Ядерний реактор інтегрального компонування

1. Ядерний реактор інтегрального компонування, що складається з розміщених у спільному корпусі активної зони, заповненої кульовими ТВЕЛами, парогенератора, розташованого над актив 3 39840 4 підвищення температури ТВЕЛів. У разі перегріву вано активну зону 2, в яку засипано кульові ТВЕЛи можлива розгерметизація оболонки ТВЕЛів і вихід 3. Активна зона 2 обмежена верхніми 4 та нижніми продуктів поділу, що призводить до радіоактивного 5 гратами, які запобігають виходу ТВЕЛів З за межі забруднення контуру циркуляції теплоносія. активної зони 2. Навколо активної зони 2 розміщеЗадачею даного технічного рішення є підвино теплові екрани 6. Над активною зоною 2 розтащення безпеки ядерного реактора за рахунок пришовано парогенератор 7. Циркуляція теплоносія сутніх в ньому властивостей самозахищеності у забезпечується головними циркуляційними насоразі важких аварій (наприклад, знеструмлення сами 8, які закріплені у кришці реактора 9. головних циркуляційних насосів). Ядерний реактор працює таким чином. Для розв'язання зазначеної задачі в ядерному Рідкий теплоносій (наприклад вода) входить в реакторі, що складається з розміщених у спільноактивну зону 2 знизу, при цьому ТВЕЛи 3 починаму корпусі активної зони, заповненої кульовими ють хаотично р ухатись, заповнюючи весь об'єм ТВЕЛами, парогенератора, розташованого над активної зони 2. Створюється киплячий шар висоактивною зоною, та нагнітачів теплоносія, кульові тою НАЗ і реактор виходить на номінальну потужТВЕЛи в підкритичному стані реактора займають ність. Постійне переміщення ТВЕЛів 3 по активній частину активної зони з подальшим заповненням зоні 2 приводить до рівномірного вигоряння в них всього об'єму активної зони за рахунок утворення палива, а так само зменшує вірогідність перегріву псевдозрідженого (киплячого) шару при протіканні оболонки ТВЕЛів 3 в результаті контакту їх повертеплоносія і переходу реактора в критичний стан. хонь. Нагрітий теплоносій надходить в парогенеКульові ТВЕЛи складаються з металокерамічратор 7, де віддає своє тепло теплоносію другого ного ядерного палива UО2+металева матриця, що контуру (на кресленні не показано) і знову подазнаходиться в оболонці, виготовленій з такого ж ється до активної зони 2. Верхні грати 4 запобігаматеріалу як і матриця. Матеріал оболонки обирають попаданню ТВЕЛів 3 у циркуляційний тракт ється відповідно до корозійних властивостей тептеплоносія. лоносія. У випадку важкої аварії, пов'язаної зі знеструВ активній зоні кульові ТВЕЛи з рідким сповімленням всіх головних циркуляційних насосів 8, льнювачем нейтронів при роботі реактора на новимушений рух теплоносія припиняється і ТВЕЛи 3 мінальній потужності заповнюють повний об'єм під дією сил тяжіння опускаються на нижні грати 5. активної зони, утворюючи псевдозріджений (кипУтворюється нерухомий шар висотою ННШ, що лячий) шар при протіканні теплоносія, і реактор призводить до зменшення розмірів активної зони. стає критичним. При зменшенні розмірів активної зони відбуваєтьУ результаті застосування такої конструкції акся помітна зміна геометричного параметра, що тивної зони створюється безпечний ядерний реакпризводить до переходу реактора в підкритичний тор, в якому у разі виникнення важкої аварії, пов'ястан і затухання ланцюгової реакції поділу. Ефекзаної зі знеструмленням головних циркуляційних тивний коефіцієнт розмноження стає менше одинасосів, ТВЕЛи під дією сил тяжіння опускаються ниці. Об'єм нерухомого шару кульових ТВЕЛів 3 на дно активної зони і утворюють кульову насадку значно менше критичного. підкритичного об'єму, що призводить до припиЗавдяки розташуванню парогенератора 7 над нення ланцюгової реакції поділу ядерного палива. активною зоною 2 створюється достатній рушійний Залишкове тепловиділення підкритичної активної напір для відведення залишкових тепловиділень в зони у вигляді кульової насадки ТВЕЛів відводитьрежимі природної циркуляції теплоносія при знеся у режимі природної циркуляції. струмленні головних циркуляційних насосів 8. На Фіг.1 показано схему інтегрального компоПісля відновлення роботи головних циркулянування ядерного реактора з псевдозрідженою ційних насосів реактор може бути введений в ексактивною зоною. плуатацію знову. Руйнування активної зони не На Фіг.2 - нерухомий шар кульових ТВЕЛів в відбудеться завдяки закладеним в неї конструктиактивній зоні (це зумовлює підкритичний стан реавним властивостям. ктора). Ядерний реактор з такою активною зоною здаНа Фіг.3 - киплячий шар кульових ТВЕЛів в актен до самозахисту шля хом використання внутрітивній зоні (це зумовлює критичний стан реактора; шніх, присутніх в ньому, властивостей. Підвищустрілками вказано напрям руху теплоносія по конється рівень безпеки ядерного реактора на туру). фізичному рівні. Ядерний реактор інтегрального компонування складається з корпусу 1, всередині якого розташо 5 Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський 39840 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601