Реакторы, охлаждаемые углекислым газом, страница 9

Засыпная активная зона позволяет соединить все преимущества гомогенного реактора с преимуществами гетерогенных систем.

Каждый шаровый твэл содержит в небольшом объеме чрезвычайно малую часть общей загрузки топлива, и выгорание его в пределах твэла осуществляется равномерно. При многократном прохождении твэлами активной зоны периодическим контролем можно будет добиться практически одинакового выгорания всех выгружаемых твэлов. В засыпном реакторе при полной нагрузке можно изменить состав активной зоны в любой момент времени. Требования большой гибкости в таком реакторе может быть реализовано наиболее просто. Полное изменение состава  активной зоны с целью перехода на другой топливный цикл можно осуществить даже без остановки реактора, а транспортировка мелких твэлов вне реактора достаточно проста.

Благодаря непрерывному перемещению засыпки твэлов, достигается минимальная коррозионное воздействие на них агрессивных примесей теплоносителя, так как каждый твэл находится в области наибольших температур весьма незначительное время. Из-за небольших размеров твэлов и гомогенного распределения топлива температурные перепады и, следовательно, термические напряжения в твэлах незначительны.

Реактор HTR с шаровыми твэлами

На основе опыта проектирования и эксплуатации небольшого опытно­го реактора AVR мощностью 15 МВт (эл.), сооруженного в Юлихе (ФРГ), в 1972 г. началось строительство высокотемпературного ториевого реактора THTR-300 мощностью 300 МВт(эл.)*. Предполагается, что этот реактор, так же как HTGR в США, будет работать на 235U―Th―233U -топливе. Его конструкция, за исключением активной зоны и твэлов, проще конструкцииHTGR. Активная зона реактора состоит из 675 000 шаровых твэлов диаметром 6 см каждый (рис. 4.15). Шаровые твэлы содержат делящийся и воспроизводящий материалы в виде частиц из UO2, и

Рисунок 1.7  4.16. Схема конструкции высо­котемпературного реактора с шаро­выми твэлами (HRB):

Рисунок 1.8

1 – газодувка; 2 - привод газодувки; 3 ― парогенератор; 4 — поглощающий стержень аварийной защиты; 5 ― поглощающий стержень отражателя; 6 ― канал горячего газа; 7 ― линия подпитки шаровыми твэлами; 8 ― аккумулирующий блок; 9 ― устройство для измерения выгорания топлива; 10 ― устройство для сортировки и транспортировки шаров; 11 ― линия выгрузки шаров;12 ― труба для разгрузки шаров;13 ― канал для подпитки топлива;14 ― шаровая засыпка; 15 — отражатель; 16 ― тепловая зашита; 17 ― облицовка, 18 ― корпусиз предварительно напряженного железобетона.

ThOz, покрытых пиролитическим графитом. Засыпка шаровых твэлов осуществляется в цилиндрическую графитовую полость диаметром 5,6 и высотой 6 м (рис. 1.8 4.16, табл. 4.2). Коническое днище полости заканчивается отверстием для разгрузки шаровых твэлов. Во время эксплуатации шаровые твэлы загружаются в активную зону непрерывно через отверстия в верхней части графитовой полости, проходят активную зону и также непрерывно выгружаются. Шаровые твэлы проходят через активную зону реактора сверху вниз шесть или семь раз, пока выгорание не станет максимальным. Средняя энергонапряженность активной зоны составляет около 6 кВт/л. Все оборудование первого контура, включая газодувки и парогенераторы, заключено в корпусе из предварительно напряженного железобетона. Для аварийной остановки реактора в активную зону сверху вводятся 42 поглощающих стержня. Кроме того, для регулирования, а также остановки реактора имеются еще 36 регулирующих стержней, вертикально перемещающихся в боковом отражателе реактора. Давление в первом контуре равно 4 МПа. Графитовая полость, заключающая активную зону, окружена шестью парогенераторами с газодувками. Газовый теплоноситель проходит активную зону сверху вниз и нагревается до 750°С. Затем через отверстия в нижнем отражателе он попадает в сборную камеру и подается по специальным каналам горячего газа к шести парогенераторам. В парогенераторах теплота передается второму пароводяному контуру, включающему блок турбогенератора. КПД энергоблока составляет 40%.