 |
||
|
Китай - спектральный ТЖМТ-реактор AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 27.12.2023 Электронное издание AtomInfo.Ru опубликовало ранее статью о работах по направлению реакторов с тяжёлометаллическими теплоносителями, которые проводятся в Китае в рамках консорциума FDS. Статья была подготовлена по материалам доклада доктора Чао Лю на конференции МНТК НИКИЭТ - 2023. Стоит принять во внимание, что работы консорциума носят во многом академический характер, и наибольший интерес представляют экспериментальные возможности, которыми располагает FDS. Хотя в будущем нельзя исключать, что консорциум сможет построить экспериментальный свинцовый или свинцово-висмутовый реактор мощностью до 10 МВт(т). Если говорить о перспективах коммерческого внедрения ТЖМТ-направления в Китае, то здесь необходимо следить за теми работами, что ведутся в крупнейших корпорациях - таких как CNNC. Давняя идея Интересную работу в 2021 году опубликовала группа авторов (первый автор - Чэнь Чжао, Chen Zhao) из института ядерной энергии (NPIC), входящего в состав корпорации CNNC.
Это также теоретический труд, но в нём расчётным путём исследовались возможные выигрыши от введения спектрального регулирования в ТЖМТ-реакторы. Самой по себе идее спектрального регулирования более полувека. Обычно в публикациях на эту тему принято отдавать приоритет отчёту BAW-1241 американской компании "Babcock & Wilcox" (1961 год), однако имеются и более ранние упоминания. В отчёте BAW-1241 рассматривалась концепция теплового реактора с замедлителем из смеси лёгкой и тяжёлой воды; регулирование спектра нейтронов производилось путём изменения доли D2O в теплоносителе. С тех пор идею спектрального регулирования периодически пытаются применить к различным проектам или концепциям тепловых водоохлаждаемых реакторов, причём для управления спектром предлагается использовать различные методы - например, перемещение стержней-вытеснителей, как в одном из вариантов российского проекта ВВЭР-С. В XXI веке появились предложения по использованию спектрального регулирования и в реакторах, использующих иные теплоносители, чем вода. Так, китайские авторы упоминают в статье концепцию SmAHTR (малый ВТГР), предложенную в Окриджской нацлаборатории (США) в 2010 голу. Расчётные исследования показали, что при помощи спектрального регулирования в этом реакторе можно либо увеличить кампанию на 20%, либо сократить расход топлива на 15%, в зависимости от целевой функции. Эти и другие результаты побудили коллектив китайских авторов из NPIC проанализировать возможные выигрыши от спектрального регулирования в ТЖМТ-реакторах. Авторы отметили, что для ТЖМТ-направления подобных анализов практически не проводилось. Реактор SLBR-50 Свои исследования китайский коллектив проводил на концептуальном проекте SLBR-50. Никакой прямой связи SLBR-50 с проектами, которые реально могут быть построены, авторы не указывают, однако основные характеристики SLBR-50 могут дать представление о том, куда в ТЖМТ-направлении движется корпорация CNNC. SLBR-50 - реактор тепловой мощностью 50 МВт(т). Теплоноситель - свинец. Топливо - UO2 обогащением 19,95%. Материал оболочки - нержавеющая сталь. Активная зона SLBR-50 собирается из 144 шестигранных ТВС, 8 сборок со стержнями СУЗ и центральной сборки (назначение в статье не указано). Зона окружена отражателем из оксида бериллия BeO (48 сборок). Шаг расстановки сборок - 93,5 мм. Активная высота топлива - 95 см. Средняя температура, задававшаяся в расчётах - 700 K. Остальные параметры приводятся в таблице и рисунке ниже. Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра   Спектральное регулирование в SLBR-50 Для организации управления спектром в SLBR-50 авторы предложили использовать трёхсекционные стержни СУЗ, состоящие из секций поглотителя, теплоносителя и замедлителя. Такие стержни устанавливаются вместо штатных стержней-компенсаторов выгорания. В начале работы реактора в активной зоне находятся секции поглотителя. По мере выгорания топлива стержни извлекаются из зоны, и на место поглотителя приходит секция теплоносителя. На конец кампании без регулирования секции поглотителя всех стержней СУЗ, участвующих в компенсации эффектов выгорания, полностью выведены из активной зоны. В этот момент стержни извлекаются далее, и в активную зону на место секции теплоносителя приходит секция замедлителя (YH2). Спектр нейтронов в активной зоне при этом существенно смягчается, и реактор продолжает работать на мощности. Схематично этот процесс проиллюстрирован на рисунке ниже. Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра  На рисунке ниже показано изменение спектра нейтронов по ходу кампании топлива. Видно, что спектры на начало кампании (0EFPD) и на момент полного извлечения секций поглотителя (1500EFPD) практически не различимы. А вот замещение секций теплоносителя на секции замедлителя приводит к значимому сдвигу спектра в тепловую область (2600EFPD). Авторы не совсем корректно именуют получившийся спектр тепловым (thermal-spectrum), на самом деле спектр по-прежнему остаётся быстрым, но его мягкая часть действительно возрастает. Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра  Так как в статье описывается "условный" реактор SLBR-50, то абсолютные величины полученных результатов не имеют большого значения. А вот относительные величины можно привести. Авторы пишут, что, благодаря применению спектрального регулирования, им удалось повысить глубину выгорания более чем на две трети и примерно также увеличить утилизацию урана-235 и урана-238. Вне сомнения, этот результат носит теоретический характер и получен только в ходе нейтронно-физических расчётов. Однако общий вывод коллектива китайских авторов из института NPIC таков, что применение спектрального регулирования в реакторах с тяжёлометаллическими теплоносителями может иметь смысл с точки зрения топливоиспользования. Ключевые слова: Свинец, Азия, Китай, Статьи Другие новости: Второй реактор для атомохода "Чукотка" доставлен в Санкт-Петербург Это десятый по счёту РИТМ. изготовленный в "Росатоме". Пусковой блок "Kakrapar-4" выведен на МКУ Всего в Индии построят 16 блоков с PHWR-700. Памятник А.И.Лейпунскому открыт в Обнинске Открытие приурочено к 120-летию со дня рождения Александра Ильича. |
Герой дня 
Китай: консорциум FDS и работы по ТЖМТ В ходе пленарного заседания конференции доктор Чао Лю из международной академии физики нейтронов выступил с докладом о работах, которые проводятся в Китае по направлению реакторов с тяжелометаллическими теплоносителями в рамках консорциума FDS. ИНТЕРВЬЮ
Вадим Лемехов МНЕНИЕ
ГНЦ РФ - ФЭИ |