Определение характеристик активной зоны реактора ВВЭР-440 для Кольской АЭС: обоснование конструкции и нейтронно-физических параметров. Расчет коэффициента размножения и температурных эффектов реактивности. Автоматическая система регулирования мощности.
Основная задача нейтронно-физического расчета реактора состоит в физическом обосновании конструкции и определении совокупности физических параметров реактора, удовлетворяющего поставленным требованиям. Выбрав и обосновав конструктивную схему реактора, необходимо далее провести расчет компонентов реактора, в результате которого определяется геометрия активной зоны.Расчет нейтронно-физических характеристик на 27 топливную загрузку отличается от раннее использованных учебных методик расчетов своей сложностью, что позволяет уменьшить погрешность результатов. Проведено сопоставление расчетов с данными эксплуатации 27-ой топливной загрузки реактора третьего блока Кольской АЭС, в котором используются кассеты с начальным обогащением топлива 4.4%.В переходных загрузках активная зона сформирована профилированными РК со средним обогащением 4.21% и профилированными РК с уран-гадолиниевым топливом со средним обогащением 4.4%. Кассета АРК является рабочим органом системы управления и защиты и состоит из двух частей: ТВС (топливной части) и надставки, соединенных промежуточной штангой, которая в свою очередь сцепляется со штангой привода. Кассета АРК выполняет следующие основные функции: - обеспечивает быстрое прекращение цепной реакции деления в реакторе путем быстрого введения в активную зону поглотителя и одновременным выведением из активной зоны ее топливной части; В активной зоне РК и ТВС кассеты АРК располагаются по треугольной решетке с шагом 147±0.3 мм. н) выполнение критериев аварийного охлаждения зоны при всех авариях вплоть до максимально проектной, в качестве которой принят мгновенный разрыв ГЦТ Ду500 с беспрепятственным двухсторонним истечением теплоносителя при работе реактора на номинальной мощности с учетом возможности ее превышения за счет погрешностей и допусков системы контроля и совпадающий с полным обесточиванием станции: 1) предотвращение расплавления зоны, 2) перевод активной зоны в подкритичное состояние, 3) возможность послеаварийного расхолаживания активной зоны, а также демонтажа кассет и ВКУ реактора.Наружный диаметр оболочки твэла, твэга (за исключением районов сварных швов), мм 9.1 0.1-0.05 Внутренний диаметр оболочки твэла, твэга, мм 7.72 0.08 Высота топливного сердечника, мм: - твэл, твэг РК 2420±10 Длина свободного объема твэла. твэга (с пружинным фиксатором), мм: - твэл, твэг РК 78 - 93 Массовая доля U235 в уране.%: - твэлы РК 3.6; 4.0; 4.4Все решетки в конструкции кассет можно разделить на три типа: опорные, дистанционирующие и защитные. Опорная - решетка нижняя с помощью уголков приваривается к хвостовику кассеты и служит для восприятия веса пучка твэлов и закрепления твэлов от их возможного перемещения. Кроме того, опорная решетка имеет необходимое количество проходных отверстий (перфорацию) для потока теплоносителя, поступающего через хвостовик кассеты в пучок. Дистанционирующие решетки служат для сборки твэлов в пучок и дистанционирования твэлов в кассете в процессе эксплуатации в реакторе. Решетка верхняя (рисунок 2) ТВС кассеты АРК имеет некоторые отличия от решетки РК, в частности, на широком ободе выполнены пуклевки для радиального закрепления пучка твэлов.Чехол РК представляет из себя трубу шестигранного сечения толщиной 1,4…1,65 мм, длиной (2785±0,5) мм и размером под ключ (145-0,7) мм. На концах чехла находятся отверстия (по одному на каждой грани), предназначенные для крепления чехла к головке и хвостовику РК, и отверстия диаметром 9 мм (по два на каждой грани) для разгрузки чехла при возникновении на нем перепадов давления в случае аварий. Чехол ТВС кассет АРК по конструкции аналогичен чехлу РК, за исключением следующих отличий: - отсутствуют отверстия диаметром 9 мм;К крепежным деталям относятся элементы конструкции РК и ТВС, предназначенные для закрепления основных узлов РК и ТВС в процессе сборки механически или с помощью сварки. К крепежным деталям относятся: - винты М10 или М12, крепящие чехол к концевым деталям ;В конструкции РК и ТВС кассеты АРК используется сталь типа 12Х18Н10Т (08Х18Н10Т, 06Х18Н10Т), сталь типа ХН77ТЮР и циркониевые сплавы. Стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 06Х18Н10Т и ХН77ТЮР отличаются высокой коррозионной и радиационной стойкостью, обладают высокими технологическими свойствами [2]. Для оболочек твэлов и дистанционирующих решеток применен циркониевый сплав Zr 1%Nb (Э110), для чехлов РК и ТВС применен циркониевый сплав Zr (2,5)%Nb (Э-125) [2]. Эти материалы сочетают в себе низкое сечение поглощения нейтронов "теплового спектра", высокую устойчивость к деформации, вызванной перепадами давления и механическими взаимодействиями, высокую коррозионную устойчивость к воздействию теплоносителя, топлива, продуктов деления. В качестве оболочек твэлов используются трубы из сплава циркония с 1% ниобия - сплав Э-110.Эффективные размножающие свойства активной зоны (характеризуемые величиной кэ) представляют собой сложную комбинацию свойств отдельных сторон нейтронного цикла в реакторе (характеризуемых сомножителями h, e, j, q, рз и рт) [21], для того, чтобы
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОНОЙ РАБОТЫ
2. ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ РЕАКТОРА ВВЭР-440
2.1 ТВС и АРК
2.2 Пучок с топливом из (UO2) или УГТ
2.3 Дистанционирующие решетки
2.4 Чехлы РК и ТВС
2.5 Крепежные детали
2.4 Конструкционные материалы
3. ОПИСАНИЕ ВАЖНЕЙШИХ НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕАКТОРА ВВЭР-440
3.1 Определение коэффициента размножения
3.1.1 Константа h
3.1.2 Коэффициент использования тепловых нейтронов
3.1.3 Коэффициент размножения на быстрых нейтронах
3.1.4 Вероятность избежать резонансного захвата
3.2 Определение эффективного коэффициента размножения
