Реакторы, охлаждаемые углекислым газом, страница 18

          Применение в активной зоне твэлов с графитовым покрытием  и гелиевого теплоносителя позволяет достигать высоких значений коэффициента воспроизводства топлива ( 1.6- 1.7) и более глубокого выгорания.

           Повышение температуры в ВТГР  открывает возможность применения современных турбин с высокими параметрами пара ( t = 530÷580ºC ; P = 17÷ 24 МПа). Но более перспективно использование высокотемпературного реактора в газотурбинном цикле, а также как источника тепловой энергии для осуществления технологического процесса в различных отрослях народного хозяйства, в которых в виде тепла потребляется 70-80% вырабатываемой энергии, в частности наиболее энергоемких процессах химической и металлургической промышленностях. Применение высокотемпмратурных реакторов с гелиевым охлаждением в энерготехнологической установке для производства тепловой энергии рассматривается как главное направление использования ВТГР.

           Конструкционные схемы ВТГР в основном определяются конструкцией твэлов и назначением реактора.

           Активная зона, собираемая из призматических ТВС ( рис. 1.16 3.27, 1.17  3.31), представляет собой решетку с чередующимися топливными стержнями и каналами для гелия. Призматические твэлы располагаются в тесной шестигранной решетке в несколько рядов по высоте активной зоны. Радикальные и торцевые отражатели выполняются из аналогичных призматических блоков без делящегося материала. Для перегрузки призматических ТВС необходимы специальные перегрузочные машины,располагаемые в зале над реактором. Перегрузка осуществляется на остановленом реакторе, что снижает коэффициент использования мощности АЭС и в конечном счете приводит к повышению стоимости отпускаемой энергии .

Рисунок 1.16

          На американской АЭС “Форт-Сент-Врейн”,где использована концепция призматических ТВС ,корпус реактора изготовлен из высокопрочного напряженного бетона. Оборудование располагается во внутренней полости корпуса круглого сечения диаметром около 9  м  и  высотой 22.5 м. Крышки корпуса плоские толщиной около 5 м.В верхней крышке имеются 37 технологических отверстий для замены топлива и размещения приводов регулирующих стержней.Бетонные стенки и крышки корпуса облицованы сталью толщиной около 20 мм.Облицовка крепится к бетону и образует     герметичное по гелию мембранное уплотнение.Температура бетонного корпуса и стальной облицовки регулируется системой водяного охлаждения.Трубы системы охлаждения приварены к облицовке со стороны бетона.

          Около 1500 шестигранных топливных блоков ,сложенных  в 247 вертикальных колонн ,образуют активную зону с диаметром 5.94 м и высотой 4.7 м,окруженную графитовым отражателем толщиной 1.2 м. Призматические ТВС в активной зоне сгруппированы в 37 топливных зонах, примерно 1/6 часть которой заменяется ежегодно через технологические проходки, расположенные соосно  с ними. Регулирующие стержни СУЗ перемещаются  в 74 каналах проходящих через активную зону реактора внутри направляющих труб.Регулирующие стержни перемещаются попарно 37   приводами, которые установлены в проходах верхней крышки корпуса реактора.

Рисунок 1.17

Основное преимушество призматических активных зон ВТГР –возможность простого гидравлического профилирования расхода теплоносителя в соответствии с полем энерговыделения,а также использование  традиционных стержней СУЗ,погружаемых в полости призматических блоков . Перегрузочная машина позволяет заменять не только призматические блоки в активной зоне, но и  радиальные и торцевые отражатели при  выработке ими срока службы.