ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы

Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

English (UK)

ISSN 2414-1038 (online)

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕПЛОГИДРАВЛИКИ В ТВС БЫСТРОГО НАТРИЕВОГО РЕАКТОРА С ШИРОКИМ ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ШАГОМ РЕШЕТКИ

EDN: OMMVFJ

Авторы

Бландинский В.Ю., Лубина А.С.

Организация

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия

Лубина А.С. – научный сотрудник. Контакты: 123182, Россия, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1. Тел.: (499) 196-92-44; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Бландинский В.Ю. – заместитель руководителя Комплекса по международным вопросам — ученый секретарь, кандидат технических наук.

Аннотация

Было проведено исследование гидродинамики и теплообмена центральной ТВС быстрого натриевого реактора с относительном шагом s/d=1,395. В данной компоновке активной зоны достигается довольно высокий уровень избыточной наработки изотопов Pu-239 и Pu-241 – 504 кг/ГВт(эл)/год, что значительно превышает целевой ориентир в 300 кг/ГВт(эл)/год. Кроме того, данная компоновка характеризуется довольно высоким запасом реактивности, который может быть снижен за счет уменьшения содержания плутония, что приведет к дальнейшему повышению избыточной наработки топлива. Исследовались два варианта ТВС: с чехлом и без чехла. В чехловой ТВС с широким шагом (s/d=1,395) расположения 469 твэлов (d=6,1 мм), дистанционируемых решетками, можно добиться довольно хорошей выравненности температур теплоносителя и оболочек, за исключением угловых твэлов. Для снижения азимутальных неравномерностей температур оболочек угловых твэлов было предложено увеличение площади угловой ячейки ТВС за счет либо выдавливания канавки в углу чехла, либо проточки в углу чехла шириной 7 мм и глубиной не более 0,4 мм. В таком оптимизированном варианте конструкции ТВС максимальные температуры наружной поверхности оболочек углового, периферийного и центрального твэла оказываются довольно близкими и составляют 591, 587 и 586 °С соответственно. Широкий шаг расположения твэлов в ТВС (s/d=1,395) позволяет применить бесчехловую конструкцию кассеты. Поскольку периферия бесчехловой ТВС не экранируется от межкассетного зазора чехлом, то неравномерности температур вокруг периферийного ряда твэлов в такой ТВС заметно выше, чем в чехловом варианте этой кассеты, однако масштаб неравномерностей температур оболочек твэлов периферийного ряда можно считать приемлемым. Так, в случае 2-миллиметрового межкассетного зазора неравномерности температур оболочек углового и периферийного твэлов достигали 24 и 28 К соответственно, а в случае 1-миллиметрового межкассетного зазора они понизились до 13 и 14 К соответственно.

Ключевые слова
реактор на быстрых нейтронах, теплообмен, натриевый теплоноситель, вторичное ядерное топливо, факторы неопределенности

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534.6

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 2, c. 293-307