IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )


Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
6 страниц V  < 1 2 3 4 5 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Воспроизводство в быстрых реакторах, Отчёт о НИР - 1974
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 12:15
Сообщение #41


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Это 1974 год, напоминаю.

Далее произойдут изменения, и от достижения высоких КВ начнут отказываться и у нас.

То есть, эта тема - это представление середины 70-ых о том, какие должны быть быстрые реакторы.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
LAV48
сообщение 21.4.2017, 12:49
Сообщение #42


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 355
Регистрация: 14.3.2011
Из: 34
Пользователь №: 32 154



Цитата(AtomInfo.Ru @ 21.4.2017, 12:15) *
Далее произойдут изменения, и от достижения высоких КВ начнут отказываться и у нас.

Но тут есть несколько причин: экономические, технологические, политические. Какие из них оказали больший вклад?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
generalissimus19...
сообщение 21.4.2017, 13:08
Сообщение #43


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 246
Регистрация: 4.7.2014
Из: Moscow
Пользователь №: 34 011



QUOTE(LAV48 @ 21.4.2017, 13:49) *
Но тут есть несколько причин: экономические, технологические, политические. Какие из них оказали больший вклад?

Если БН будет ВПРАВДУ стоить столько же, сколько ВВЭР, требовать от него "ещё и" высокого КВ чрезмерно. Надо искать компромисс какой-то между. Для крупномасштабной серии БН экономика первична.
Пока запасы оружейного плутония достаточно велики, чтоб не заморачиваться КВ. Вот через 50 лет это будет проблемой, при повторном запуске "Быстрой Идеи".
Но с нынешними темпами потерять 50 лет - раз плюнуть. Пока что КВ=1,2 достаточно для жизни. На скорость ввода БН это не повлияет.

Сообщение отредактировал generalissimus1966 - 21.4.2017, 13:09
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 15:46
Сообщение #44


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(LAV48 @ 21.4.2017, 12:49) *
Но тут есть несколько причин: экономические, технологические, политические. Какие из них оказали больший вклад?


Предполагать можно разные предположения.

Допустим, вариант, о котором я в этой ветке уже писал - исчезла острота проблемы нехватки урана. Имеется в виду, именно того урана, что добывается на территории СССР. И месторождения открывались, и добывать стало дешевле после освоения методики подземного выщелачивания.
Чем не вариант?
Но лучше всё-таки опираться на документальные основы.

Что до этой ветки, то в ней, с опорой на знаковый отчёт, попытаемся раскрыть всё-таки, как быстрая программа виделась в начале/середине 70-ых.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 15:48
Сообщение #45


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(generalissimus1966 @ 21.4.2017, 13:08) *
Если БН будет ВПРАВДУ стоить столько же, сколько ВВЭР, требовать от него "ещё и" высокого КВ чрезмерно.


Но хотели иметь и то, и то - и экономику, и высокий КВ.

Да, конечно, это очень сильно смахивает на "и рыбку съесть, и далее по тексту".

В какой-то степени должно было помочь и постепенное удорожание тепловых реакторов.
Всё-таки вода под давлением в ВВЭР - это внутренне присущая опасность, и её нейтрализация неминуемо должна была приводить к удорожанию ВВЭР.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 21.4.2017, 16:01
Сообщение #46


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 300
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 21.4.2017, 15:48) *
Но хотели иметь и то, и то - и экономику, и высокий КВ.

То есть, если грубо, получается так: КВ растёт с ростом активной зоны (уменьшением утечки нейтронов) и понижением удельного энерговыделения (меньше теплоносителя в зоне).
Но экономика при этом, ессно, падает, ибо меньше энергии с того же агрегата и той же начальной загрузки (замороженного в зоне урана/плутония и бабла).

Если считать, что КВ конечной целью имеет именно экономику, то всё сводится к задаче многофакторной оптимизации. Которую, НЯП, к 80-м и решили (с известным нам результатом).

...
Из этого же опять же банально следует, что рыбка с удовольствием хорошо сочетается, но только в больших аппаратах (БН-1200, -1600, -2400, -4000), ибо можно увеличивать зону и отношение объём/периметр без пенальти для удельной мощности.

Ergo: нужны БОЛЬШИЕ аппараты.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 16:09
Сообщение #47


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 21.4.2017, 16:01) *
Ergo: нужны БОЛЬШИЕ аппараты.


К ним и шли.

БН-1500 уже в этом отчёте (1974).
Когда я учился (80-ые), нам говорили про БН-1600 как наше будущее.

БН-1200 тоже сначала был БН-К (не путать с БНК !!!). То есть, по мощности тоже были варианты.
1200 обосновывали при Щедровицком, и тут, возможно, сказалась попытка унифицировать новые БНы и ВВЭРы. Ну и турбина наверняка свою роль сыграла.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 21.4.2017, 16:34
Сообщение #48


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 300
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 21.4.2017, 16:09) *
1200 обосновывали при Щедровицком, и тут, возможно, сказалась попытка унифицировать новые БНы и ВВЭРы. Ну и турбина наверняка свою роль сыграла.

Ну, уже по репликам в этой теме кажется, что БН-1200 - большой, но недостаточно большой.
Если КВ=1.1-1.2 - это мало, значит, нужны БН-2400 или даже БН-4800. Помимо этого, очевидно, будет какая-то экономия на масштабе. И скорее всего - сильная, потому что давления в корпусе нет, металлоёмкость опять же растёт как периметр, а мощность - как объём.

То есть, БН-1200 опять же не лучший аппарат для "Росатома" (с желанием перейти на ЗЯТЦ и сохранить ВВЭРы). БН-1200 хорошо смотрится, когда их много, ВВЭРов мало, а этого уже объективно не случится: ВВЭРы уже построены, с ними объективно надо как-то жить.

"Обожженная глина имеет твёрдость камня, но форму придал ей гончар. Человек, вчера ты управлял своей судьбой, сегодня она управляет тобой"(с)Экклезиаст.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 22:19
Сообщение #49


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Ремарка на полях к этому.

В 1986 году в СССР был издан перевод монографии А.Уолтера и А.Рейнольдса "Реакторы-размножители на быстрых нейтронах" (1981).
Просто обалденнейший труд, сам по себе из разряда настольных книг по быстрой тематике.

Писался он немного в других условиях (уже случилась TMI-2), но некоторые вещи вполне применимы и к нашей теме.



На картинке очень условно изображены рост атомного парка и разделение его на легководники и быстрые.

Ничего необычного в графике нет, на первый взгляд.
Сначала строятся тепловые реакторы, потом постепенно появляются быстрые, потом (где-то между t3 и t4) строительство новых тепловых прекращается и по мере их выхода из эксплуатации они начинают замещаться быстрыми.

Но интересен вторичный подъём кривой тепловых реакторов, ближе к t5. То есть, тепловые, по Уолтеру-Рейнольдсу, не только не вымирают, но и получают шанс на рост общей мощности!

Как это объясняют авторы?

"Вторичный подъём этой кривой возможен в следующих условиях.
В период сразу после ввода БР накапливающийся в них делящийся материал будет использоваться для пуска новых БР в целях увеличения их доли в общем производстве электроэнергии.
Однако капитальные затраты для ЛВР, возможно, всегда будут ниже, чем для БР.
Поэтому продолжение строительства ЛВР для использования произведённого в БР избытка делящегося материала может оказаться экономически оправданным, и доля БР в общем производстве электроэнергии будет удерживаться на постоянном уровне.

Более того, может оказаться, что наиболее экономичным делящимся материалом для использования в ЛВР будет 233U, произведённый в ториевых зонах воспроизводства БР".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 22:25
Сообщение #50


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



То есть, идея Уолтера-Рейнольдса такая.

Тепловые могут сохраниться и даже потихоньку наращиваться, так как они по-прежнему будут дешевле быстрых, а проблема нехватки урана для них решится за счёт части топлива, нарабатываемого в быстрых.

Пессимизм авторов монографии становится понятным, если взглянуть на год её выпуска - 1981. В этом году, как нам любезно напомнил Обнинский, стало ясно, что цена Demo/CRBR выросла до 3,2 млрд долларов (в 8 раз больше исходной сметы), и не было гарантий её дальнейшего роста (и всё это для реактора, подобного БН-350).

И второй аргумент в пользу сохранения тепловых - да, ториевый цикл. Быстрые нарабатывают 233U в ториевых экранах и передают наработанное тепловым как топливо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 21.4.2017, 22:41
Сообщение #51


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



И чтобы два раза толстенную (623 стр.!!) книгу не открывать smile.gif Объёмные доли топлива оттуда (те, что отличаются от данных из отчёта-1974).

"Монджу" - 0,32
Demo/CRBR(CRBRP) - 0,32.

То есть, даже немного меньше, чем в советском отчёте.

У кладбища нереализованных проектов (различных европейских демонстрационных реакторов, которые так и не были построены) объёмная доля топлива принята в диапазоне 0,35-0,37.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 22.4.2017, 12:40
Сообщение #52


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Объёмная доля топлива - важный, но не единственный параметр с точки зрения борьбы за КВ. Следующими по списку идут экраны.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 22.4.2017, 12:43
Сообщение #53


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



"Выбор конструкции экранов в реакторах БН производился и производится также с учётом возможно лучшего использования нейтронов.

В боковом экране создаётся возможно большая доля сырьевого материала с максимальной плотностью (об. доля 60%, плотность двуокиси урана 9,5 г/см3), а толщина экрана делается не менее 40 см.

Торцевые экраны также имеют толщину не менее 40 см и ту же плотность окиси.

Толщина экрана в зарубежных проектах составляет 20-30 см и выбирается только из экономических соображений, а не, скажем, из времени удвоения.
В работе ФЭИ... показано, что если исходить только из минимизации стоимости электроэнергии, действительно оптимальными оказываются экраны толщиной 20-30 см.

Однако эти критерии не используются ФЭИ как единственные, и толщина экранов выбирается большей с целью экономии нейтронов.

Для повышения КВ ФЭИ постоянно добивается ликвидации больших прослоек между активной зоной и торцевыми экранами.
Эти прослойки смягчают спектр и снижают КВ вблизи границы раздела активной зоны и торцевого экрана.

Верхние торцевые экраны реакторов PFR и Phenix отделены значительной прослойкой из стали и натрия (100 мм).

Некоторые реакторы имеют малую толщину экранов:



Разница для боковых экранов по сравнению с реакторами БН более заметна, чем для торцевых экранов".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 22.4.2017, 15:54
Сообщение #54


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Здесь надо сделать ещё одно отступление.
В отчёте-1974 всё звучит очень замечательно и здорово, но есть одно обстоятельство, которое притормозит оптимизм.

Натриевый пустотный эффект (НПЭ). В БНах создавалась область, где он был положительным.
Усынин/Кусмарцев в помощь.

"В реакторах небольшой мощности область положительного НПЭ сравнительно невелика и полное удаление натрия вносит отрицательную реактивность.

Для больших реакторов НПЭ становится положительным не только в ограниченной области активной зоны, но и в целом по реактору.

Эффект реактивности от удаления натрия из центральной ТВС БН-600 составляет -2E-5, а в реакторе БН-1600 +8E-5.
Полный слив натрия из реактора даёт соответственно -0,01 и +0,015".

кликабельно



Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 22.4.2017, 15:58
Сообщение #55


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Усынин/Кусмарцев:

"Может быть предложено много вариантов компоновки активной зоны, позволяющих повысить роль утечки нейтронов или уменьшить положительные составляющие НПЭ.
Эти решения, как правило, связаны с ухудшением других физических характеристик активной зоны и экономики топливного цикла".

= = =

Про утечку авторы имеют в виду, что удаление натрия увеличивает утечку и, следовательно, вносит отрицательный вклад в реактивность.
Соответственно, если повысить "вес" этой составляющей НПЭ, то это шаг в правильном направлении.

А утечка, как легко догадаться, связана, в том числе, с экранами, с их конструкцией.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 22.4.2017, 16:02
Сообщение #56


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Так что увы! С возможной положительностью НПЭ мирились до Чернобыля, потом всё. А меры по устранению положительного НПЭ плохо сказывались на КВ.

К большому моему сожалению, по всей видимости, погибли при какой-то аварии на технике многие наши записи с Быстрого клуба-2007, где этот вопрос обсуждался в резких выражениях, и где от надзора требовали согласиться хотя бы на нулевой НПЭ. Бороться с надзором трудно, у них свои взгляды на вещи. Но в итоге, судя по всему, БН-800 был всё-таки заявлен как реактор с нулевым НПЭ.

Немного про НПЭ и БН-800 - по ссылке, см. "Натриевые особенности".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 22.4.2017, 17:56
Сообщение #57


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 170
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Цитата(AtomInfo.Ru @ 22.4.2017, 12:43) *
Верхние торцевые экраны реакторов PFR и Phenix отделены значительной прослойкой из стали и натрия (100 мм).

Верхняя натриевая прослойка помогает занизить пустотный эффект, но портит КВ. Схематично нашу прослойку можно в статье посмотреть.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 22.4.2017, 17:58
Сообщение #58


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 170
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Цитата(AtomInfo.Ru @ 22.4.2017, 16:02) *
Но в итоге, судя по всему, БН-800 был всё-таки заявлен как реактор с нулевым НПЭ.

Его как нулевой и заявили. А сколько у него вокруг нуля, это большой вопрос. По смыслу должно быть чуть меньше нуля.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 22.4.2017, 17:59
Сообщение #59


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 170
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Цитата(AtomInfo.Ru @ 22.4.2017, 16:02) *
К большому моему сожалению, по всей видимости, погибли при какой-то аварии на технике многие наши записи с Быстрого клуба-2007, где этот вопрос обсуждался в резких выражениях, и где от надзора требовали согласиться хотя бы на нулевой НПЭ.

Поплавский?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 22.4.2017, 18:21
Сообщение #60


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 414
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Обнинский @ 22.4.2017, 17:59) *
Поплавский?


И он тоже, насколько я помню. Десять лет прошло всё-таки. Что обсуждали достаточно бурно - помню.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

6 страниц V  < 1 2 3 4 5 > » 
Reply to this topicStart new topic
5 чел. читают эту тему (гостей: 5, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 30.4.2017, 17:51
Rambler's Top100