Ядерный реактор

 

ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР, содержащий внутреннюю и внешнюю активные зоны,разделенные слоем инертного вещества, блок регулирования реактивности, установленный в пазу, и держатель, соединяющий блок регулирования реактивности с приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления двухсекционным реактором путем сведения к минимуму воздействия блока регулирования реактивности на реактивность внешней активной зоны, паз вьшолнен в слое инертного вещества, открыт в сторону внутренней активной зоны, а блок регулирования реактивности вьшолнен в виде слоя, охватыва- S ющего часть поверхности внутренней (Л активной зоны, с , меньшей с высоты паза, причем держатель выполнен в виде штока с прямолинейными образуюшдми, с постоянными по всей длине плотностью материала и размерами сечения. ел со 05 4 ьо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5g 6 2 1 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ lg»-:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Жф :у, 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3405105/18-25 (22) 10.03.82 (46) 30.05,84. Бюл. № 20 (72) В.Ф. Колесов, А.А. Малинкин, В.С. Гладков, А.С. Кошелев, И.А. Никитин и С.К. Штарев (53) 621.039.52(088.8) (56) 1, Kazi А. Н. Fast-Pulse Reactor

Operation with Reflector Control and а 106-mm-diam Glory Hole. Nucl. Sci

and Engng. vol. 60, ¹ 1, р. 62-73, 1976.

2. Хаммел Х. и др. Экснериментальное и теоретическое изучение связанной системы быстрого и теплового реакторов ZPR-V °

Физика ядерных реакторов. Избранные доклады иностранных ученых. И., 1959, с. 201-203. Труды Второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии.

3. Эйвери P. и др. Критический эксперимент с энергетическим реактором — размножителем связанного типа на тепловых и быстрых нейтронах. Физи" ка ядерных реакторов. Избранные доклады иностранных ученых. M. 1959, с. 234-236. Труды второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии (прототип).,. SU „„1053642 А (54) (57) ЯЛЕРНЬЙ РЕАКТОР, содержащий внутреннюю и внешнюю активные зоны,разделенные слоем инертного вещества, блок» регулирования реактивности., установленный в пазу, и держатель, соединяющий блок регулирования реактивности с приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления двухсекционным реактором путем сведения к минимуму воздействия блока регулирования реактивности на реактивность внешней активной зоны, паз выполнен в слое инертного вещества, открыт в сторону внутренней активной зоны, а блок регулирования реактивности выполнен в виде слоя, охватыва- g ющего часть поверхности внутренней активной зоны, с толщиной, меньшей высоты паза, причем держатель выпол- С нен в виде штока с прямолинейными образующими, с постоянными по всей длине плотностью материала и размерамн сечения.

1053б42 2

1 еактивности во внутренней АЗ укаэанного реактора. Срабатывание БРР в этом случае вследствие смещения как самого блока, так и держателя блока неизбежно отразится и на реактивности внешней АЗ.

Известны ядерные реакторы, содер жащие блок регулирования реактивности (БРР), имеющий стержневую форму с поперечным сечением в виде кольца или прямоугольника и установленный в пазу такого же сечения, и держатель, соединяющий блок с приводом С1 1, (23.

Наиболее близким к описываемому реактору по технической сущности является ядерный реактор, содержащий внутреннюю и внешнюю активные зоны, разделенные слоем инертного вещества, БРР, установленный в пазу, и держатель, соединяющий БРР с приводом (33.

Недостатком известного ядерного реактора является значительный по сравнению с размерами реактора размер бло-ка в направлении движения, большой 25 размах его смещений, а также отсутствие ограничений на форму выполнения держатепя, соединяющего блок с приводом.

Паз для блока в таком реакторе занимает практически всю высоту реактора. Во взведенном состоянии БРР целиком входит во внутреннюю активную зону (АЗ), а в результате смещений может быть полностью удален из нее в область инертного вещества и внеш35 ней АЗ. Кроме того, в реакторе существенны изменения пространственного положения держателя относительно структурных зон реактора при движении БРР

4О

Это приводит к тому, что движение

БРР изменяет реактивность не только внутренней АЗ, но отчасти и внешней, т.е. вносимые смещением БРР возмущения реактивности не локальны, а

45 захватывают все области реактора.

В известном ядерном реакторе трудно создать эффективную систему управления мощностью реактора, в особенности в режиме импульсного реактора.

Эффективная последовательность операций по управлению двухсекционным импульсным реактором может быть сформулирована лишь при наличии средств независимого (индивидуального) изменения реактивности каждой из АЗ. В то же время очевидно, что

БРР реактора (33 не может служить средством независимого изменения

Изобретение относится к технике ядерных реакторов, применяемых в качестве мощных источников нейтрлн1ного и . излучений.

Цель изобретения — повышение эффективности управления двухсекционным реактором путем сведенля к минимуму воздействия БРР на реактивность внешней АЗ, 1

Это достигается тем, что в ядерноМ реакторе, содержащем внутреннюю и внешнюю АЗ„разделенные слоем инертного вещества„ БРР,установленный в пазу, и держатель, соединяющий БРР с приводом, паэ выполнен в слое инертного вещества„ открыт в сторону внутренней АЗ, а блок БРР выполнен в виде слоя, охватывающего часть поверхности внутренней АЗ с толщиной, меньшей высоты паза. Держатель выполнен в виде штока с прямолинейными образующими с. постоянными по всей длине плотностью материала и размерами сечения.

На чертеже изображен предложенный ядерный реактор.

Сферический симметричный ядерный реактор содержит выполненные из металлических делящихся материалов внутреннюю 1 и внешнюю 2 АЗ и промежуточный слой 3 из металлического вольфрама. В паз 4, выполненный в массиве промежуточного слоя 3 на границе с внутренней АЗ 1, помещен вольфрамовый 5, способный смещаться в пределах лаза 4 посредством круглого в сечении вольфрамового держателя б, проходящего через канал во внешней АЗ 2 и в промежуточном слое 3 и соединяющего БРР 5 с приво— дом (на чертеже не показан).

БРР 5 выполнен в виде круглого в плане фрагмента тонкого сферического слоя. В верхнем положении БРР

5 плотно примыкает к внутренней АЗ 1, в нижнем положении — к массиву промежуточного слоя 3.

Держатель б выполнен в виде штока, однородного по всей длине.и при всех возможных положениях выступающего эа пределы внешне и А3.

Формы контуров внешних границ HPE

5 и поперечного сечения штока могут быть произвольными в зависимости от геометрии и структуры реактора и от удобства их конструктивногп выпол1053642 кения. БРР 5 может быть выполнен как из ядерно делящегося, так и из инертного материала, Шток целесообразно выполнять из инертного материала. 5

Привод (на чертеже не показан) посредством штока сообщает движение

БРР 5. При смещении БРР 5 реактивность внутренней АЗ 1 изменяется, а именно уменьшается при удалении БРР 10

5 от внутренней А3 1.

В данном устройстве в отличие от известного БРР 5 имеет не вытянутую в направлении движения, а развернутую в стороны форму. Площадь поверхности БРР 5 должна быть значительной.

Выбор этой геометрии БРР 5 обусловлен стремлением разместить его целиком в окрестности границы внутренней АЗ 1, т.е. в области,где смещение БРР 5 да- 2О ют максимальный вклад в реактивность, и тем самым достигнуть приемлемости малого хода смещений БРР 5. При малом ходе смещений БРР 5 устраняется возможность значительных изменений во 25 взаимном расположении внешней АЗ 2 и БРР 5 при смещениях последнего, а также (что не менее важно) снимается необходимость слишком существенного уменьшения в месте размещения БРР 5 (в связи с созданием паза 4 для него) толщины слоя 3 инертного материала.

Этому служит также требование обеспечения по возможности плотного контакта между передней и тыловой поверхностями БРР 5 в крайних его позициях с соответствующими участками поверхности паза 4.

Допускается создание в одном реакторе нескольких БРР предлагаемого типа.

Ресурс полной реактивности БРР 5 в предлагаемом устройстве не может быть большим, поэтому его не следует использовать в качестве основного средства противоаварийной защиты реактора. Этот БРР целесообразно использовать в качестве импулвсного блока или в качестве средства точного регулирования реактивности внутренней

АЗ 1 в операциях вывода реактора в заданный режим работы, Техническое преимущество изобретения по сравнению с. известными устройствами заключается в осуществлении независимого (индивидуального) измене. ния реактивности внутренней А3 реактора, т.е. в наличии в предлагаемом устройстве такого ВРР, который в результате смещений эффективно изменяет реактивность внутренней АЗ и в то же время практически не влияет на реактивности внешнеи А3.

Изобретение открывает возможности для осуществления облегчения задачи управления двухсекционными реакто рами, позволяя свести двухмерную за-,, дачу управления к задачам одномерным, характерным для обычных (т.е. односекционных) реактоРов.

ВНИИПИ Заказ 3941/4

Тираж 414 Подписное

Филиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная, 4