Лекция 12. Принцип работы ядерного реактора

Принцип работы ядерного реактора

Всего работает около 435 ядерных блоков.

Суммарная мощность W=370 ГВт

Фукусима: 10 блоков, W=8,1 ГВт

Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляет управляемая ядерная цепная реакция деления, сопровождающаяся выделением тепла, которое используется для производства электроэнергии.

Принципиальная схема ядерного реактора

1 – ТВЭЛы – тепловыделяющие элементы – металлические трубки диаметром от 0,9 до 13 мм, в них загружаются двуокись урана (UO₂), в виде таблетов диаметром 12 мм и высотой 15 мм.

2 - Теплоноситель циркулирует (вода, газ CO₂).

3 - Вся активная зона заполнена замедлителем нейтронов (вода, тяжелая вода, графит).

4 – поглотитель нейтронов (стержни из окиси кадмия [CdO], карбид бора [B₄C])

5 – отражатель нейтронов

6 – биологическая защита (выполняется из бетона с 10% содержанием воды с наполнителями, хорошо поглощающими нейтроны)

Состояние реактора с точки зрения критичности (способности поддерживать цепную реакцию), называется реактивностью:

– критическое состояние реактора.

Если ρ > 0 – надкритическое состояние реактора, интенсивность цепной реакции возрастает (режим включения реактора)

Если ρ < 0 – подкритическое состояние реактора, интенсивность цепной реакции уменьшается (режим останова реактора)

Реактивность характеризует реакцию активной зоны на изменение ее размножающих свойств.

Реактивность изменяется:

1. За счет выгорания топлива

2. Отравления шлакования реактора

3. Зависимость реактивности от температуры [ρ=f(T)]

Отравление реактора - снижение радиоактивности, вследствие образования в ходе реакции ядер, хорошо поглощающих нейтроны.

Шлакование реактора – снижение активности реактора, вследствие образования ядер, слабо поглощающих нейтроны.

Управление цепной реакцией деления осуществляется с помощью системы управления и защиты (СУЗ). СУЗ содержит рабочие органы (стержни поглощения нейтронов), детекторы и приборы контроля. СУЗ выполняет следующие функции:

1. Компенсация избыточной реактивности.

2. Изменение мощности реактора, включая его пуск и останов.

3. Аварийная защита реактора.

Все поглощающие стержни делятся на 3 группы:

1. АР (автоматического регулирования) – поддерживают мощность реактора на заданном уровне.

2. КС (компенсационные стержни) – служат для компенсации запаса реактивности во время работы реактора.

3. АЗ (аварийной защиты) – находятся вне активной зоны реактора и вводятся в зону реактора с максимальной скоростью, чтобы быстро погасить цепную реакцию деления в случае аварии.

Дата добавления: 2014-01-15