Твэл "навыворот", или быстрый натрий без натрия Опции

[AtomInfo.Ru]

Ну это сильно инновационно.
1) канальный реактор
2) кипение в активной зоне
3) теплоноситель внутри твэла
4) каждый канал (твэл) есть маленький первый контур

Предлагаю всё-таки прибегнуть к анализу (и только потом к синтезу).
Для начала, например, высказаться за или против канальной компоновки БН - опираясь, например, на вариант из патента по ссылке выше по ветке.

[AtomInfo.Ru]

Вообще, у меня крепнет подозрение, что Первая АЭС после первой её кампании могла быть переделана на вариант, близкий к описанному (исходный вариант Первой АЭС был с проблемами и стоял вопрос о возможной переделке станции - в том числе, на натриевый теплоноситель; а с учётом тогдашнего интереса к ядерному перегреву...).
Только, небось, даже в архивах подробностей не сохранилось - вряд ли натриевый вариант Первой АЭС был серьёзно проработан, скорее, он был выдвинут просто как идея, набросок на промокашке.

[Syndroma]

Идея в том, что первый контур пассивный и полностью заменяемый при перегрузке топлива. Что в теории должно дать выигрыш по конструкционным материалам.
Кроме того, между ГЦН и топливом возникает ещё один барьер.

Другое дело, что нейтронные эффекты, вызываемые кипением натрия, противоположны тому, что нужно для хорошего управления реактором.

[Netlog]

Никакое "навыворот" не нужно, оболочки ТВЭЛов должны иметь минимальные толщину-объём.
Сборка - герметична или по крайней мере герметизируема, компенсаторы давления ещё не хватало в неё встраивать. Сборка содержит с завода натрий и у неё то ли родной, с завода теплообменник, то ли он герметично (!) пристыковывается на манер РБМК. Сборка - это фактически и есть первый контур. Хотелось бы все сборки иметь одинаковые, для возможности перестановок, но теплообменники довольно габаритны.
Перестановка сборок на мощности невозможна.

[Татарин]

Никакое "навыворот" не нужно, оболочки ТВЭЛов должны иметь минимальные толщину-объём.
Сборка - герметична или по крайней мере герметизируема, компенсаторы давления ещё не хватало в неё встраивать. Сборка содержит с завода натрий и у неё то ли родной, с завода теплообменник, то ли он герметично (!) пристыковывается на манер РБМК. Сборка - это фактически и есть первый контур. Хотелось бы все сборки иметь одинаковые, для возможности перестановок, но теплообменники довольно габаритны.
Перестановка сборок на мощности невозможна.

Теплообменники не "габаритны". Посмотрите на это с такой стороны: ТВС в реакторе и есть теплообменник, через её поверхность прокачивается всё тепло. Только "по классике" это происходит внутри реактора, поэтому теплоноситель так или иначе радиоактивный. А тут мы поверхности теплообмена с помощью "внутреннего теплоносителя" ТВЭЛа вынесли из реактора наружу - в теплообменник. Откуда там возьмутся бОльшие габариты-то? Тем более, что вне реактора мы можем позволить себе иметь на хвостовике ТВЭЛа более развитую поверхность, чем внутри реактора на ТВЭЛе: вне реактора у нас нет ограничения ни на плотность упаковки зоны, ни на количество конструкционных материалов.

Перестановки на мощности возможны и желательны.

Они в РБМК были хороши, а в быстром реакторе с интенсивной наработкой делящихся материалов на периферии - сам бог велел. Так мы можем выжигать топливо лучше всего, поддерживать оптимальный запас реактивности зоны за счёт наработки нового топлива, ну и получать максимальный КИУМ.

[Татарин]

Идея в том, что первый контур пассивный и полностью заменяемый при перегрузке топлива. Что в теории должно дать выигрыш по конструкционным материалам.
Кроме того, между ГЦН и топливом возникает ещё один барьер.

Другое дело, что нейтронные эффекты, вызываемые кипением натрия, противоположны тому, что нужно для хорошего управления реактором.

Да.
Да, с нейтронами получается нехорошо.

[Татарин]

О! Тогда уважаемый автор, объясните, пожалуйста - натрий прокачивается через каналы или он неизменным объёмом сидит внутри канала и за его пределы не выходит?
А то я, похоже, запутался.

Да, идея в том, что натрий сидит в канале-тепловой трубке герметично и качает себя сам - кипением.
Все гадости, которые в нём накопятся, должны в нём и остаться, замена ТВЭЛа - замена теплоносителя. Любой дефект негерметичности "топливо-натрий" или теплообменника на хвостовике лечатся заменой ТВЭЛа.
Никакая авария не может привести к массивному выделению радиоактивного натрия - потому что он распихан по индивидуальным микро-контурам (это помимо того, что натрия первого контура на 1-2 порядка меньше в зоне и на 2-3 порядка меньше в реакторе в целом, пути радиоактивного натрия ограничены нутрёшками ТВЭЛа).

Идея в том, что все долговременно работающие конструкции - вне корпуса реактора с его нейтронами и наоборот: там где нейтроны - минимум долговременных конструкций. Снижаем требования к материалам - растём в параметрах.
Уменьшить количество активного и запихнуть активное по максимуму в реактор.
Свести к нулю активное оборудование, имеющее дело с грязным материалом и/или нейтронами.

...
Интегральная компоновка на стероидах.

Сообщение отредактировал Татарин - 31.10.2017, 12:11

[Syndroma]

Перестановки на мощности возможны и желательны.

Как-то нужно уметь вынимать ТВЭЛ не отключая теплообменник.

[Татарин]

Как-то нужно уметь вынимать ТВЭЛ не отключая теплообменник.

А вот теплообменник и можно сделать отдельно (поТВСно) отключаемым каналом.

[Syndroma]

Если отключить теплообменник, то разве весь натрий сразу не вскипит в ТВЭЛе?

[Netlog]

Если отключить теплообменник, то разве весь натрий сразу не вскипит в ТВЭЛе?

ну там же сверху перегруз-машина, которая заливает холодным натрием сборку...
Да не. ересь с перегрузкой на мощности, нет смысла городить огород, если сборки негерметичны.

[Татарин]

Если отключить теплообменник, то разве весь натрий сразу не вскипит в ТВЭЛе?

Нет, я имею в виду, что хвостовики ТВС включаются в канал - так же, как сейчас ставится/вынимается в канал/из канала сборка ТВС в РБМК.
Разница только в том, что у РБМК вся ТВС в канале с теплоносителем, а тут только "хвост".

[alex_bykov]

Татарин, ИМХО, конечно, но идея не рабочая. Для имеющихся диаметров твэла (а сильно большим его делать вредно по теплофизике) диаметр канала будет слишком мал, чтобы по нему организовалась конвекция теплоносителя - негде спускаться даже при большим градиенте температур "подъём" есть, а гравитационного спуска нет. А городить помимо дополнительной теплообменной части у твэла ещё и насосик, это слишком.

[Syndroma]

По трубкам в нижнюю часть твэла из конденсационной камеры?

[alex_bykov]

По трубкам в нижнюю часть твэла из конденсационной камеры?

Вы представляете себе этот твэл? Мало того, что это звиздец с точки зрения технологий (трубка, гибы, места сварки), так ещё и нокаут нейтронке.

[Syndroma]

Зачем гибы? Вот, например:



Круглое — трубки второго контура.

С нейтроникой и так всё плохо, поэтому её можно не учитывать.

[ВОВИЩЕ]

Круглое — трубки второго контура.

У Вас твэл 0,5 м в диаметре или трубки второго контура с волосок?

[Syndroma]

Твэл размером с ТВС.
Нарисовано в Пэинте за 30 секунд, некоторые детали могут быть неточны.
Кругляшами я просто обозначил трубную доску конденсатора.

[alex_bykov]

Зачем гибы? Вот, например:



Круглое — трубки второго контура.

С нейтроникой и так всё плохо, поэтому её можно не учитывать.

Не, положительно пойти и застрелиться от буйства технической мысли. Вы не программист, случайно? А то у меня коллеги иногда такие решения выдают :0)

[Syndroma]

Больше конкретики в критике пожалуйста!