IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )



Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
9 страниц V  « < 3 4 5 6 7 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Воспроизводство в быстрых реакторах, Отчёт о НИР - 1974
VBVB
сообщение 24.4.2017, 4:24
Сообщение #81


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 147
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(generalissimus1966 @ 21.4.2017, 11:51) *
Я заметил, насколько больше натрия в "Фениксе", чем в БН-600, подумал, что это, наверно, ухудшит манёвренные характеристики реактора и КВ. Но подумал, что у французов, наверно, были свои соображения.

БОльшая объемная доля натрия позволяет иметь при одном уровне мощности больший теплотвод и следовательно более низкую температуру топлива и экранов, что положительно сказывается на изотопном составеи нарабатываемого плутония. Более холодные экраны -> более чистый по плутонию-239 нарабатываемый материал.


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 10:13
Сообщение #82


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Промежуточный пост, или служебный.

Далее в отчёте-1974 проводится некоторый количественный анализ (поисковые расчёты).

Но так как это всё-таки не проектирование. а аналитика стратегического характера, то рассматривается упрощённая модель БН, немного абстрактная
Но чтобы не попадать в ситуацию "Чего 42?" - "А чего сколько?", эту модель всё-таки надо привести здесь.

= =

"Влияние различных изменений в конструкции на воспроизводящие свойства рассмотрено ниже на примере реактора типа БН-1500 с окисным топливом.
В дальнейшем рассмотрены и другие виды топлива.

Схема реактора (1/4 часть) выглядит следующим образом.


То, что нечитаемо на скане - размеры в см; 4- ЗБО; 5 - БЭ.

Средняя "размазанная" плотность топлива в ТВЭЛ активной зоны составляет 8,5 г/см3, в экранах (как торцевом, так и боковом) - 9,5 г/см3.

Состав активной зоны, толщина экранов варьировались для изучения влияния этих изменений на физические характеристики".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 10:18
Сообщение #83


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Собственно, простейшая моделька.
Зон обогащения всего две, сверху/снизу/сбоку - экраны, учтены конструкции и натрий за пределами экранов. Всё.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 10:23
Сообщение #84


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



И первый анализ.

Как влияет состав активной зоны на КВ?



К сожалению, не взялась при сканировании последняя колонка - КВэт.
Она вычисляема, но для удобства я её просто набью.

Первое число - доля топлива, второе - КВэт.
0,5 - 0,27
0,45 - 0,28
0,40 - 0,29
0,356 - 0,28
0,3 - 0,30
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 10:31
Сообщение #85


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Авторы отчёта в выводах обращают внимание на важное для них.

Разница в КВ между LMFBR (об.доля топлива 0,356) и БН (об.доля топлива 0,45) составляет 0,1 в пользу БН.

Ну а я отмечу интересное обстоятельство.
В этой модели, если конструкторам и пр.разработчикам удалось бы загнать долю топлива до 1/2, то КВа перевалил бы за единицу.

Конечно, остаются ещё вопросы влияния на реактивность осколков, выхода на равновесный цикл, где всё могло бы измениться, и так далее.
Но в первом приближении это выход на реактор, у которого реактивность не меняется с выгоранием (за вычетом нептуниевого эффекта) - то, чего хотят добиться в БРЕСТе.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 10:49
Сообщение #86


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Ну и видно, что в интересующем диапазоне объёмных долей топлива (0,3-0,5) КВ ведёт себя от доли достаточно близко к линейной зависимости.
Грубо можно считать, что +0,1 в объёмной доле топлива даёт +0,1 в КВ.

Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 10:57
Сообщение #87


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 24.4.2017, 10:23) *
Первое число - доля топлива, второе - КВэт.
0,5 - 0,27
0,45 - 0,28
0,40 - 0,29
0,356 - 0,28
0,3 - 0,30


Отсюда можно оценить влияние на КВ атомнадзора (нулевой НПЭ со снятием верхнего экрана).

Если предположить, что наработка плутония в верхнем и нижнем экранах одинакова (а в модели это так и есть, т.к. рассматривается симметрия с четвертью реактора), то снятие верхнего экрана понизит КВ где-то на 0,14-0,15.
Это не учитывая влияния от изменений в верху на воспроизводство в самой зоне, конечно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ultranauth
сообщение 24.4.2017, 11:22
Сообщение #88


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 565
Регистрация: 25.12.2013
Пользователь №: 33 893



По ЖСР Тошинский здорово проехался, и на эти поднятые вопросы (а подняты они, понятно, задолго до 2016 года) что-то никто не спешит отвечать. Почему при том, что ЖСР так плохо проработаны и несут в себе множество геммороев, они так популярны у разработчиков? Не принято отвечать за результат?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 24.4.2017, 12:08
Сообщение #89


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Ultranauth @ 24.4.2017, 11:22) *
они так популярны у разработчиков?


Аспектов много.

Не по порядку важности.

Во-первых, мода. Если тема на слуху, проще добывать финансирование (частное ли, государственное ли). То, что к ЖСР склонилась даже компания, которую запускал Б.Гейтс, тоже играет свою роль. Китайский интерес также греет тему.

Во-вторых, более практичный момент. Любая новая реакторная технология, выходя на стадию лицензирования, столкнётся с тем, что надзор скажет - у нас не хватает нормативной базы для неё.
У нас ведь то же самое, мы специально спрашивали Драгунова, Пименова - по БРЕСТу, по малым у нашего надзора есть вопросы, на основании чего их рассматривать (точнее, отдельные моменты в их проектах).
Когда лицензироваться идёт сразу толпа разработчиков, то надзор быстрее разберётся с нормативной базой. А если ещё идти не в первых рядах, то можно вообще в этом случае пройти надзор уже по стандартным процедурам.

Далее. На Западе сейчас большой интерес к малым реакторам. Идёт конкурс в Великобритании. Идёт (неформальный пока) конкурс в Канаде. Устроители, скорее всего, постараются отбирать в финалы концепции на разных принципах, потому что по малым реакторам пока мало кто чётко понимает, какими они должны быть. Соответственно, у ЖСР есть хорошие шансы пройти во вторые туры и далее до финала. На это хорошо отреагируют инвесторы.

В-четвёртых, ЖСР всё-таки работал в XX веке, в отличие от многих других концепций, которые сегодня на слуху.
Свинцовые реакторы, например, пока чисто бумажные.
У ЖСР есть практический опыт, значит, у них уже вторая итерация, а не первая. Тоже немаловажно.

В-пятых, ЖСР часто увязывают с ториевым циклом, который не даёт плутония. Неважно, что он даёт всякое другое. Реактор без плутония - это модно. По крайней мере, на Западе.

В-шестых, ЖСР представляется относительно простым способом стартовать быструю программу с нуля или почти с нуля. Опять же, для Запада это важно, они ведь не строили БН-800, CEFR или МБИР.

В-седьмых, высокие температуры теплоносителя. Можно бороться за к.п.д., можно бороться за выход на рынок высокотемпературного тепла.

В-восьмых, есть вкусненькие технические плюшки. Например, в тепловом ЖСР можно избавиться от ксеноновых эффектов, убирая ксенон из активной зоны онлайн. Экономия нейтронов, между прочим.
И другие различные моменты.

Наверное, можно ещё много чего написать. Это так, сходу, что придумалось.

Но что хочу обязательно сказать. Тошинский ведь не против ЖСР и растворных как класса. Фактически он говорит (не только интервью, я ведь его и лично знаю, и даже когда-то считал самоед для его команды), он говорит, если перевести на обыденный язык: "Ребята, рыбу урежьте!".

У ЖСР будут проблемы. Их надо решать. Наверно, их можно решить. Решения будут стоить денег. Вполне возможно, больших денег. Надо отдавать себе в этом отчёт.

Для ЖСР, если уж надо ввести их в структуру отрасли, есть очень хороший стартовый вариант - наработка изотопов для народного хозяйства.
То есть, делайте специализированные небольшие реакторы, заточенные под конкретные наборы изотопов (а то и вообще один реактор под один изотоп). Отлаживайте на нём технологию, заодно зарабатывайте деньги (или хотя бы частично окупайте вложения) на продаже изотопной продукции.
У нас собираются идти таким путём для растворных (соглашение с ЮАР).

На Западе, в отличие от этого, пытаются сразу залезть с ЖСР в генерацию. Вот это очень рискованный подход, я считаю.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 25.4.2017, 15:22
Сообщение #90


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 147
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 24.4.2017, 11:23) *
И первый анализ.

Как влияет состав активной зоны на КВ?

Интересные цифры.

Получается, что если делать БН-1200 с КВа около 1.03 и без экранов, то это дикое транжирство нейтронного потенциала топлива.
В экранах КВэ около 0.49 будет и это будет высокочистый плутоний с которого гораздо проще топливо делать, чем с плутония из облученного топлива из активной зоны.

Лишний раз видим очевидное доказательство, что строить в своей стране БН без экранов это или глупость или вредительство.




--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 25.4.2017, 15:34
Сообщение #91


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 147
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 24.4.2017, 11:31) *
Ну а я отмечу интересное обстоятельство.
В этой модели, если конструкторам и пр.разработчикам удалось бы загнать долю топлива до 1/2, то КВа перевалил бы за единицу.

Якобы это уже сделано.
Пишут про КВа=1.04 уже на БН-800.

Однако более реальной кажется известная фраза "Нитридное топливо в активной зоне БН-800 позволяет достичь КВА=1,05 вместо КВА=0,91 в зоне на МОХ топливе".


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 25.4.2017, 17:22
Сообщение #92


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(VBVB @ 25.4.2017, 15:34) *
Однако более реальной кажется известная фраза


Мне тоже так кажется.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 26.4.2017, 20:54
Сообщение #93


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Следующий поисковый расчёт из отчёта-1974 касался влияния на КВ толщины экранов и их состава.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 26.4.2017, 20:58
Сообщение #94


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



"ТОЛЩИНА ЭКРАНОВ, ИХ СОСТАВ И КВ.

При анализе этих факторов было также рассмотрено влияние "подпора" - отражателя из стали и натрия за зоной воспроизводства (экраном).

Боковой подпор имел состав 80% стали, 20% натрия, торцевой - 50% стали, 50% натрия. Толщина обоих - 40 см.

Активная зона имела типичный состав LMFBR: топливо - 35,6%, сталь - 19,2%, натрий - 45,2%.

Результаты оказались следующими:

(кликабельно)


первая колонка - dбэ, см; вторая - dтэ, см

Из этих данных следует, что уменьшение толщины экрана (любого) до 20 см даже при наличии подпора весьма сильно сказывается на коэффициенте воспроизводства и, следовательно, на времени удвоения.

Реакторы PFR, Phenix, SNR имеют сравнительно тонкие экраны, и поэтому, в частности, заметно меньший КВ.

Изменение объёмной доли топлива в боковом экране слабо сказывается на КВ в случае толстого (50 см) и сильнее - в случае тонкого (20 см) экрана:



В этих вариантах имеются боковой и торцевой подпоры, а активная зона имеет тот же состав: 0,356/0,452/0,192.

Изменение КВ происходит только за счёт КВэб.

В зарубежных проектах встречаются экраны с объёмной долей окиси 0,5 при толщине экрана 20-30 см.
Как показывают приведенные результаты, такой экран проигрывает экрану БН не только из-за меньшей толщины, но и из-за меньшей объёмной доли окиси".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 26.4.2017, 21:33
Сообщение #95


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(pappadeux @ 23.4.2017, 0:45) *
есть оценки на сколько можно поднять КВ за счет уменьшения утечки


Если только про утечку разговоры, то, соответственно, можно взять за ориентир цифры из предыдущего поста.

Экраны по 50 см - хорошее приближение к бесконечно толстым экранам (и минимальной утечки).
А варианты 20/20 без подпоров - соответственно, предельный случай тонкого экрана (и большой утечки).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 28.4.2017, 9:06
Сообщение #96


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Следующий кусок отчёта-1974 посвящён вопросу влияния стержней СУЗ на КВ. К какому проигрышу приводит отказ от топливных компенсаторов в пользу поглощающих?

В отличие от двух предыдущих факторов (объёмная доля и экраны), здесь не было поискового расчёта, а использовались результаты из отчёта ФЭИ 1973 года, в котором выбиралась система СУЗ для БН-1500.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 28.4.2017, 9:11
Сообщение #97


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



"СТЕРЖНИ КОМПЕНСАЦИИ ВЫГОРАНИЯ И КВ.

Использование поглощающих стержней компенсации приводит к существенному снижению КВ и особенно КВа.
Это в свою очередь увеличивает потерю реактивности при выгорании.

В результате при одной и той же заданной длительности непрерывной работы реакторы с топливными и поглощающими компенсаторами выгорания будут заметно различаться по КВ.

Проведенный в работе... анализ показывает следующую сравнительную картину для одного из вариантов реактора типа БН-1500.



Благодаря большей величине КВа и меньшей потере реактивности при выгорании варианты с использованием топливных КП позволяют обойтись практически тем же количеством стержней, что и в случае использования поглотителей.

Дальнейшая экономия в числе топливных стержней-компенсаторов может быть достигнута за счёт использования стержней усовершенствованной конструкции с большей единичной эффективностью каждого стержня.

В случае необходимости улучшенная конструкция топливных КП может быть использована для увеличения времени непрерывной работы реактора.
Разработка таких КП в настоящее время ведётся.

Использование поглощающих КП в большом реакторе приводит к особенно большой потере КВ в том случае, когда эти стержни для лучшей стабилизации во времени поля тепловыделения приходится размещать на границе ЗМО.
В этом случае потеря КВ может достигать 10%...".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 28.4.2017, 9:35
Сообщение #98


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Взгляд с другой стороны. Что пишут Усынин/Кусмарцев про топливные стержни?

"Регулирование с помощью топливного материала нашло применение в некоторых РБН.

Преимуществом таких регуляторов является сохранение характеристик воспроизводства, слабое искажение распределения тепловыделения в активной зоне, использование тех же твэлов, что и в рабочих ТВС.

Комбинирование топливного регулятора с поглотителем из обеднённого урана в виде пучка твэлов в зоне воспроизводства в нижней части стержня позволяет повысить его эффективность.

В реакторе типа БН-350 эффективность подобного комбинированного топливного стержня всё же примерно в три раза меньше эффективности стержня с естественным карбидом бора.

Поэтому в энергетических реакторах средней мощности, где требуется интервал между очередными перегрузками не менее нескольких месяцев, предпочтение отдаётся рабочим органам СУЗ на основе поглощающего материала.

В больших РБН, особенно при использовании перспективных топливных композиций в активной зоне, когда ИКВа.з.=0 и изменение реактивности с выгоранием невелико, топливные органы управления могут стать предпочтительными".

= =

Вообще, в монографиях, которые печатались, естественно, много позже отчёта-1974, тема топливных компенсаторов практически сошла на нет.

Усынин/Кусмарцев хотя бы делают реверанс - мол, в будущем к ним возможно вернуться.

Уолтер/Рейнольдс вообще топливные стержни не рассматривают. В качестве материалов для СУЗов они перечисляют бор, тантал и европий. Всё.

Казачковский в научно-технических мемуарах останавливается на самых разных вещах.
Например, на проблеме направляющих СУЗ (на БН-350 был инцидент с разрушением этого узла, и очистку зоны от обломков О.Д. сравнивает по сложности задачи с очисткой зоны "Энрико Ферми" после аварии с частичным расплавлением).
Или на вопросе нейтронных ловушек, позволяющих экономить обогащённый бор.
А вот топливных компенсаторов он не касается вообще (что даже несколько удивительно)!
По всей видимости, тема в итоге не пошла.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 28.4.2017, 14:09
Сообщение #99


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 2 427
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Наверняка наработка плутония и осколков деления в компенсаторах усложняла регулировку - нужны было учитывать время стержня в зоне, а еще лучше - интегральный поток через него. С техникой 80-х это было наверняка очень нетривиально.

А непредсказуемость и сложные зависимости - не совсем то, что хочется от системы регулирования ядерного реактора. Особенно, если сам реактор - быстрый и его физика (на тот момент) - предмет очень эксперементальный.

...
Наверное, имея современные коды, константы, опыт и вычмощь к этому можно вернуться при большом желании.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 28.4.2017, 14:32
Сообщение #100


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 247
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Цитата(AtomInfo.Ru @ 28.4.2017, 9:35) *
Уолтер/Рейнольдс вообще топливные стержни не рассматривают. В качестве материалов для СУЗов они перечисляют бор, тантал и европий. Всё.

Тантал?
Go to the top of the page
 
+Quote Post

9 страниц V  « < 3 4 5 6 7 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 29.3.2024, 13:49