Ядерный реактор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(59 6 21 С 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц : Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Жя:,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Как 1 А. Н. Разг-Рп 1 зе КеасгогОрегаг 1 оп идгЬ кег 1 есог Сопгго 1 апйа 106-ппп-Й 1 аш С 1 огу Но 1 е, Ипс 1. Бсгапй Епдпя. чо 1. 60, У 1, р. 62-73,1976.2. Хаммел Х. и др. Экснериментальное и теоретическое изучение связанной системы быстрого и теплового реакторов 2 РКФизика ядерных реакторов. Избранные доклады иностранных ученых. М.,1959, с. 201-203, Труды Второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии.3. Эйвери Р, и др. Критическийэксперимент с энергетическим реактором - размножителем связанного типана тепловых и быстрых нейтронах, Физи"ка ядерных реакторов. Избранные доклады иностранных ученых. М., 1959,с. 234-236. Труды второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии (прототип).(54) (57) ЯДЕРНЬЙ РЕАКТОР, содержащий внутреннюю и внешнюю активные зоны,разделенные слоем инертного вещества, блоК. регулирования реактивности, установленный в пазу, и держатель, соединяющий блок регулирования реактивностис приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления двухсекционным реактором путем сведения к минимуму воздействия блока регулирования реактивности на реактивность внешней активной зоны, паз выполнен в слое инертного вещества, открыт в сторону внутренней активной зоны, а блок регулирования реактивности выполнен в виде слоя, охватыва- е ющего часть поверхности внутренней активной зоны, с толщиной, меньшей высоты паза, причем держатель выпол- ( нен в виде штока с прямолинейными образующими, с постоянными по всей длине плотностью материала и размерамн сечения.1053 б 42 а1 еактивности во внутренней АЗ укаэанного реактора. Срабатывание БРРв этом случае вследствие смещениякак самого блока, так и держателя блока неизбежно отразится и на реактивности внешней АЗ. Известны ядерные реакторы, содер жащие блок регулирования реактивности (БРР), имеющий стержневую форму с поперечным сечением в виде кольца или прямоугольника и установленный в пазу такого же сечения, и держатель, соединяющий блок с приводом Г 11, 21.Наиболее близким к описываемому реактору по технической сущности является ядерный реактор, содержащий внутреннюю и внешнюю активные зоны, разделенные слоем инертного вещества, БРР, установленный в пазу, и держатель, соединяющий БРР с приводом 33.Недостатком известного ядерного реактора является значительный по сравнению с размерами реактора размер бло-. ка в направлении движения, большой 25 размах его смещений, а также отсутствие ограничений на форму выполнения держатепя, соединяющего блок с приводом.Паз для блока в таком реакторе занимает практически всю высоту реактора. Во взведенном состоянии БРР целиком входит во внутреннюю активную зону (АЗ), а в результате смещений может быть полностью удален из нее в область инертного вещества и внеш 35 ней АЗ. Кроме того, в реакторе существенны изменения пространственногО положения держателя относительно структурных зон реактора при движении БРР4 ОЭто приводит к тому, что движение БРР изменяет реактивность не только внутренней АЗ, но отчасти и внешней, т.е. вносимые смещением БРР возмущения реактивности не локальны, а45 захватывают все области реактора.В известном ядерном реакторе трудно создать эффективную систему управления мощностью реактора, в особенности в режиме импульсного реактора.Эффективная последовательность операций по управлению двухсекционным импульсным реактором может быть сформулирована лишь при наличии средств независимого (индивидуального) изменения реактивности каждой из АЗ. В то же время очевидно, что БРР реактора 33 не может служить средством независимого изменения Иэобрете ие относится к технике ядерных реакторов, применяемых в ка - честве мощных источников нейтрлн 1 ного иизлучений,Цель изобретения - повышение эффективности управления двухсекционнымреактором путем сведенля к минимумувоздействия БРР на реактивность внешней АЗ,Это достигается тем, что в ядерноМреакторе, содержащем внутреннюю и внешнюю АЗ разделенные слоем инертноговещества БРР,установленный в пазу,и держатель, соединяющий БРР с приводом, паэ выполнен в слое инертноговещества открыт в сторону внутренней АЗ, а блок БРР выполнен в видеслоя, охватывающего часть поверхности внутренней АЗ с толщиной, меньшей высоты паза. Держатель выполненв виде штока с прямолинейными образующими с. постоянными по всей длинеплотностью материала и размерами сечения.На чертеже изображен предложенныйядерный реактор.Сферический симметричный ядерныйреактор содержит выполненные из металлических делящихся материаловвнутреннюю 1 и внешнюю 2 АЗ и промежуточный слой 3 из металлическоговольфрама. В паз 4, выполненный вмассиве промежуточного слоя 3 награнице с внутренней АЗ 1, помещен вольфрамовый 5, способный смещаться в пределах лаза 4 посредствомкруглого в сечении вольфрамового держателя б, проходящего через каналво внешней АЗ 2 и в промежуточномслое 3 и соединяющего БРР 5 с приводом (на чертеже не показан).БРР 5 выполнен в виде круглогов плане фрагмента тонкого сферического слоя, В верхнем положении БРР5 плотно примыкает к внутренней АЗ 1,в нижнем положении - к массиву промежуточного слоя 3.Держатель б выполнен в виде штока, однородного по всей длине,и привсех возможных положениях выступающего эа пределы внешнеи АЗ.Формы контуров внешних границ БРР5 и поперечного сечения штока могутбыть произвольными в зависимости отгеометрии и структуры реактора и отудобства их конструктивного выпол1053642 ВНИИПИТираж 414 Заказ 394 Подписное тент иал ПППУжгоро ул. Проектн кения. БРР 5 может быть выпопнен какиз ядерно делящегося, так и изинертного материала, Шток целесообразно выполнять из инертного материала. 5Привод (на чертеже не показан)посредством штока сообщает движениеБРР 5. При смещении БРР 5 реактивность внутренней АЗ 1 изменяется, аименно уменьшается при удалении БРР 105 от внутренней АЗ 1,В данном устройстве в отличие отизвестного БРР 5 имеет не вытянутуюв направлении движения, а развернутую в стороны форму. Площадь поверх Бности БРР 5 должна быть значительной,Выбор этой геометрии БРР 5 обусловленстремлением разместить его целикомв окрестности границы внутренней АЗ 1,т.е. в области,где смещение БРР 5 да Оют максимальный вклад в реактивность,и тем самым достигнуть приемлемостималого хода смещений БРР 5. При маломходе смещений БРР 5 устраняется возможность значительных изменений во 25взаимном расположении внешней АЗ 2и БРР 5 при смещениях последнего, атакже (что не менее важно) снимаетсянеобходимость слишком существенногоуменьшения в месте размещения БРР 5(в связи с созданиемпаза 4 для него)толщины слоя 3 инертного материала.Этому служит также требование обеспечения по возможности плотного контакта между передней и тыловой поверхностями БРР 5 в крайних его позицияхс соответствующими участками поверхности паза 4.Допускается создание в одном реакторе нескольких БРР предлагаемоготипа.Ресурс полной реактивности БРР 5в предлагаемом устройстве не можетбыть большим, поэтому его не следуетиспользовать в качестве основногосредства противоаварийной защиты реактора. Этот БРР целесообразно использовать в качестве импулвсного блокаили в качестве средства точного регулирования реактивности внутреннейАЗ 1 в операциях вывода реактора взаданный режим работы,Техническое преимущество изобретения по сравнению с. известными устройствами заключается в осуществлениинезависимого (индивидуального) изменения реактивности внутренней АЗ реактора, т.е. в наличии в предлагаемомустройстве такого ВРР, который в результате смещений эффективно изменяет реактивность внутренней АЗ и в тоже время практически не влияет нареактивности внешнеи АЗ.Изобретение открывает возможностидля осуществления облегчения задачиуправления двухсекционными реакторами, позволяя свести двухмерную за-дачу управления к задачам одномерным,характерным для обычных (т.е. односекционных) реакторов.