ВВЭР Кипящие (ВК)

У нас в стране есть один! реактор ВК-50. В мире есть 91 установка, установленная мощность 21%, и от общего числа составляют 20%.
• США 35 реакторов
• Япония 28 реакторов
• Швеция 8 реакторов
• Германия 6 реакторов
• …
• Финляндия 2 реакторов

В России они не распространились, т.к. слишком большие габариты для перевозки поездом.

Достоинства:
• Отсутствие ПГ, или если он есть, то он маленький. Возможность реализации одноконтурной схемы.
• Более высокие параметры РТ в паровой турбины. Выше КПД.
• Возможность перегрева пара. У нас не используется.
• Равномерность энерговыделения по радиусу АЗ выше, чем в ВВЭР. Это объясняется тем, что повышенное энерговыделение приводит к парообразованию, а это приводит к снижению потока нейтронов, т.е. имеется обратная отрицательная связь.

Недостатки:
• Наличие радиоактивности, в т.ч. в паровой турбине и ее системе регенерации.
• Более низкий уровень теплового напряжения . Большие габариты.
• Неравномерность энерговыделения по высоте АЗ. Средняя мощность реактора существенно меньше максимальной.
• Возможность появления гидродинамической и резонансной нестабильности.
• Более низкие величины критических тепловых потоков из-за низкого давления.
• Трудности компенсации паровой реактивности.
• Ограничение мощности реактора условиями сепарации влаги.

Экономическое обоснование выбора параметров среды на выходе:



Неравномерность тепловыделения по высоте АЗ:



kz ≈ 2

Обычно реакторы кипящего типа поступает воды, не догретая до насыщения на 15..20 °C. Затем они быстро нагревается до насыщения и происходит ее испарение. Причем на выходе из АЗ, массовое паросодержание 10..20%, а объемное – 30..40%.

Такой характер изменения потока нейтронов по АЗ связан с уменьшающейся замедляющей способностью среды. Пар плохо замедляет нейтроны, в связи с меньшей плотностью. В области, где имеется пар, спектр нейтронов становится более жестким, и в этой области образуется с большей вероятностью 239Pu, который принимает участие в процессе деления.

Происходит уплощение спектра со временем работы реактора.

Устойчивость работы реактора:

Для устойчивой работы реактора необходимо иметь отрицательный паровой коэффициент реактивности αφ = dρ/dφ. φ — объемное паросодержание.




γ — удельный вес.

Конструктивное исполнение АЗ ВВЭР и ВК одинаковое. При соотношении объемов = 2, с ростом температуры (рост φ) kэф будет падать, т.е. αφ < 0. При соотношении объемов = 3, с ростом температуры (рост φ*) kэф будет расти, т.е. реактивность будет увеличиваться. αφ > 0. Поэтому соотношение объемов как и в ВВЭР принимается = 2.

При изменении kэф изменяются φ и θ. Обычно φ падает, а θ растет. При соотношении = 2, φ падает быстрее чем θ и kэф падает (см. формулу четырех сомножителей). При соотношении = 3 – наоборот.

Гидродинамическая нестабильность:

Как правило ГД нестабильность обычно в реакторах увязывается с задержкой изменения состояния Т ко времени изменения энерговыделения.

Есть несколько путей обеспечение ГД стабильности:
• Поднять давление
• Снизить температуру Т на входе в реактор. Область с зоной повышенного паросодержания уменьшиться, хотя общее паросодержание не изменится.

Пути выравнивания энерговыделения по высоте АЗ:
Борное регулирование нельзя использовать, т.к. борная кислоты хорошо растворяется в паре. Для выравнивания используют пути:

• Эксплуатационный.
→ При перегрузке топлива кассеты переворачивают к верх ногами.
• Физический
→ Устанавливаются выгорающие поглотители в зону наибольшего потока нейтронов.
• Конструктивный
→ Регулирующие стержни вводятся снизу АЗ
→ Изменение соотношения концентраций между топливом и замедлителем в пользу последнего в верхней части АЗ. (ТВЭЛы короткие)

Особенности:
• Большой объем, занимаемый выгараемыми и регулирующими стержнями для компенсации начальной избыточной реактивности. (ВВЭР – 7%, ВК – 15%).
• Единичная мощность почти такая же, как и у ВВЭР.
• Термический КПД выше
• Сепарация влаги происходит внутри корпуса реактора.


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru