Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
Объем активной зоны, л
Начальное обогащение топлива (внутренняя/внешняя зона), %
Загрузка U+Pu в активную зону, т Загрузка зоны воспроизводства обедненным U, т Средняя удельная энергонапряженность топлива активной зоны, кВт(т)/кг Средняя плотность энерговыделения, кВт/л Средняя глубина выгорания (проектная), % тяжелых
атомов Количество ТВС, шт.:
в активной зоне
в зоне воспроизводства Количество твэлов в TBC активной зоны, шт. Размер шестигранного кожуха „под ключ", ым Длина ТВС, м Шаг между ТВС, мм
Внешний диаметр/толщина стенки оболочки твэла активной зоны, мм Максимальная температура оболочки твэла, °С Длительность кампании топлива активной зоны, сут Время между частичными перегрузками, сут Общий KB (при загрузке активной зоны оксидным топливом PuO3-UO2)
1000/350 300/530 11 000 1500 1060 0,71
1880 15/20(U)
6,3 47 140
430 5/7
226 412 169 96 3,2 98 ,1/0,4
615 304 50 ^1,3
1470/600 378/588 24 000 2059 750 0,36
2500 26/21/17 (U)
7,1
46 190
370
7/10
371 340 127 96
3,5 98,5 6,9/0,4-
670/710 480
150 .1,3
2100/800 374/547 30 800 2456 950 0,39
4700 •n.15 (Pu)
12,5 43 170
380 10
516 412 127 94,5(96) 3,5 98,5 6,6/0,4'
660/710 480 120 1,28—1,35
563/250 400/560 10 000 1359 850 0,65
1230 19,2/27 (Pu/U)
120
460 6,5
103 90 217
123,7 4,3 126
6,6/0,4-
700 420 60 1,16
612/250 400'560 10 500 1347 915 0,69
1300
140
380 6
78 43 325 142,7 3,8 145 5,84/0,38
690 250/400 50/80 1,2
3000/1200 395/545 60 000 3660 1000 0,27
10 700 15,12(Pu)
31,5 (4,8 т Pu)
80
285 .' 8,3/10
364 233 271 173 5,4 179 8,5/0,45
620/680 730
365(50% а. з) 1,183
Рис. 9.19. Твэл активной зоны реактора БН-600:
/ — нижний концевик; 2 - газовая полость; 3 — опорная деталь; 4 — инжняя торцевая зона воспроизводства; 5, 6 — активная часть твэла (топливо); 7 — верхняя торцевая зона воспроизводства; 8 — верхний концевик; 9 — дистанционирующая спираль; 10 — оболочка
Во всех реакторах, указанных в таблице, применяется оксидное топливо. Диаметры стержневых твэлов активных зон составляют 6—7 мм, что обусловлено допустимой максимальной температурой в центре сердечника твэла (<2200°С) и на поверхности оболочки твэла из нержавеющей стали (не более 650—700°С). Для карбидного и нитрндного топлива, обладающего более высокой теплопроводностью, диаметры твэлов могут быть увеличены до 8—10 мм. Для радиальных зон воспроизводства (боковых экранов) применяются твэлы диаметром, в 2—2,5 раза большим, чем диаметр твэлов в активной зоне.
Рис. 9.20. TBC активной зоны реактора БН-600:
1 — верхняя головка под захват; 2 — окна для выхода теплоносителя; 3 — шестигранный корпус ТВС; 4 — твэлы активной зоны; 5 — хвостовик; 6 — отверстия для подвода теплоносителя
Рис. 9.21. TBC зоны воспроизводства реактора БН-600:
1— верхняя головка под захват; 2—окна для отвода теплоносителя; 3—шестигранный корпус ТВС; 4 — твэлы зоны воспроизводства; 5 — хвостовик; в — отверстия для подвода теплоносителя
Характерными особенностями работы твэлов в активной зоне РБН являются глубокое выгорание топлива (до 10% и более загруженного в активную зону урана и плутония), высокий флюенс быстрых нейтронов на поверхности оболочки твэлов за время кампании топлива — до (2-3)-1023 нейтр./см2, большое накопление в твэлах продуктов деления, около 25% из них газообразные. Так как 80—100% газообразных продуктов деления может выходить из сердечника под оболочку, то, чтобы не создавалось опасное для целостности твэла газовое давление изнутри на оболочку, во всех твэлах активной зоны РБН предусмотрены большие пустые полости, образующие газосборники, а в таблетках по центру делаются сквозные отверстия. Средние значения линейной плотности тепловыделения в твэлах РБН достигают для оксидного топлива 500 Вт/см и более.
На рис. 9.19—9.22 показаны твэлы и ТВС, а также компоновка активной зоны советского реактора БН-600 с натриевым теплоносителем, находящегося в эксплуатации с 1980 г. на Белоярской АЭС им. И. В. Курчатова. Этот реактор электрической мощностью 600 МВт до 1985 г. (до ввода реактора «Супер-Феникс» во Фран-
O)-TBC SMO ^ПППҐ^ tft ^Компенсирующий
*<s k^Y^ ^ стержень
ф - Ш SSO (о) -Стержень AP
TBC іоноЬой ют боспршМстВа
OTBC Лиіій зоны —
- ШтизШстІа Щ-Стержень A3
Рис. 9.22. Размещение TBC н рабочих органов СУЗ в активной зоне и зоне воспроизводства реактора БН-600
Таблица 9.8. Сравнение исходной и перспективной стоимостей изготовления TBC из ураи-плутоииевого топлива дли реакторов на быстрых нейтронах по данным фирмы «Вестингауз электрик» (США) *
Стоимость, дол/кг
Компоненты затрат
исход-
перспек-
Основные факторы
ная*
тивная**
снижения стоимости
Изготовление оболочек,
565
300
Оболочка без проволочных
концевых и прочих деталей
вытеснителей
твэлов
Изготовление концевых
407
157
Сварной чехол из прокатно-
деталей, чехлов, переход-
