способ эксплуатации уран-графитового ядерного реактора
Классы МПК: | G21C7/04 выгорающих поглотителей |
Автор(ы): | Бурлаков Е.В., Воронцов Б.А., Краюшкин А.В., Купалов-Ярополк А.И., Николаев В.А., Панюшкин А.К., Роботько А.В., Федосов А.М. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество открытого типа "Машиностроительный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-07-01 публикация патента:
27.12.1997 |
Сущность изобретения: определяют количество дополнительных поглотителей, подлежащее выгрузке, затем меняют выгоревшие тепловыделяющие сборки на тепловыделяющие сборки, в топливо которых введен эрбий. Замену производят до тех пор, пока концентрация эрбия в активной зоне не достигнет значения, при котором воздействие эрбия на реактивность активной зоны с учетом его выгорания до момента выгрузки дополнительных поглотителей не станет соответствовать не менее 80% величины воздействия на реактивность подлежащих выгрузке дополнительных поглотителей. После этого выгружают дополнительные поглотители. Замену выгоревших тепловыделяющих сборок на тепловыделяющие сборки с эрбием продолжают и поддерживают такую величину концентрации эрбия в активной зоне, при которой воздействие эрбия на реактивность активной зоны соответствует не менее 80% величины воздействия на реактивность активной зоны выгруженных дополнительных поглотителей. 5 з. п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Способ эксплуатации канального уран-графитового ядерного реактора, заключающийся в том, что из активной зоны реактора выгружают выгоревшие тепловыделяющие сборки и дополнительные поглотители и вместо них устанавливают тепловыделяющие сборки с меньшим выгоранием или свежие, отличающийся тем, что определяют количество дополнительных поглотителей, подлежащее выгрузке, затем меняют выгоревшие тепловыделяющие сборки на тепловыделяющие сборки, в топливо которых введен эрбий, пока концентрация эрбия в активной зоне не достигнет значения, при котором воздействие эрбия на реактивность активной зоны с учетом его выгорания до момента выгрузки дополнительных поглотителей не станет соответствовать не менее 80% величины воздействия на реактивность подлежащих выгрузке дополнительных поглотителей, и после этого выгружают дополнительные поглотители. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжают производить замену выгоревших тепловыделяющих сборок на тепловыделяющие сборки с эрбием и поддерживают такую величину концентрации эрбия в активной зоне, при которой воздействие эрбия на реактивность активной зоны соответствует не менее 80% величины воздействия на рективность активной зоны выгруженных дополнительных поглотителей. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что повторяют циклы выгрузки дополнительных поглотителей из активной зоны, при этом на каждом этапе выгрузку дополнительных поглотителей производят при услоовии, что введенное в активную зону количество эрбия, с учетом его выгорания до момента выгрузки дополнительных поглотителей, оказывает на реактивность активной зоны воздействие, соответствующее не менее 80% величины воздействия на реактивность зоны ранее выгруженных и предназначенных к выгрузке на очередном этапе дополнительных поглотителей. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что на место выгруженных дополнительных поглотителей устанавливают тепловыделяющие сборки с эрбием. 5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что перед установкой тепловыделяющих сборок с эрбием вместо дополнительных поглотителей каналы заполняют водой. 6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что циклическую выгрузку дополнительных поглотителей продолжают до удаления из активной зоны всех дополнительных поглотителей.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к уран-графитовым ядерным реакторам, и может быть использовано, в частности, при эксплуатации реакторов РБМК. Как показали многочисленные исследования, одной из основных негативных причин, повлекших за собой Чернобыльскую аварию, явилась большая положительная величина парового коэффициента реактивности 4 4,5![способ эксплуатации уран-графитового ядерного реактора, патент № 2100852](/images/patents/371/2100020/946.gif)
Такое решение позволило получить безопасную для работы реактора величину парового коэффициента реактивности +1 b. Недостатками данного способа являются уменьшение глубины выгорания топлива на 25% и увеличение топливной составляющей стоимости электроэнергии почти на 30% Кроме того, существует опасность случайной или умышленной выгрузки ДП, что снижает безопасность ядерного реактора. Наиболее близким к изобретению является способ эксплуатации уран-графитового ядерного реактора, заключающийся в том, что из активной зоны реактора выгружают выгоревшие ТВС и ДП и вместо них устанавливают ТВС с меньшим выгоранием или свежие [2]
Указанный способ позволяет увеличить глубину выгорания топлива за счет выгрузки ДП и поднять экономические показатели реактора. Однако по мере выгрузки ДП увеличивается паровой коэффициент реактивности активной зоны, что ведет к снижению безопасности работы реактора. Задача изобретения повышение экономичности эксплуатации уран-графитового ядерного реактора при сохранении современного уровня его безопасности. Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является уменьшение топливной составляющей стоимости электроэнергии и повышение степени выгорания ядерного топлива при сохранении ныне достигнутой величины парового коэффициента реактивности, уменьшение расходов на транспортировку топлива и ДП, их перегрузку, хранение и захоронение, а также снижение максимальной линейной нагрузки на тепловыделяющие элементы и уменьшение неравномерности энерговыделения. Указанные результаты достигаются благодаря предлагаемому способу эксплуатации уран-графитового ядерного реактора, заключающемуся в том, что из активной зоны реактора выгружают выгоревшие тепловыделяющие сборки и дополнительные поглотители и вместо них устанавливают тепловыделяющие сборки с меньшим выгоранием или свежие, определяют количество дополнительных поглотителей, подлежащее выгрузке, затем меняют выгоревшие тепловыделяющие сборки на тепловыделяющие сборки, в топливо которых введен эрбий, пока концентрация эрбия в активной зоне не достигнет значения, при котором воздействие эрбия на реактивность активной зоны с учетом его выгорания до момента выгрузки дополнительных поглотителей не станет соответствовать не менее 80% величины воздействия на реактивность подлежащих выгрузке дополнительных поглотителей, и после этого выгружают дополнительные поглотители, а также за счет того, что продолжают производить замену выгоревших тепловыделяющих сборок на тепловыделяющие сборки с эрбием и поддерживают такую величину концентрации эрбия в активной зоне, при которой воздействие эрбия на реактивность активной зоны соответствует не менее 80% величины воздействия на реактивность активной зоны выгруженных дополнительных поглотителей, и потому, что повторяют циклы выгрузки дополнительных поглотителей из активной зоны, при этом на каждом этапе выгрузку дополнительных поглотителей производят при условии, что введенное в активную зону количество эрбия, с учетом его выгорания до момента выгрузки дополнительных поглотителей, оказывает на реактивность активной зоны воздействие, соответствующее не менее 80% величины воздействия на реактивность зоны ранее выгруженных и предназначенных к выгрузке на очередном этапе дополнительных поглотителей, и, кроме того, потому, что на место выгруженных дополнительных поглотителей устанавливают тепловыделяющие сборки с эрбием и перед установкой тепловыделяющих сборок с эрбием вместо дополнительных поглотителей каналы заполняют водой, а также за счет того, что циклическую выгрузку дополнительных поглотителей продолжают до удаления из активной зоны всех дополнительных поглотителей. Эксплуатацию реактора по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Вначале определяют количество ДП, которые следует извлечь из активной зоны (чтобы получить необходимое значение парового коэффициента реактивности, учитывая при этом, например, имеющееся на станции на текущий момент времени количество ТВС с эрбием, степень выгорания ядерного топлива, ресурс ДП и т.д.), и после этого начинают выгружать из активной зоны выгоревшие ТВС и вместо них устанавливать ТВС со свежим топливом, в состав которого введен эрбий, до тех пор, пока количество эрбия, загруженного в активную зону, по своему воздействию на реактивность активной зоны не станет равным или больше 80% от воздействия подлежащих выгрузке ДП. Затем эти ДП из активной зоны выгружают. Сечение поглощения эрбия имеет резонанс при 0,47 эв вблизи области термализации В РБМК средняя температура графита на
![способ эксплуатации уран-графитового ядерного реактора, патент № 2100852](/images/patents/371/2100009/8776.gif)
Класс G21C7/04 выгорающих поглотителей