Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Пути оптимизации коэффициентов реактивности активной зоны реактора теплоснабжения «мастер»

11.05.2014 2014 - №03 Физика и техника ядерных реакторов

Д.М. Титов С.Л. Дорохович Ю.А. Казанский

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.3.12

УДК: 621.039.56

После увеличения предельного значения мощности реактора теплоснабжения МАСТЕР путем введения кольцевого канала с теплоносителем ухудшились коэффициенты обратных связей. В связи с этим возникла необходимость найти способы изменения коэффициентов реактивности в новой конструкции реактора, сохранив при этом естественную циркуляцию, низкое давление в активной зоне и выходную температуру теплоносителя. С этой целью рассчитаны зависимости коэффициентов реактивности от ширины и места расположения кольцевого канала, а также от степени обогащения топлива. В качестве расчетного инструмента в работе использовался нейтронно-физический код WIMS-D4. Полученные результаты показали, что наилучшие коэффициенты обратных связей могут быть достигнуты при уменьшении ширины кольцевого канала и увеличении обогащения топлива. В то же время коэффициенты реактивности не чувствительны к изменению радиуса расположения кольцевого канала. Ограничения по обогащению топлива (требования МАГАТЭ) и по уменьшению размера кольцевого канала (невозможность снятия заданного уровня мощности или значительное увеличение высоты теплообменника) показали, что перспективы улучшения обратных связей за счет вариации ширины и расположения кольцевого канала исчерпаны. Возможные улучшения могут быть получены при изменении выбранного выгорающего поглотителя и нейтронного спектра, вариации которого можно достичь путем изменения обогащения топлива и доли теплоносителя в активной зоне.

Ссылки

  1. Status of innovative small and medium sized reactor designs 2012// IAEA. International Atomic Energy Agency (IAEA), Vienna, September 2012.
  2. Международный семинар «Малая энергетика. Итоги и перспективы». 10-11 октября 2001 г., Москва.
  3. Williams D.V., Magnuson D.W., Batch M.L. et al. Army Package Power Reactor// AEC Research Development Report, ORNL-2128, August, 1956.
  4. Каплар Е.П., Лисица Ф.Д. Необслуживаемые саморегулируемые термоэлектрические станции малой мощности для централизованного теплоэлектроснабжения./ Международный конгресс и научно-техническая выставка «Малая энергетика и инвестиции». 1-4 ноября 1994 г., Москва. Сборник тез. докл. С. 43, 44.
  5. Доллежаль Н.А., Малышев В.М., Широков С.В. и др. Некоторые итоги эксплуатации Белоярской АЭС им. И.В. Курчатова// Атомная энергия, 1974, т. 36, № 6. С. 432.
  6. Казанский Ю.А., Левченко В.А., Матусевич Е.С., Юрьев Ю.С., Балакин И.П., Белугин В.А., Дорохович С.Л. и др. Саморегулируемый реактор сверхмалой мощности для теплоснабжения «МАСТЕР ИАТЭ». // Известия вузов. Ядерная энергетика. №3, 2003.
  7. Казанский Ю.А., Матусевич Е.С., Левченко В.А., Юрьев Ю.С. и др. Технические предложения для разработки концепции подземной ЯЭУ сверхмалой мощности «МАСТЕР ИАТЭ»/ Сборник тезисов, докладов и сообщений. Ядерное общество России. X ежегодная конференция (28 июня - 2 июля 1999 г., Обнинск). – Обнинск, -1999. -C. 173.
  8. Levchenko V.A., Kazansky Yu.A., Barshevtsev V.A., Yurev Yu.S., Belugin V.A. Design concept of self-contained low power reactor «MASTER» for heat supply// Progress in Nuclear Energy.- 2008.-Vol. 50, -PP. 314-319.
  9. Казанский Ю.А., Левченко В.А., Матусевич Е.С., Юрьев Ю.С., Баршевцев В.А., Титов Д.М. и др. Некоторые нейтронно-физические и теплогидравлические характеристики усовершенствованной конструкции реактора «МАСТЕР»// Известия вузов. Ядерная энергетика.-2008. -№ 1. -С. 41.
  10. Askew J.R., Fayers F.J., Kemshell F.B. A General Description of the Lattice Code WIMS, Journal of the British Nuclear Energy Society 5, 4, 564, 1966.
  11. Final report of a coordinated research project WIMS-D Library Update IAEA, December 2007.
  12. Дорохович С.Л., Юрьев Ю.С., Казанский Ю.А. Гидродинамика и теплообмен в реакторной установке «МАСТЕР» // Известия вузов. Ядерная энергетика. - 2012. - № 3. - С. 116-128.

физика реакторов выгорающий поглотитель реакторы малой мощности коэффициенты реактивности