Безопасный ядерный реактор. Анализ положительных и отрицательных сторон каждого, из самых распространённых типов реакторов, страница 3

Нижняя часть представляет собой нормальную топливную кассету. Верхняя тоже выполнена в виде кассеты шестигранного сечения, причём кожух изготовлен из нержавеющей стали и внутри него размещены поглотители нейтронов. При нижнем положении такой компенсирующей кассеты реактивность активной зоны понижается благодаря двум эффектам, а именно: выводу из неё топлива и вводу в неё поглотителя нейтронов. Кроме того, эти компенсирующие кассеты, размещённые по всей активной зоне, предотвращают появление локальной критической массы, которая могла бы возникнуть в объёме 12 – 15 рабочих кассет, если бы они стояли рядом /2/.

1.2.Кипящий уран-графитовый реактор большой мощности

на 1000 МВт (РБМК-1000).

          РБМК-1000 – это реактор канального типа большой электрической мощности в 1000 МВт. Является самым распространённым в России. Стоит на трёх атомных станциях: на Ленинградской АЭС (4 блока), на Смоленской АЭС (3 блока) и на Курской АЭС (5 блоков).

          РБМК-1000 обладает тепловой мощностью в 3200 МВт. Реактор располагается в бетонной шахте. Графитовая кладка (замедлитель нейтронов) собрана из отдельных блоков сечением 250×250 мм (рис.4). В блоках имеются осевые вертикальные отверстия, через которые проходят цилиндрические трубы – рабочие (технологические) каналы. В них протекает теплоноситель и размещены кассеты с твэлами. Выделяемое в графите под действием нейтронного и γ - излучения тепло отводится к стенкам рабочих труб и передается далее теплоносителю.

    Трубы рабочих (технологических) каналов размером 88×4 мм изготавливают из сплава циркония с ниобием. В каналах на специальных подвесках размещено по одной кассете с двумя сборками по 18 твэлов.

   Длина тепловыделяющей части каждой сборки около 3,5  м. Твэл представлявляет собой трубку из сплава циркония с ниобием размером 1,3×0,9 мм, в которую уложены таблетки топлива. В качестве ядерного топлива используется обогащений до 1,8% двуокись урана; средняя глубина выгорания – 18500 МВт·сут/т; масса стационарной загрузки – 165 т урана. Начальная – 180 т урана с 1,8%-ным обогащением урана 235. Контроль герметичности оболочек твэлов ведется по повышению активности в трубках, отводящих пароводяную смесь в барабаны-сепараторы. Предельно допустимое в процессе эксплуатации число дефектных твэлов составляет 0,1% общею их числа в активной зоне. Досрочно перегружаются лишь те ТВС, которые содержат негерметичные твэлы /3/.

1.3. Реактор на быстрых нейтронах на 600 МВт (БН-600).

          БН-600 – это реактор на быстрых нейтронах тепловой мощностью в 1470 МВт и электрической – в 600 МВт. Стоит только на одной станции в России – на Белоярской АЭС (1 блок).

          Корпус реактора представляет собой бак простой цилиндрической формы диаметром 12,8  м и высотой 12,6  м, не имеющий никаких присоединений внешних коммуникации ниже уровня натрия. Низкое избыточное давление в реакторе (≈0,04 МПа) дает возможность выполнить корпус реактора с небольшой толщиной стенки (δ=30 – 40  мм).

Для гарантированного охлаждения активной зоны даже в случае разгерметизации корпуса реактора сам корпус и примыкающие к нему трубопроводы заключены в герметичные страховочные кожухи. Причем, даже полное заполнение пространства между корпусом и кожухом не приведет к разрыву циркуляции натрия по первому контуру. Снаружи страховочный кожух покрыт теплоизоляцией. Весь блок реактора заключен в бетонную шахту, закрытую сверху защитной плитой.

Отвод тепла от активной зоны осуществляется, но трехконтурной схеме: в первом и втором контурах – натрий, в третьем – вода и пар

 ( рис.5)

Первичные теплообменники размещены за радиационной защитой (в области низких нейтронных потоков), поэтому вторичный натрий, поступающий в парогенераторы, практически не активен. Второй контур обеспечивает также защиту реактора от последствий возможных нарушений в парогенераторах.