Канальный тип реактора с графитовым замедлителем и водяным теплоносителем, страница 13

Накопленный опыт эксплуатации АЭС показал не только высокую надежность и безопасность работы реактора, но позволил сделать некоторые выводы. Было установлено, что имеются определенные резервы увеличения мощности реактора за счет увеличения температур графитовой кладки и топлива, поскольку они оказались ниже расчетно-допустимых, и критической мощности канала. Последнее было достигнуто с помощью установки в верхней части канала интенсификаторов теплообмена.

Таблица 1.2  12.1. Основные характеристики канальных уран-графитовых реакторов большой мощности

Обширные теоретические и экспериментальные исследования показали, что критическая мощность канала РБМК с интенсификаторами теплообмена может быть увеличена в 1,5 раза. Это позволяет повысить мощность РБМК до 1500 МВт, сохранив по существу размеры реактора мощностью 1000 МВт.

Увеличение обогащения топлива с 1,8 до 2,0 %, а также осуществление некоторых других инженерных решений позволило повысить глубину выгорания топлива на 20—30% (относительных).

Указанные мероприятия по форсированию мощности и повышению глубины выгорания топлива приведут к значительному улучшению экономических показателей АЭС с реакторами РБМК-1500.

Один из возможных вариантов улучшения экономических показателей связан с использованием в канальных реакторах топлива, обладающего более высокой плотностью, чем окись урана. В этом случае снижается вероятность деформации распределения энерговыделения, улучшается баланс нейтронов, а вследствие этого уменьшается годовое потребление урана. При замене двуокиси урана металлическим ураном мощность каналов в течение кампании изменяется в меньшей степени, поскольку мало меняется общее количество делящихся изотопов урана и плутония (напомним, что коэффициент воспроизводства в графитовых реакторах равен примерно 0,6). Естественно, что при этом уменьшается коэффициент, зависящий от наличия в активной зоне каналов с различной глубиной выгорания. Это дает возможность повысить среднюю мощность технологического канала в полирешетке, сохранив неизменной мощность наиболее напряженного канала.

Отметим, что переход на металлический уран в принципе возможен и для других типов реакторов, в частности ВВЭР. Однако в реакторах, где в качестве топлива используется металлический уран, достигнутая глубина выгорания пока еще существенно ниже, чем в ВВЭР. Поэтому такой переход будет более экономичен в реакторах РБМК по сравнению с ВВЭР (напомним, что средняя глубина выгорания в легководных реакторах примерно в 2 раза выше, чем в РБМК).

Одной из главных проблем ядерной энергетики уже в настоящее время является проблема увеличения единичной мощности блока АЭС. Возникает задача разработки такой конструкции, которая позволяла бы сооружать реакторы из унифицированных и стандартных блоков. В связи с этим дальнейшим развитием РБМК будет являться секционно-блочный реактор. Предполагается выполнить его в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящего из отдельных секций. Применение однотипных секций позволит сооружать реактор практически любой мощности с использованием одинаковых компоновочных решений как для реактора, так и для АЭС в целом. Каждая секция должна включать в себя необходимое оборудование, органы управления и контроля и состоять из отдельных транспортабельных блоков.