Устройство для управления ядерным реактором

О Союз Советсинк СЬ 4 иайистияасиикРеспубниксоединением заявки В 21 С 7 Госу Соне но арственный комите Министров ССС сдам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 2812.78(71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫМ РЕДУКТОРОМ жет быть использоа реакторах типадных реакторах и Изобретение мо вано, например, н РБМК, на тяжелово других.В настоящее вр реакторе применяю снабженные вытесн т.е. жидкостное у ки не применяется что жидкостное уп получать лучшее р ти по активной зо фмягкогоф возде ление и лучшего р поглотителя. и нев ти в колеб ния ( емя на известномстержни СУЗ,лями длиной 5 м,правление практичесОднако известно,равление позволяетаспределение мощносне эа счет болеействия на распредеасположения жидкого тся ите Известное устройство для управления ядерным реактором состоит из канала, частично заполненного поглощающей нейтроны жидкостью, стержня аварийной защиты и размещенного в нижней части канала плавучего пустотелого вытеснителя из малопоглощающего нейтроны материала с упорами для ограничения хода вытеснения вверх.25 Изменение реактивности, вносимой в реактор, в устройстве осуществляется путем изменения уровня жидкости в канале. Для этой цели на нижней отводящей линии установлен вентиль.ЗО Однако известное устройство имеет пленочный режим течения воды в канале СУЗ, в связи с чем трудно установитьозможно измерить уровень жидкосусловиях активной зоны, возможны ания уровня при изменении давлерасхода) воды на входе в канал. Это затрудняет управление и ограничи-, вает позможности выравнивания распределения мощности по высоте.Кроме того, по ряду причин (глав" ным образом, из-за опасности коррозии) на действующем реакторе РБМК не допускается пленочный режим, поэтому в настоящее время невозможно использование такого устройства.Для оптимального выравнивания мощности по высоте при изменениях оперативного запаса реактивности необходимо перемещать не только верхнюю грани" цу поглощающего столба, но и нижнюю, В известном устройстве нижняя граница неподвижна в активной зоне вследствие нахождения вытеснителя на упоре.Цель изобретения - выравнивание мощности по высоте активной эоны.Это достигается тем, что к концу стержня прикреплен другой вытеснитель, нижний вытеснитель лншен упора и снабжен несколькими поясами иэ магнитного5 материала с разными внешними диаметрами, а вне канала установлен электромагнит для удержания нижнего вытеснителя,На фиг,1 изображено предлагаемоеустройство; на фиг.2 - разрез А-Афиг.1Оно содержит канал 1, стержень 2 5аварийной зашиты (сервопривод непоказан), столб поглощающей нейтроныжидкости 3 и нижний плавучий вытеснитель 4. Ка", показывают экспериментына гидростенде, для реактора РБМК 10с каналом СУЗ с внутренним д(аметром82 мм, пустотелый тонкостенный вытеснитель с внешним диаметром 75 мм является надежно плавучим при расходах2-3 м /час.эК концу стержня 2 подвешен другойвытеснитель 5, заполненный замедлителем для биологической защиты в крайнем нижнем положении. стержня (присбросе защиты).20Нижний плавучий вытеснитель 4 лишен упоров и снабжен несколькими поясами б и 7 из магнитного материала,например, нержавеющей стали, укрепленными на вытеснителе.В нижней части канала вне его установлен электромагнит 8, в корпусе(статоре) которого имеются полюса 9электромагнита и обмотки 10 полюсов.Зазоры между каналом и поясами 6и 7 различаются по величине, т.е.30внешние диаметры поясов 6 и 7 отличаются друг от друга, Этот конструктивный признак позволяет по величинепеременного тока, потребляемого электромагнитом 8, регулировать положение 35нижнего вытеснителя 4, так как индуктивное сопротивление обмоток в основном определяется величиной зазорамежду полюсами 9 и поясами б и 7.В качестве примера приведем основные параметры предлагаемого устройства для реактора РБМК,зРасход воды номинальный 2-2,5 м/ч,режим течения - полное заполнение.Длина верхнего вытеснителя, заполненного графитовым порошком, 1-2 м,возможно наличие телескопической части, как показано на чертеже ( на реакторе РБМК ЛЛЭС используется вытеснитель длиной 5 м, в том числе 1 мтелескопическая часть),Длина нижнего пустотелого вытеснителя 3-4 м, и он собран из нескольких звеньев.Расстояние между поясами б и .7составляеТ 0,5-1 м, пояс 7 укрепленна нижнем конце вытеснителя, 5Внешний диаметр вытеснителей 75 мм,внутренний диаметр канала 1-82 мм.Внешние диаметры поясов б и 7 при:мерно 75 мм и 74-73 мм.Устройство работает следующим 60образом.При номинальной мощности стержень2 выведен из активной эоны и за счет 65 вытеснения жидкого поглотителя иэ периферийных областей активной зоны поглощающий гидростолб располагается лишь в центральной части активной эоны длиной 40-60 ее высоты, чем и обеспечивается выравнивание распределения мощности по высоте.Управление реактором и распределением мощности осуществляется следующим образом.Удаляют поглотитель из канала путем обесточивания электромагнита 8, В этом случае вытеснитель 4, всплывая вверх, соединяется с верхним вытеснителем и поглотитель удаляется из центральной наиболее эффективной части реактора. Перемещение верхней границы гоглощающего гйдростолба осуществляется совместно со стержнем его сервопроводом и контролируется указателем положения. Перемещение нижней границы гидростолба осуществляется путем перемещения к электромагниту 8 верхнего или нижнего поясов. При этом перемещение вверх осуществляется за счет всплытия вытеснителя при кратковременном обес- точивании электромагнита, а перемещение вниз за счет увеличения расхода воды через канал до значения, при котором происходит надежное погружение вытеснителя 5 вниз (для РБМК это расход около 4 м/ч), а также кратковременного обесточивания электромагнита 8, Таким образом, можно переместить любой пояс к электромагниту, полностью удалить вытеснитель вниз или соединить два вытеснителя.Укаэанные операции позволяют перемещать независимо нижнюю и верхнюю границу поглощающего гидростолба, либо удалять его иэ активной эоны, чем и достигается выполнение поставленной цели.Следует заметить, что это устройство может быть использовано и при пленочном режиме течения жидкости через канал.Эффект от применения предлагаемого устройства по сравнению с применяе- . мыми на реакторе РБМК заключается в возможности значительного улучшения распределения мощности по высоте и получения экономии за счет лучших условий выгорания топлива, снижения температур графита, топлива.Формула изобретенияУстройство для управления ядерным реактором, содержащее канал с поглощающей нейтроны жидкостью, стержень аварийной защиты и плавучий вытесни- тель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью выравнивания мощности по высоте активной зоны, к стержню аварийной защиты прикреплен допол497882 Фме.1ИИПИ Заказ 7306(48 Тираж 523 Подписно лиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная нительный вытеснитель, на плавучем вытеснителе закреплено по меньшей мере два пояса из ферромагнитного материала с разными внешними диаметр,ми, а в нижней части канала вне егоустановлен электромагнит.