Тезисы международного

Вид материала

Подобный материал:

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 20

Анализ возможности улучшения характеристик активных зон реакторов малой мощности при использовании керметного топлива

Айгожиев К.К., Баранаев Ю.Д., Глебов А.П., Попов В.В.

ГНЦ РФ-ФЭИ, г. Обнинск, Россия

Керметное топливо представляющее собой смесь частиц UO₂ с металлической матрицей, повышающей, по сравнению с оксидом, теплопроводность топлива в 5-10 раз. При этом топливный сердечник диффузионно сцеплен с оболочкой твэлов, что обеспечивает практически нулевое термическое сопротивление на границе топливо-оболочка.

Применительно к реакторам ВВЭР выполнен большой объем расчетно-экспериментальных исследований по замене оксидного топлива на керметное, разработана заводская технология изготовления твэлов и ТВС с керметным топливом, проводятся ресурсные испытания в ИР «Мир» опытных стрежневых твэлов с керметным топливом (60% UO₂ + 40% силумин или цирконий), содержанием урана  5.6 г/см³ при внешнем диаметре 9.1 мм. Отмечаются основные особенности использования керметного топлива для реакторов ВВЭР:

Достижение глубоких выгораний топлива благодаря высокой деформационной способности циркониевого сплава и отсутствия контакта коррозионно-активных продуктов деления с оболочкой.

Возможность обеспечения работы АЭС в диспетчерском режиме электрических нагрузок благодаря низким температурным напряжениям в твэле при переменных тепловых нагрузках.

Более низкая температура топлива и оболочек твэлов при нормальной эксплуатации и в аварийных ситуациях, включая МПА.

Меньшее загрязнение теплоносителя первого контура радиоактивными продуктами деления

В реакторах малой атомной энергетики (а также и в исследовательских реакторах) в качестве топлива используется интерметаллид урана с содержанием урана 22.6 г/см³ при обогащении ₅= 3690%. Основным направлением усовершенствования топливного цикла для этих реакторов является:

Снижение обогащения топлива до 20% для удовлетворения рекомендаций МАГАТЭ о нераспространении высокообогащенного топлива.

Увеличение энергоресурса – кампании топлива для повышения экономичности установок.

В этом случае требуется использование ураноемких топливных композиций с содержанием урана 56 г/см³.

Проведенные расчетные исследования, выполненные для реакторной установки плавучей АТЭС КЛТ-40С показали, что при переходе от штатной канальной активной зоны с интерметаллидом урана средним обогащением ₅= 46% к активной зоне с твэлами и ТВС типа ВВЭР и с керметным топливом возможно:

- снизить обогащение топлива до 20%;

- увеличить в ~ 2 раза энергоресурс и кампанию реактора;

- унифицировать с реакторами ВВЭР элементную базу, упростить картограмму, уменьшать количество различных типов ТВС;

улучшить ядерную и радиационную безопасность установки за счет следующих факторов:

уменьшения ядерно-опасных работ – перегрузок топлива;

уменьшения требуемых размеров хранилища отработанного топлива;

низкого выхода осколков деления в теплоноситель за счет их удержания их в матрице керметного топлива в случае разгерметизации оболочки твэла при нормальной работе и в аварийных ситуациях.

При этом сохраняются основные физические характеристики активной зоны и реактора: геометрические размеры, мощность, параметры теплоносителя, имеется запас в компенсируемости СУЗ реактора, не превышаются по сравнению со штатной активной зоной величины неравномерностей энерговыделения, максимальные значения температуры топлива и теплоносителя, накопленного количества осколков за кампанию в топливной композиции. Реактор обладает внутренней самозащищенностью – имея обратные отрицательные связи по основным параметрам: температуре и плотности теплоносителя, температуре топлива, мощности.

* * *

Сравнительная оценка воздействия на окружающую среду опд атэс мм с ру абв-6 и альтернативного источника тепла

Зеленский Д.И.¹, Колтышев С.М.², Николаенко Н.Н.²

¹ОАО «Малая энергетика», г. Москва, Россия

²Национальный ядерный центр, г.Курчатов, Республика Казахстан

В рамках разработки Технико экономического обоснования (ТЭО) строительства опытно промышленной демонстрационной станции малой мощности (ОПД АТЭС ММ) на площадке стендового комплекса «Байкал 1» Института атомной энергии Национального ядерного центра Республики Казахстан (ИАЭ НЯЦ РК) был выполнен сравнительная оценка воздействия на окружающую среду строительства и эксплуатации ОПД АТЭС ММ и альтернативного источника тепла на органическом топливе.

Сравнение проведено для одноблочной АТЭС с реакторной установкой АБВ 6 и для котельной работающей на угле и на мазуте. Рассмотрено три варианта котельной:

котельная с котлами ДКВР 20/13, работающими на мазуте;
котельная в составе двух котлов ДКВР 20/13 и двух котлов малой мощности «Луга» Басалаева, работающих на угле;
котельная с котлами ДКВР 20/13, переведёнными на бурый уголь разреза Кара Жыра.

Для каждого варианта котельной, с учётом характеристик реально используемого топлива, определён состав и количественные показатели выбросов.

В работе также проведён выбор и обоснование методики расчёта выбросов и приземных концентраций загрязняющих и радиоактивных веществ, доз облучения персонала и населения.

Выполнены расчёты приземных концентраций загрязняющих веществ, создаваемых котельной и ОПД АТЭС ММ, рассчитано распределение мощности дозы, создаваемой выбросами в зависимости от расстояния от источника. При расчёте приземных концентраций радионуклидов и оценке доз облучения, выбросы при работе реактора на мощности в нормальном режиме эксплуатации рассматривались как непрерывные, а при перегрузке и ремонте как разовые.

В соответствии с требованиями нормативной документации разработана программа наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы и почвы в пределах санитарно защитной зоны предполагаемой площадки сооружения ОПД АТЭС ММ. На основании расчётов выбросов вредных веществ от альтернативных источников проведён выбор средств и методов отбора проб и измерений концентраций загрязняющих веществ в пробах воздуха, грунта и осадков, определёны точки отбора проб, количество проб и объём измерений.

* * *

Blog