Управление реактором геометрией зоны Опции

[Татарин]

Дилетанту непонятно, почему для управления реактором (нормального, не АЗ) используются поглощающие стержни, почему нет ни одной конструкции промышленного реактора, в которой управление происходило бы через сдвиг топливных стержней.
Преимущества поглотителей, наверное, понятны... но ведь совсем ни одной попытки реализовать управление геометрией.

Почему?
Преимущества двигать топливо тоже ведь есть: нет лишних поглотителей, лучше нейтронный баланс, больше места в зоне (а оно в корпусных реакторах очень дорогое), больше топлива, меньше потери нейтронов и больше кампания.

Топливо в корпусных реакторах двигается и так, и этак, ну и управляющие стержни сейчас - тоже двигаются во время работы, все нагрузки механически на них те же. То есть, "механических" причин тоже не видно.

Тут должно быть что-то простое и очевидное, накладывающее полный инженерный запрет, раз НИКТО так не сделал.

Сообщение отредактировал Татарин - 14.6.2021, 23:20

[armadillo]

у какого то проекта был вариант сброса АЗ в виде раздвигания стержней в разные стороны.

в остальном - уточните плз.
сдвиг сбок от зоны? или вверх-вниз (при вертикальной компоновке)?
тогда оно требует полного выдвижения, иначе останется совпадающая часть?

[Татарин]

у какого то проекта был вариант сброса АЗ в виде раздвигания стержней в разные стороны.

в остальном - уточните плз.
сдвиг сбок от зоны? или вверх-вниз (при вертикальной компоновке)?
тогда оно требует полного выдвижения, иначе останется совпадающая часть?

Так ведь и никакого не было (про АЗ не знал - спасибо).

Вверх-вниз при компоновке а-ля ВВЭР - часть вверх, часть вниз, максимальная реактивность - ессно, когда они на одном уровне. Пусть совпадающие части остаются, но АЗ становится больше и разреженной. Ессно, что неравномерность выгорания по концам будет. Но она и так есть.

[barvi7]

Вверх-вниз при компоновке а-ля ВВЭР - часть вверх, часть вниз, максимальная реактивность - ессно, когда они на одном уровне. Пусть совпадающие части остаются, но АЗ становится больше и разреженной. Ессно, что неравномерность выгорания по концам будет. Но она и так есть.

1. Кассета АРК (аварийно-регулирующая кассета) ВВЭР-440 состоит из нижней топливной части и верхней поглощающей и ее перемещение обеспечивает управление при нормальной работе, а "падение" выполняет функцию Аварийной защиты. Так что, перемещение топлива используется для регулирования уже ~ 60 лет.

2. Реакторы типа ВВЭР- PWR "все" работают в недозамедленной области, поэтому при увеличении расстояния между твэлами или ТВС, а также при их раздвижении в вертикальном направлении будет увеличиваться коэффициент размножения нейтронов, а, следовательно, можно только увеличивать мощность. Будет эффект как с графитовым вытеснителем в РБМК.

3. А чем не устаивает, то что работает ?

[Татарин]

1. Кассета АРК (аварийно-регулирующая кассета) ВВЭР-440 состоит из нижней топливной части и верхней поглощающей и ее перемещение обеспечивает управление при нормальной работе, а "падение" выполняет функцию Аварийной защиты. Так что, перемещение топлива используется для регулирования уже ~ 60 лет.

2. Реакторы типа ВВЭР- PWR "все" работают в недозамедленной области, поэтому при увеличении расстояния между твэлами или ТВС, а также при их раздвижении в вертикальном направлении будет увеличиваться коэффициент размножения нейтронов, а, следовательно, можно только увеличивать мощность. Будет эффект как с графитовым вытеснителем в РБМК.

3. А чем не устаивает, то что работает ?

Спасибо! К стыду своему не знал про ВВЭР-440, аргумент про смещение спектра тоже не пришёл в голову.

Не устраивает, в частности, то, что под управляющие стержни тратится место, и не "вдоль", а "в сечении". Диаметр реактора жёстко ограничен ЖД, а не будь этого, всё равно увеличение диаметра очень дорого - как квадрат растёт масса заготовки, нелинейно сложнее её обработка... и т.п. НЯЗ, некоторая многосотмиллионная машинерия на заводах должна быть полностью заменена на новую даже при небольшом уже увеличении диаметра корпуса и т.д..
Чем больше топлива в зоне при прочих равных, тем больше мощность, больше ресурс зоны, лучше нейтронный баланс и т.п., так что поглощающие стержни обходятся очень дорого.

Откуда и возник вопрос, почему это не решали как-то иначе.

[alex_bykov]

Откуда и возник вопрос, почему это не решали как-то иначе.

Я не конструктор, но наиболее вероятный ответ "остальное хуже".
К управлению полем и аварийной защите предъявляется много требований, и по быстродействию, и по эффективности, и по влиянию на топливо. И надо их выполнить в общем конструктиве. В 1000-ках и выше не просто так ушли от перемещения кассет - это реальная проблема + удорожание конструкции.