Реактор на расплавах солей
Гомогенные реакторы, работающие на смеси расплавов фторидов лития, урана и др. веществ
Достоинства
•Низкое давление в корпусе реактора (0,1 атм) — позволяет использовать очень дешевый корпус, при этом исключается целый класс аварий с разрывом корпуса и трубопроводов 1-го контура.
•Высокие температуры 1-го контура — 540 °C => высокий термодинамический КПД (до 44 %).
•Фториды солей, в отличие от жидкого натрия, практически не взаимодействуют с водой и не горят, что исключает специфические аварии, возможные для жидкометаллических реакторов с натриевым теплоносителем.
•Высокая топливная эффективность.
Недостатки
•Необходимость организовывать переработку топлива на АЭС (высокая радиоактивность для транспортировки).
•Более высокая радиоактивность 1-го контура по сравнению с ВВЭР .
•Значительно большие (в 2—3 раза) по сравнению с водо-водяными реакторами выбросы трития.
11
Реактор с органическим теплоносителем
В качестве теплоносителя используются органические жидкости (газойль, дифенильная смесь и пр.), с хорошими замедляющими свойствами и высокой температурой кипения
Достоинства |
|
•Простота конструкции (низкое давление в 1-ом контуре). Так, для равных |
|
параметров пара во вторичном контуре) (р = 30 атм) давление в реакторе с |
|
органическим теплоносителем может составлять порядка 2-3 атм (для |
|
водяного реактора ~ 100 атм) . |
|
•Упрощается проблема подбора покрытий для тепловыделяющих элементов |
|
(химическая инертность органических жидкостей). |
|
Недостатки |
|
•Термическая и радиационная нестойкость теплоносителя => необходимы |
|
устройства удаления продуктов (осадка) во избежание засорения контура |
|
•Температура плавления органических теплоносителей выше температуры |
|
окружающей среды => устройства подогрева внешних частей контура |
|
Перспективы |
|
•На практике никогда не применялись. |
|
•В 1960е в СССР и США было создано несколько экспериментальных |
|
конструкций, тогда же органические теплоносители испытывались в |
|
специальных каналах реакторов ВВЭР. Существовал проект мобильного |
|
реактора «Арбус» небольшой мощности |
12 |
•Ведутся ли работы по таким реакторам сейчас – достоверно неизвестно |
РБМК - 1000
РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный) —
двухцелевой канальный кипящий графито-водный ядерный реактор
Основные характеристики реактора РБМК-1000
Мощность
Электрическая |
1000 |
Тепловая |
3200 |
Размеры активной зоны, мм |
|
Эквивалентный диаметр |
11 800 |
Высота |
7 000 |
Шаг топливных каналов, мм |
250 |
Число топливных каналов |
1693 |
Максимальная мощность теплового |
3000 |
канала, кВт |
|
Тип ТВЭЛа |
стержневой |
Материал оболочки |
циркониевый |
|
сплав |
Паропроизводительность реактора, т/ч |
5800 |
13
РБМК и ВВЭР
Достоинства:
Пониженное, по сравнению с корпусными ВВЭР, давление воды в первом контуре, и, как следствие, отсутствие прочного корпуса; Нет дорогостоящих и сложных парогенераторов;
Нет принципиальных ограничений на размер активной зоны; Более полное использование ядерного топлива; Возможность наработки оружейного плутония;
Замена топлива без остановки реактора благодаря независимости каналов друг от друга
Недостатки:
Наличие положительного парового коэффициента реактивности (при увеличении парообразования в каналах реактор разгоняется), что в определённых ситуациях может привести к неконтролируемому росту мощности; Недостаточная быстрота действия систем аварийной защиты;
Принципиально неверная конструкция стержней управления и защиты (СУЗ), приводящая к резкому возрастанию реактивности в нижней части активной зоны при условии, что:
из активной зоны выведено большое количество стержней; согласно расчётам НИКИЭТ, опасная конфигурация может возникнуть при работе с оперативным запасом реактивности менее 1,5β (менее 15 стержней, по терминологии, принятой в практике эксплуатации РБМК)
происходит массированное введение стержней СУЗ Логика работы защитных систем предусматривала ручное отключение и подключение
некоторых из них в зависимости от режима работы реактора. Таким образом, надёжность аварийной защиты частично зависела от правильности действий операторов.
14