Ввэр -1000

1—реактор: 2—парогенератор: 3—турбогенератор; 4 — эжектор; 5—конденсатор: 6— система водоочистки второго контура: 7 — деаэратор; 8—питательный насос; 9—байпасная очистка; 10 – главный циркуляционный насос

Корпус реактора высо­той 12 м. наружным диаметром 4,3 м, с толщиной стенок 190 мм. Активная зона реактора имеет диаметр 3120 и высоту 3550 мм. Она собрана из 151 тепловыделяющей сборки— ТВС, в которых размещено по 317 тепловыде­ляющих элементов (твэлов) диаметром 9,1 мм. Вода, окружающая со всех сторон активную зону, служит отражателем. Система регулирующих и аварийных стержней обеспечивает управление реактором.

Водо-графитовый канальный реактор РБМК-1000 размещен в герметичной бетонной шахте (раз­мером 21,6 _* 21,6 _*25,5 м³). В ней находится графитовая кладка (замедлитель нейтронов) с цилиндрическими отверстиями, в кото­рых расположены технологические каналы (ТК) и каналы СУЗ. Размеры активной зоны: высота –7 м, диаметр – 11.8 м. В каж­дом ТК установлено по две топливные сборки с 18 твэлам диаметром 1.3см. Загрузка по U с обогащением до 2.2% – 192 т.

Система охлаждения - одноконтурная.. Вода, проходя через ТК, нагревается до кипения. В барабане-сепараторе пар отделяется от воды и затем подается на турбогенератор. После охлаждения пар конденсируется в воду, которую питательный насос возвращает в барабан-сепаратор. Поканальная перегруз­ка топлива осуществляется без остановки реактора.

Схема основных технологических контуров АЭС с реактором РБМК:

1- реактор; 2- графитовая кладка: 3- биологическая защита; 4 - технологические кана­лы; 5- барабан-сепаратор; 6- турбогенератор; 7 - эжектор; 8 - конденсатор; 9 - конденсатоочистка; 10 - деаэратор; II - подпиточиый насос; 12 -байпасная очистка на ионооб­менных фильтрах; 13 - главный циркуляционный насос; 14 - вентиляционная труба; 15 - аэрозольный фильтр; 16 - газгольдер для выдержки газа; 17 - адсорбер СО₂, СО, Н₂, NH₃; 18 - компрессор; 19 - аэрозольный и йодный фильтры

БН - 600 Быстрый Натриевый

Активная зона охлаждается натрием с температурой 550° С на выходе, давлении 1 Мпа Система охлаждения – трёхконтурная Обогащение по ²³⁵U около 20%

Исследовательские реакторы

Продукция исследовательских реакторов – нейтроны с минимальной стоимостью (минимальном энерговыделении на один избыточный нейтрон)

Условие критичности k_¥P = l, где P – вероятность избежать утечки и для вероятности утечки, рав­ной 1-Р

1 – P =( k_¥ - 1 )/ k_¥

Если тепловая мощность реактора Q, то в 1с происходит Q/E_f, делений (E_f -энергия, приходящаяся на акт деления), а число нейтронов, генерируемых 1с, равно nQ/E_f (n—число вторичных нейтронов, приходящихся на акт деления). Таким образом, общее число нейтронов, генерируемых в единицу времени, которые в принципе могут быть для проведения экспериментов - В, равно

B = [( k_¥ - 1 )/ k_¥]nQ/E_f

Реально используется только небольшая часть этого числа.

k_¥ < h,

B_max = [(h - 1 )/ h]nQ/E_f

n(h- 1)/h равна 1.26 для реактора на тепловых нейтронах и 1.41 для реактора на быстрых нейтронах.

В энергетических уран-графитовых реак­торах k_¥ £ 1.07, а в тяжеловодных реакторах k_¥ £ 1.27. Высокообогащенный (~90 %) уран позволяет иметь k_¥ » 2 в реакторе с лю­бым из обычных замедлителей.

В реакторе с при­родным ураном графитовым замедлителем (k_¥—1)/k_¥ = 0,05, а в реакторе с высокообогащенным ураном k_¥ =(k_¥—1)/k_¥ = 0,5. Для оди­наковой производительности по нейтронам мощность уран-графи­тового реактора должна быть приблизительно в 10 раз больше, а плотность потока тепловых на порядок меньше.

В исследовательских реакторах целесообразно использовать высокообогащенное топливо.

Реактор БУК – источник электроэнергии для спутника. 1970 по 1990 гг запущен 31, 28 до сих пор на высокой орбите длительного существования. Теплоноситель в одноконтурной системе охлаждения реактора -эвтектический сплав Na-Ka ( 22% Na, 78% Ка ), температура плав­ления которого 11° С, а кипения - 780° С.

Задача.. Оценить плотность потока j н/см²с, плотность тока y н/см²с нейтронов утечки на границе АЗ и плотность нейтронов n н/см³ в реакторах РБМК, БН- 600 и БУК

j = q_f/S_f q_f = W_f/V_АЗ S_f = (N/A)s_f M_кр/V_АЗ

j = W_f/(N/A)s_f M_кр

y = nW_f(1-P)/S_АЗ = nW_f [(k_¥ -1)/ k_¥]/S_АЗ

n = j/v v =(E/2m)^1/2

РБМК

W=310⁹Вт, s_f =589 барн, М_UO2 = 192 т, х =1.810^-2, D = 11м. H = 7 м, k_¥ = 1,04, <E_n> =0,025 эВ, n =2,4

j = н/см²с

y = н/см²с

n = н/см³

БН-600

W = 1,810⁹Вт, <⁵s_f> = 1.28 барн ; M_кр = 2т D = 2 м. H = 0.7 м,

k_¥ = 1,15, <E_n> =1 МэВ, n =2,4

j = н/см²с

y = н/см²с

n = н/см³

БУК W = 10⁵ Вт, <⁵s_f> = 1.28 барн, M_кр = 310⁴г, D = 16см. H = 16 см

(k_¥ -1)/ k_¥ = (h-1)/h=0.5, <E_n> =1 МэВ, n =2,4

j = н/см²с

y = н/см²с

n = н/см³

На 1 МВт БУК БН РБМК

j н/см²с

y н/см²с

n н/см³