Українські рефератиучбові матеріали на українській мові

RefBaza.com.ua пропонує студентам та абітурієнтам найбільшу базу з рефератів! Також ви можете ділитися своїми рефератами для поповнення бази.

Атомна енергетика

Сторінка 4

3.3. ВИМОГИ До КОНСТРУКЦИЯМ АКТИВНОЙ ЗОНИ І ЇЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Активна зона реактора мусить бути спроектована те щоб виключалася можливість непередбачуваного переміщення її складових, що призводить збільшення реактивності. Основний конструктивної деталлю гетерогенної активної зони є твэл, значною мірою визначальний її надійність, розміри і вартість. У енергетичних реакторах, зазвичай, використовуються стрижневі твэлы з паливом як пресованих таблеток двоокису урану, ув'язнених у оболонку зі сталі чи цирконієвого сплаву. Твэлы для зручності збираються в тепловыделяющие складання (ТВЗ), які в активної зоні ядерного реактора.

У твелах відбувається генерація основний частки теплової енергії і передачі її теплоносителю. Більше 90% всієї енергії, звільнюваної під час ділення важких ядер, виділяється всередину твелів і відводиться обтекающим твэлы теплоносієм. Твэлы працюють у дуже важких теплових режимах: максимальна щільність теплового потоку від твэла до теплоносителю сягає (1-2) 106 Вт/ м2, тоді як у сучасних парових казанах вона дорівнює (2-3) 105 Вт/м2. З іншого боку, в порівняно невеликий обсяг палива виділяється дуже багато теплоти, тобто. энергонапряженность палива також дуже високий. Питома тепловиділення в активної зоні сягає 108-109 Вт/м3, тоді як у сучасних парових казанах він перевищує 107Вт/м3.

Великі теплові потоки, які відбуваються через поверхню твелів, і значна энергонапряженность палива вимагає наявності винятково високої стійкості й надійності твелів. До того ж, умови роботи твелів ускладнюються високої робочої температурою, сягаючої 300-600 oС лежить на поверхні оболонки, можливістю теплових ударів, вібрацією, наявністю потоку нейтронів (флюенс сягає 1027 нейтрон/м2).

До твэлам пред'являються високі технічні вимоги:

1) простота конструкції;

2) механічна стійкість і міцність серед теплоносія, забезпечує збереження ж розмірів та герметичності;

3) мале поглинання нейтронів конструкційним матеріалом твэла і мінімум конструкційного матеріалу в активної зоні;

4) відсутність взаємодія палива і продуктів розподілу з оболонкою твелів, теплоносієм і замедлителем при робочих температурах.

Геометрическая форма твэла мають забезпечувати необхідну співвідношення площі поверхні, і обсягу й максимальну інтенсивність відводу теплоти теплоносієм від усієї поверхні твэла, і навіть гарантувати велику глибину вигоряння палива високий ступінь утримання продуктів розподілу. Твэлы повинні мати радіаційної стійкістю, мати необхідні розміри і конструкцію, щоб забезпечити можливість швидкого проведення перевантажувальних операцій; мати простотою і экономичностью регенерації палива і низької вартістю.

З метою безпеки надійна герметичність оболонок твелів повинна зберігатися протягом усього терміну активної зони (3-5 років) і подальшого зберігання відпрацьованих твелів до відправки на переробку (1-3 року). Під час проектування активної зони необхідно заздалегідь встановити і просить обгрунтувати припустимі межі ушкодження твелів (кількість і рівень ушкодження). Активна зона проектується в такий спосіб, щоб за роботи протязі всього її розрахункового терміну служби не превышались встановлені межі ушкодження твелів. Виконання зазначених вимог забезпечується конструкцією активної зони, якістю теплоносієм, характеристиками і надійністю системи тепловідведення. У процесі експлуатації можливо порушення герметичності оболонок окремих твелів. Розрізняють два виду порушення: освіту мікротріщин, якими газоподібні продукти розподілу виходять із твэла в теплоносій (дефект типу газової щільності); виникнення дефектів, за яких можливий прямий контакт палива з теплоносієм.

Умови роботи твелів значною мірою визначаються конструкцією активної зони, які мають забезпечувати проектну геометрію розміщення твелів і необхідну з погляду температурні умови розподіл теплоносія. Через активну зону під час роботи реактора з потужності повинен підтримуватися стабільний витрата теплоносія, що гарантує надійний теплоотвод. Активна зона мусить бути оснащена датчиками внутриреакторного контролю, що дають інформацію розподілу потужності, нейтронного потоку, температурних умовах твелів і витратах теплоносія.

Активна зона енергетичного реактора мусить бути спроектована те щоб внутрішній механізм взаємодії нейтронно-физических і теплофизических процесів за будь-яких збурюваннях коефіцієнта розмноження встановлював новий безпечний рівень потужності. Практично безпеку ядерною енергетичною установки забезпечується, з одного боку, сталістю реактора (зменшенням коефіцієнта розмноження зі зростанням температури і активної зони), з другого боку - надійністю системи автоматичного регулювання та цивільного захисту.

З метою забезпечення безпеки завглибшки конструкція активної зони і характеристики палива повинні виключати можливість освіти критичних мас делящихся матеріалів при руйнуванні активної зони і расплавлении палива. При конструюванні активної зони мусить бути передбачена можливість запровадження поглинача нейтронів припинення ланцюгову реакцію у різноманітних випадках, пов'язаних із порушенням охолодження активної зони.

Активна зона, що містить більше об'ємів палива як компенсація вигоряння, отруєння і температурного ефекту, має кілька критичних мас. Тому кожний критичний обсяг палива забезпечити засобами компенсації реактивності. Вони мають будуть показані у активної зоні в такий спосіб, аби внеможливити можливість виникнення локальних критмасс.

3.4. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕАКТОРІВ.

Реакторы класифікують:

1) за рівнем енергії нейтронів, що у реакції розподілу;

2) за принципом розміщення палива й уповільнювача;

3) за призначенням;

4) з вигляду уповільнювача і теплоносія та його фізичному стану.

За рівнем енергетичних нейтронів: реактори можуть працювати на швидких нейтронах, на теплових і нейтронах проміжних (резонансних) енергій і згідно з цим діляться на ректори на теплових, швидких і проміжних нейтронах (іноді для стислості їх називають тепловими, швидкими і проміжними).

У реакторі на теплових нейтронах більшість розподілу ядер відбувається за поглинанні ядрами делящихся ізотопів теплових нейтронів. Реакторы, у яких розподіл ядер виробляють переважно нейтронами з енергією більше 0,5 МэВ, називаються реакторами на швидких нейтронах. Реакторы, у яких більшість ділень відбувається внаслідок поглинання ядрами делящихся ізотопів проміжних нейтронів, називаються реакторами на проміжних (резонансних) нейтронах.

Нині найбільшого поширення отримали реактори на теплових нейтронах. Для теплових реакторів характерні концентрації палива U235 в активної зоні від 1 до 100 кг/м3 та наявність великих мас уповільнювача. Для реактора на швидких нейтронах характерні концентрації палива U235 чи U239 порядку 1000 кг/м3 і відсутність уповільнювача в активної зоні.

У реакторах на проміжних нейтронах в активної зоні уповільнювача обмаль, і концентрація палива U235 у ній від 100 до 1000 кг/м3.

У реакторах на теплових нейтронах розподіл ядер палива відбувається також за захопленні ядром швидких нейтронів, але ймовірність цього процесу незначна (1-3 %). Необхідність в замедлителе нейтронів викликається тим, що ефективні перерізу розподілу ядер палива набагато більше при малих значеннях енергії нейтронів, аніж за великих.

Ядерні реактори діляться сталася на кілька груп:

1) по конструктивним особливостям активної зони - на корпусні і канальні;


Схожі реферати

Статистика

1 2 3 [4] 5 6