей потока жидкости и измерения перепада давления в канале на входе теплоносителя в имитатор топливной кассеты активной зоны ядерной энергической установки (ЯЭУ), преимущественно серийного блока типа ВВЭР-1000 при подтверждении гидравлических параметров первого контура.

Изобретение относится к области аналого-цифровой вычислительной техники и может быть использовано для настройки и поверки приборов измерения мощности и реактивности ядерных реакторов и оперативной проверки их работоспособности.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения теплогидравлических характеристик (ТГХ) по сечению сборки и может быть использовано при определении параметров одно-двухфазных потоков в тепловыделяющих сборках различного назначения.

Изобретение относится к ядерной технике. .

Датчик // 2388080
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в качестве устройства для профилирования поля скоростей потока жидкости и измерения перепада давления в канале на входе теплоносителя в имитатор топливной кассеты активной зоны ядерной энергической установки (ЯЭУ), преимущественно серийного блока типа ВВЭР-1000 при подтверждении гидравлических параметров первого контура.

Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля и управления ядерных реакторов. .

Изобретение относится к средствам идентификации тепловыделяющих сборок (ТВС), в частности отработанных тепловыделяющих сборок, извлекаемых из ядерного реактора или водного бассейна-хранилища, и предназначенных для последующего хранения и переработки

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к технологии контроля герметичности тепловыделяющих элементов специальной геометрии (например, элементов стержневого типа с профилированной оболочкой) на стадии их производства

Изобретение относится к средствам для визуального контроля за дистанционно управляемым процессом погрузки-выгрузки или разделки отработанных тепловыделяющих сборок

Изобретение относится к средствам для визуального контроля за дистанционно управляемым процессом погрузки-выгрузки или разделки отработанных тепловыделяющих сборок

Изобретение относится к области контроля ядерных реакторов, а именно к способам контроля давления газа в тепловыделяющем элементе (ТВЭЛ) реактора

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано при контроле состояния твэлов после облучения их в ядерном реакторе

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к эксплуатации исследовательских ядерных реакторов с нейтронной ловушкой

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к области контроля теплоносителя в активной зоне реактора, и предназначено для контроля возникновения межканальной неустойчивости (регулярных пульсаций расхода) в активной зоне реактора в режиме реального времени и может быть использовано при управлении реакторами с водой под давлением

Изобретение относится к устройству таблетирования ядерного топлива, в частности топлива МОХ, и способу изготовления таблеток с использованием такого устройства
Наверх