Глубина выгорания в гомогенных реакторах не ограничена радиационной стойкостью твэлов и накоплением продуктов деления под их оболочкой, как это имеет место в гетерогенных реакторах. Здесь отсутствуют твэлы как таковые, а продукты деления можно выводить непрерывно Отсутствие поверхностей раздела между топливом и теплоносителем дает еще одно важное преимущество, заключающееся в том, что отвод тепла вынесен из реактора в теплообменник. Тем самым отпадает забота о сохранении целостности твэлов, определяющей надежность и безопасность гетерогенных реакторов.
Простота непрерывных выводов продуктов деления и подпитки свежим топливом сама по себе является важным преимуществом, так как при этом не требуется сложное и дорогостоящее оборудование по перегрузке. Непрерывный вывод облученного топлива создает условия для организации производства по регенерации его в пределах самой станции. Это тоже чрезвычайно важно, так как отпадает необходимость транспортирования высокорадиоактивного топлива на дальние расстояния. Все это в конечном итоге упрощает топливный цикл и существенно снижает стоимость топливной составляющей.
В условиях непрерывной перегрузки топлива отпадает необходимость в избыточной реактивности, что повышает ядерную безопасность гомогенных реакторов.
Гомогенные реакторы обладают большими возможностями для работы в переменных режимах. Работа гетерогенных реакторов в переменном режиме ограничена термоциклированием твэлов, что может привести к снижению их ресурса, а также ксеноновому отравлению при суточном графике работы. В гомогенных реакторах эти ограничения практически снимаются.
Достоинством гомогенных реакторов является еще и то, что они могут применяться не только для выработки электроэнергии на электростанциях, но и в различных отраслях промышленности, где требуется высокие температуры. Например, в реакторах на расплавленных солях темпертура расплава может достигать 1000—1300 0С, что вполне достаточна для многих технологических процессов в металлургической, химической и других отраслях промышленности, при этом давление расплава сравнительно низкое и составляет доли мегапаскаля.
В качестве несущей среды в гомогенных реакторах могут быть использованы не только различного рода капельные жидкости (вода. расплавы металлов и солей), но и газы, при этом допускается весьма разнообразное сочетание компонентов. Это могут быть растворы, или тонкие взвеси, или другие комбинации.
Серьезная проблема при создании гомогенных реакторов — высокая радиоактивность всего контура. Здесь отсутствует один из важных барьеров удержания продуктов деления— оболочка твэлов, поэтому требования к герметичности контура существенно повышаются. Очень осложнены в этих условиях организация профилактических осмотров оборудования и проведение планово-предупредительных работ. Ограниченность непосредственного доступа требует создания принципиально новых устройств и механизмов по дистанционному обслуживанию оборудования первого контура.
С учетом указанных проблем и возможности использования перечисленных достоинств ведется поиск наиболее оптимального вариант гомогенного реактора. Использование газов в качестве несущей среды сопряжено с большими трудностями по обеспечению герметичности контура, так как требуется высокое давление и утечка газообразного топлива становится весьма вероятной. Водные растворы, как правило, обладают сравнительно высокой коррозионной активностью, а их температура ограничена сравнительно невысоким значением. Возникают проблемы, связанные с радиолизом воды. Использование тонких взвесей не ограничивает концентрацию топлива. однако возникает проблема равномерного распределения его в потоке и объеме реактора. Возникает опасность выпадения частичек топлива и скопления их в застойных зонах.
Наиболее подходящими оказались расплавы фтористых солей легких металлов, имеющих температуру плавления до 500° С, концентрация топлива в которых обеспечивает не только нормальную работу реактора, но и реализацию цикла с расширенным воспроизводством. В этих реакторах возможны высокие температуры при низком давлении в контуре. Жидко солевые композиции обладают достаточно высокой радиационной стойкостью и вполне удовлетворительной совместимостью с конструкционными материалами
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.