2. Основные параметры ияу см-3

СМ-3 – высокопоточный исследовательский ядерный реактор ловушечного типа с промежуточным спектром нейтронов, с охлаждением активной зоны водой под давлением.

Активная зона реактора имеет форму прямоугольного параллелепипеда с квадратом 420420 мм в основании и высотой 350 мм. В центре реактора размещена полость квадратного сечения 140140 мм с замедлителем нейтронов – нейтронная ловушка. В качестве замедлителя нейтронов в ловушке используют бериллий и воду в различных сочетаниях. В ловушке размещают облучаемые материалы в виде цилиндрических пеналов. Активная зона окружена боковым отражателем из металлического бериллия. В отражателе имеются вертикальные цилиндрические отверстия на различном расстоянии от активной зоны для размещения экспериментальных каналов и облучательных устройств. Охлаждающая реактор вода, одновременно служит замедлителем нейтронов. Активная зона реактора с отражателем и опорными конструкциями размещена в стальном корпусе (диаметр 1,5 м, высота 8 м).

Основные технические характеристики реактора представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Основные технические характеристики ИР СМ-3

Параметр	Значение
Мощность тепловая, МВт	100
Максимальная плотность потока тепловых нейтронов в центральном канале, с-1см-2	1,91015
Максимальная плотность потока нейтронов в активной зоне с энергией > 0,1 МэВ, с-1см-2	2,31015
Топливо	Диоксид урана, обогащение 90%
Замедлитель	Вода
Теплоноситель	Вода
Отражатель	Бериллий
Параметры теплоносителя:
температура на входе/выходе, оС	< 60/ до 95
расход, т/ч	2400
давление на входе, МПа	4,9
Среднее выгорание урана-235, %	35
Характеристики эксплуатационного цикла, сут:
продолжительность микрокампании	1014
продолжительность остановок между микрокампаниями	до 2
продолжительность кампании	20
продолжительность остановок между кампаниями	5÷6
Эффективное время работы на номинальном уровне мощности, сут/год	~240

2. Технологическая схема

В состав реактора входят:

- корпус реактора с крышкой;

- внутрикорпусные устройства (разделитель, экран, центральная зона с хранилищами для ТВС, механизм перегрузки, поддон);

- активная зона (ТВС, исполнительные органы СУЗ, ЦБТМ);

- отражатель;

- экспериментальные каналы.

В качестве конструкционного материала корпуса, крышки, внутрикорпусных устройств, петлевых каналов и других компонентов принята коррозионностойкая нержавеющая сталь 12Х18 Н10Т.

Центральная зона является несущей конструкцией, на которой компонуются активная зона и отражатель.

Активная зона с размерами в плане 420420 мм состоит из 36 ячеек, занятых ТВС, КО и ЦБТМ. В центральном блоке трансурановых мишеней (ЦБТМ) в объеме четырех ячеек активной зоны скомпонованы четыре вкладыша (Ве), центральный замедляющий блок (Ве), 27 мишеней для накопления ТУЭ, четыре стержня АЗ и центральный компенсирующий орган (ЦКО).

Исполнительные органы СУЗ выполняются в виде связки из поглощающей части (поглотитель – очехлованная двуокись европия) и хвостовой части (вытеснитель или топливная догрузка). Приводы органов СУЗ размещаются на крышке реактора. Отражатель размещен между активной зоной и экраном и набирается в виде пластинчатых блоков из металлического бериллия.

Механизм перегрузки обеспечивает перестановку ТВС из хранилищ в ячейки активной зоны и обратно при рабочем давлении в реакторе и сниженной скорости циркуляции теплоносителя. Основная несущая плита механизма закреплена в верхней части корпуса, под его крышкой. Поддон предназначен для сбора расплавленной массы, стекающей из зоны в случае ее аварийного оплавления, и для предотвращения образования вторичной критмассы в корпусе реактора. Рассекатели поддона изготовлены из бористой стали.

Теплоносителем в реакторе является обессоленная вода (дистиллят). Он поступает в корпус реактора по четырем входным патрубкам. Часть теплоносителя опускается по зазору между экраном и разделителем, через опорную конструкцию центральной зоны входит под отражатель и восходящим потоком проходит по его щелевым каналам охлаждения. Другая часть теплоносителя поступает в пространство под крышкой и далее сверху вниз к активной зоне. Оба этих потока объединяются над зоной и входят в ТВС, КО, ЦБТМ. Нагретый теплоноситель возвращается к выходным патрубкам по кольцевому зазору между корпусом и экраном.

Отвод тепла от реактора к градирне для рассеяния его в атмосферу осуществляется по двухконтурной схеме. Первый контур состоит из четырех ниток, каждая из которых содержит главный циркуляционный насос (ГЦН), теплообменник (ТО), трубопроводы и запорную арматуру. Компенсация температурных расширений теплоносителя осуществляется компенсаторами объема (КО), давление в которых поддерживается подачей в них соответствующего количества газообразного азота. КО одновременно выполняют роль дегазаторов в циркуляционной системе сдувок радиолитических газов из первого контура.

Циркуляция технической воды во втором контуре по тракту ТО - градирня обеспечивается четырьмя насосами, объединенными по всасу и напору общими коллекторами. Оборудование и трубопроводы I контура, а также петлевых установок и вспомогательных систем, через которые проходит радиоактивный теплоноситель, размещены в необслуживаемых помещениях.

В ертикальный и горизонтальный разрезы реактора СМ-3: 1 - поворотный круг 2 - приводы органов СУЗ 3 - редуктор привода механизма перегрузки 4 - крышка реактора 5 - механизм перегрузки 6 - корпус реактора 7 - разделитель потока 8 - напорный патрубок 9 – экран 10 - сливной патрубок 11 - чехол ионизационной камеры 12 - труба ЦКО 13 - площадки хранения ТВС 14 - направляющая труба АР 15 - направляющая труба КО 16,30 - блоки отражателя 17 - центральный блок трансурановых мишеней 18,31- ТВС в активной зоне 19 - несущая конструкция(старый корпус СМ-2) 20 - бывшие горизонтальные каналы СМ-2 21 - предохранительный поддон 22 - нижняя тепловая защита старого корпуса 23 - патрубок СОМП (один из патрубков старого корпуса) 24 - тепловая защита шахты реактора 25 - ионизационная камера 26 - исполнительный орган 27 – КО 28 – ЦКО 29 - исполнительный орган