Реакторы, охлаждаемые водой сверхкритического давления при двухходовой схеме движения теплоносителя Ю.Д. Баранаев, А.П. Глебов, А.В

ОКБ «ГП»
Основные преимущества реакторов с СКД по сравнению с существующими PWR, ВВЭР
Простая тепловая схема
Исключение арматуры второго контура - парогенераторы, насосы, трубопроводы
высокие параметры пара (давление ~ 25 МПа и температура до 535 ÷ 545 °С) и одноконтурная схема
КПД установки ~ 44 %
сокращение количества теплоносителя в активной зоне (~ 8 раз раз по сравнению в ВВЭР) позволяет сократить габариты агрегатов - насосов, турбин, трубопроводов и др. размеров контаймента, использовать тесные решетки расположения твэлов и реакторы с быстрым спектром нейтронов с КВ ~ 1
идентичность тепловых схем и параметров СКД теплоносителя, АЭС и ТЭС могут сделать структуру энергетики будущего однородной и привести к значительной экономии

Содержание
Реактор с быстро-резонансным спектром нейтронов
Схема охлаждения реактора
Топливный цикл
Эффективность органов СУЗ, коэффициенты
реактивности и воспроизводства
Реактор с тепловым спектром нейтронов
Схема охлаждения реактора и конструкция ТВС
Расчеты топливного цикла
Расчеты эффективности СУЗ, коэффициентов
реактивности и воспроизводства
Заключение
ОКБ «ГП»

Схема охлаждения реактора
ОКБ «ГП»

Основные технические характеристики реактора
ОКБ «ГП»
Мощность, МВт:
электрическая 1700
тепловая 3830
Теплоноситель:
давление, МПа 25
температура на входе/выходе, °С 280/530
Высота/эквивалентный диаметр
активной зоны, м 3,76/3,37
Число ТВС в активной зоне, шт 241
Энергонапряженность а.з., Вт/см3 114,2
Тепловой поток с поверхности твэл, Вт/см2 49,9
Линейная нагрузка на твэл, Вт/см 167,7

ОКБ «ГП»
Поперечное сечение ТВС

Картограмма активной зоны
ОКБ «ГП»

ОКБ «ГП»
Доли групповых потоков нейтронов в центре активной зоны

ОКБ «ГП»
Доли групповых потоков нейтронов в ПЗ

Относительный вклад (εдел) нейтронов различных энергетических групп в суммарное количество делений на входном ( ) и выходном ( ) участках активной зоны для реактора с быстро-резонансным спектром нейтронов с СКД
ОКБ «ГП»

Эффективность СУЗ
Рассмотрены следующие состояния реактора:
работа на номинальной мощности N = Nн;
«МКУ», при котором вся активная зона заполнена питательной водой с tТ = 280 °С и Р = 25 МПа;
«обезвоживание», при котором в активной зоне (а так же в отражателях) есть только пар с γТ = 0,095 г/см3;
залив всего реактора холодной водой при tТ = 20 °С и Р = 10-5 МПа.
ОКБ «ГП»

Итоговые физические характеристики топливного цикла активной зоны с бланкетом и усовершенствованной схемой теплоотвода
ОКБ «ГП»

Реактор с тепловым спектром
Мощность, МВт:
электрическая 1200
тепловая 2700
Теплоноситель:
давление, МПа 25 температура на входе/выходе, °С 280/510
расход , т/час 5440
Высота/эквивалентный диаметр
активной зоны, м 3,55/3,16
Число ТВС, шт 163
Энергонапряженность ЦЗ/ПЗ, Вт/см3 153/80
Тепловой поток с поверхности твэл
ЦЗ/ПЗ, Вт/см2 51/47
ОКБ «ГП»

Схема охлаждения реактора
ОКБ «ГП»

Поперечное сечение ТВС
ОКБ «ГП»

Относительный вклад (εдел) нейтронов различных энергетических групп в суммарное количество делений в верхнем ( ) и нижнем ( ) участках ТВС
ОКБ «ГП»

Величины реактивности и требуемое количество СУЗ при различных состояниях реактора
ОКБ «ГП»

Итоговые физические характеристики топливного цикла активной зоны с двухзаходной схемой теплоотвода ТВС
ОКБ «ГП»