Выгорание ядерного топлива. Классификация ядерных реакторов. Принципиальная схема ядерного энергетического реактора. Термоядерные реакторы. Теплообменный аппарат ядерных энергетических установок, страница 26

Следует заметить, что одной из наиболее выгодных областей применения таких установок является космическая техника. Поэтому было целесообразно подойти к выбору параметров термоэмиссионного реактора-преобразователя с позиции его возможного применения на космическом объекте. Это обстоятельство тpeбyeт от реактора-преобразователя наименьшею веса и максимальной компактности, высоких рабочих температур и выполнение других условий.

Теоретические и экспериментальные исследования по физике реакторов и конструкторские проработки, показали, что наиболее приемлемым является гетерогенный реактор на тепловых нейтронах с гидрид циркониевым замедлителем и бериллиевым отражателем (рис. 2).

Активная зона реактора состоит из блоков гидрида циркония и 79 электрогенерирующих каналов, скоммутированных в две электрически независимых цепи. Она окружена боковым и торцевыми отражателями из бериллия. Неравномерный шаг ЭГК в замедлителе обеспечивает хорошее выравнивание поля энерговыделения.

Управляется реактор с помощью вращающихся бериллиевых цилиндров с борсодержащими накладками. Цилиндры объединены в группы, вращение которых осуществляется от электроприводов, Часть электроприводов -быстродействующие, они служат в качестве аварийной защиты.

Реактор имеет два коллектора-теплоносителя для съема тепла с анода электрогеиерирующих каналов и коммуникационные камеры, в которых ЭГК -электрически скоммутированы в последовательно-параллельные цепи, точно так же. как это делается в батареях аккумуляторных или химических элементов. В нижнюю коммутационную камеру из специального резервуара подаются пары цезия. Пары заполняют межэлектродные зазоры, образуют там положительно заряженные ионы и нейтрализуют отрицательный зapяд. Образующиеся при работе реактора-преобразователя газообразные продукты деления удаляются через верхнюю коммутационную камеру.

Рис. 2. Конструктивная схема реактора-преобразователя:

1 — вход цезия, 2 — коллектор теплоносителя; 3 — замедлитель, 4 — бериллиевый отражатель, 5 — выход цезия, в — коммутационная камера, 7 — поворотный цилиндр, 8 — ЭГК, 9 — корпус реактора, 10 — токовывод;

11 — коммутационная камера

ОСОБЕННОСТИ СУДОВЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ РЕАКТОРОВ

Водо-водяные реакторы являются наиболее подходящим типом реактора для судовых ЯЭУ ввиду небольших габаритов активной зоны и реактора в целом, отработанности технологии изготовления их отдельных элементов, включая элементы активной зоны, высокой надежности и безопасности, а также простоты эксплуатации. Однако к реакторам судовых ЯЭУ предъявляется и ряд специфических требований, связанных с условиями их эксплуатации: надежная работа при качке, дифферентах, вибрации и т. д., возможностъ быстрого изменения мощности ЯЭУ в широких пределах, удобство обслуживания и простота ремонта механизмов и основных узлов, быстрота перегрузки ядерного топлива. Важной проблемой является обеспечение радиационной безопасности экипажа и окружающей среды, в особенности при стоянках Принципиально конструкция судовых водо-водяных реакторов не отличается от конструкций аналогичных энергетических реакторов.

Компоновка ЯЭУ может быть выполнена по петлевой (традиционной для стационарных установок), блочной и моноблочной схеме. При блочной компоновке, как и при петлевой, реактор имеет отдельный корпус, но связан с парогенератором и насосом короткими трубопроводами так, что создается единая жесткая конструкция. В моноблочной компоновке весь первый контур заключен в общем силовом корпусе. Корпус моноблочного реактора наиболее сложен по форме, и поэтому, как правило, возникают значительные технологические трудности при его изготовлении. Блочная и моноблочная компоновки позволяют получить наиболее компактные ЯЭУ, и поэтому они широко применяются в настоящее время.