Ребята, на пустом месте ломаете копья.
Ну и что, что есть твэги?.. А когда-то были СВП. Они, конечно, ограничивали схемы загрузки, поскольку конкурировали с СУЗами за НК в ТВС, зато они не ограничивали обогащение в твэлах, которые потом стали твэгами (если что, температура плавления топлива в твэге с выгоранием падает серьёзнее, чем в обычной керамике из диоксида урана, вот и "страхуются", чтобы твэг всегда был менее напряжённым).
Но общее направление движения таково, что от сборок выгорающего поглотителя, устанавливаемых в кассету, почти повсеместно уже перешли к интегрированному в топливо поглотителю. Но это не обязательно цирконий. Те же амеры для себя диборид циркония на таблетку напыляют. Есть свои плюсы и свои минусы по сравнению с гадолинием. Наши танцуют с бубном над другими редкоземельными поглощающими присадками (в тех же РБМК давно начали использовать эрбий). И что? СВП стали от этого хуже, что ли?..

слушай ладно бог с ними СВП,ТВЭГИ, я вообще транспортными установками занимался, ну в смысле пароходами, борей,ясень,лошарик, белгород если кто слышал о таком, а сейчас на плавучку устроился, я не на столько искушон в материалах топливных композиций, как вы, но обясните там везде интерметалид, а вот на пэбе керамика пошла объсните что к чему, ну я понимаю на станциях зона энергонапряженная (без цифир, не знаю моно здесь выкладывать или нет), а там в 3-4 раза меньше

ну или хотябы направьте что почитать, чтоб понимание было

Как они могут стать хуже, если их нет? Нету! Не испозуются...
Тепловыделяющие элементы с интегрированным выгорающим поглотителем это не СВП ниразу


Стесняюсь спросить, какие такие "моменты по реактивности"?

а для чего сделан переход от свп к интегральной компановке, в принципе, (я сам вооружейник, но ушёл в мирный атом и не во всё пока вник) если не сложно можете объяснить что к чему

ивиняюсь дошло

Володя, не используются у тебя на ЗАЭС, а вот на Южке-2 и, особенно, на Южке-1 ещё пару лет назад встречались, да ещё и с разным содержанием бора.
И, насколько я помню, РАЭС-4 мы таки на зоне с СВП пускали...

Ещё раз повторюсь, ИТВП - не панацея, поскольку он, в отличие от СВП, довольно заметно влияет на топливо и/или оболочку. Другой вопрос, что в новых проектах РУ СУЗов больше, т.е. СВП ставить стало почти некуда. А на старых проектах вы просто попали в ловушку унификации топлива, по идее, можн использовать и ИТВП, и СВП в зоне одновременно, но это усложняет выбор компоновки, а ваши расчётчики из-за постоянной загруженности любят простые решения

Главное, не энергонапряжённость. Вопрос с температурами плавления можно решить и выбором геометрии твэла, например, уменьшив его диаметр, или увеличить теплопроводность газового зазора и т.д.

Керамика проще в производстве, чем интерметаллид, но не выдерживает быстрых переходников, которые необходимы в связи с резким сбросом/набором нагрузки на лодочных реакторах (керамика при таких скоростях разогрева/остывания просто трескается). У ПАТЭС режим работы иной, он куда ближе к серийным АЭС, и скорости изменения мощности там разумно ограничены, значит, правильнее выбирать для неё более дешёвое в производстве топливо, к тому же отработанное сотнями реакторо-лет реальной эксплуатации в сходных условиях...

спасибо

Тогда у меня вопрос. Даже на самых военных реакторах скорость набора мощности ограничена количеством запаздывающих нейтронов. К тому же таблетку не кидают в горячую печь, а она сама разогревается практически равномерно по всему объему за счет внутренней реакции, с чего бы ей при этом трескаться?
А быстрые/аварийные остановки случаются и на э/станциях. Так что, как мне кажется, использование металлического топлива в лодках связано с другими причинами.

Vadik, данная логика не работает. Грубо говоря для подкритичности на мгновенных нейтронах асимптотическая скорость набора мощности, действительно, определяется разницей бэты эффективной и реактивности, но не надо забывать, что изменение доли мгновенных нейтронов в балансе само по себе создаёт скачок мощности (см., например, здесь).

Далее, таблетка разогревается неравномерно, если очень грубо, - тепловые нейтроны, пришедшие из теплоносителя, эффективно захватываются периферией таблетки, а быстрые "пролетают насквозь", т.е. основное энерговыделение проявляется на периферии, центр ещё нужно прогреть /у БНов с этим, кстати, получше будет/.

Далее. Для живучести таблетки куда важнее скорость разогрева, чем скорость охлаждения - при охлаждении играет существенную роль газовый зазор, не допускающий слишком уж резкого градиента температур в таблетке (его теплопроводность всё-таки хуже, чем у керамики), а дальше уже свою роль играет запасённое в таблетке тепло... Т.е. таблетка остывает постепенно, несмотря на "уже холодную" оболочку (да и ненамного она холоднее становится). Главной причиной, по которой ограничивают скорость сброса мощности - возможность для "уже холодной" оболочки "сесть" на ещё горячую таблетку, из-за чего возникают растягивающие напряжения в оболочке (как правило, это приводит к раскрытию малых дефектов и появлению новых микротрещин). Худший случай - аварийный останов. Тут, и правда, имеем через раз всплеск активности (поэтому кол-во таких циклов для топлива энергетических реакторов ограничено, и именно поэтому я, например, очень отрицательно отношусь к новомодной АЗ по локальным параметрам - имея колоссальные коэффициенты запаса по параметру нужно вводить запрет на подъём мощности, а не сбрасывать АЗ, иначе "лекарство" получается хуже "болезни"). Скорость набора мощности в энергетических реакторах ограничена куда основательнее (начиная с % в минуту со снижением до % в час при приближении к номиналу), вплоть до обязательной выдержки на "полочке"... Лодочные реакторы себе позволить такого не могут.

Я достаточно подробно ответил, или остались неясности?..

Да, спасибо, Александр!
Хотя ваше объяснение несколько противоречит моим представлениям.
Например, наливаем мы кипяток в холодный стеклянный толстостенный стакан - он лопается. Если налить холодной воды и греть в микроволновке на небольшой мощности, тогда не лопнет. т.е. при создании разницы температур в соседних участках материала, который имеет ненулевой коэфф. температурного расширения возникает деформация. Если эта деформация превышает предел упругой деформации, то происходит пластическая необратимая деформация, металл в таком случае коробится, а материалы не способные к пластической деформации (стекло, керамика) растрескиваются.
Более сложные варианты, когда в исходном материале уже есть напряжения мы сейчас не рассматриваем.
Теперь вернемся к нашим таблеткам. Самый большой температурный градиент она будет иметь на максимальной мощности, т.к. тепло выделяется по всему объему, а отводится только с поверхности. Если тепла выделяется в поверхностных слоях больше из-за большего количества нейтронов, приходящих извне, то это только уменьшит градиент температур. (тепло выделилось на поверхности и отвелось с поверхности, середина как-бы в теплообмене не участвует).
Таким образом, таблетка стабильна в холодном состоянии, стабильна в разогретом состоянии при температуре спекания (>2000) и стабильна на мощности, когда середина горячая, а внешняя поверхность относительно холодная. Точных цифр искать лень, но разница в сотни градусов. бОльших градиентов мы не достигаем.
Имхо, основная проблема не в радиальных перепадах температур, а в осевых нагрузках, когда из-за распухания выбирается зазор и таблетка теряет подвижность относительно оболочки, и разница коэффициента металл-керамика при перепадах температур приводят к значительным напряжениям и повреждениям.
Лодочные реакторы как и все военное проектируют с большим запасом прочности, в том числе и по теплогидравлике, поэтому позволяют быстрый набор мощности. На электростанции же запас маленький, а при наборе мощности появляются короткоживущие изотопы, влияющие на реактивность (тот же йод-ксенон) и система регулирования должна это изменение компенсировать, причем в большой зоне по многим точкам. Чтобы в процессе регулирования не выйти за пределы допустимости, и не достичь кризиса теплосъема и замедляют скорость при подходе к максимуму.
Сугубо мое имхо, как я это себе представляю.

Скромное мнение, которого не буду отстаивать если есть другое обоснованное мнение, что таблетку можно рассматривать как объект, который имеет почти неизменные характеристики по градиенту температуры при работе на разных мощностях. Проблемы при нестационарных режимах возникают из за побочных элементов, которые появляются внутри таблетки.

Ну, так открой "тонкий впрыск" и сиди в носу ковыряйся, через трое суток закроешь...

Кстати вот: подводная лодка проекта 941 "Акула" снабжена двумя реакторами ОК-650

военней некуда, а топливо неметалл!

Уважаемый Ваклин, Закон Фурье с вами не согласен

Или я неправильно вас понял, или у вас у ядерщиков классическая физика не работает.

При наборе мощности после перегрузки или после длительной (более 12 сут.)
работе на пониженной мощности скорость ограничивают 1(одним)% в час!
Так радикально снижают скорость из-за боязни промахнуться? Не думаю.

Можно ссылку, а то яндекс предлагает системы впрыска топлива

Так радикально снижают скорость из-за боязни неравномерного нагрева таблетки диаметром 7.5мм? Не думаю.

Все виды физики у нас работают.

А бор по изотопу 10В них в дибориде циркония обогащенный?

Решение интересное, но это ведь добавочное газовое гелиевое выделение в твэле.

В системе подпитки-продувки ВВЭР-1000 есть два деаэратора:
-с текущей концентрацией борной кислоты (подпитки-продувки называется);
-с "чистым дистиллятом" (борного регулирования зовётся).
Снижают концентрацию борной кислоты в первом контуре переодически подключая на всас подпиточного агрегата "чистый дистиллят",
но при "отравлении" это становится суетливым делом и пользуются "тонким впрыском" который заведён прямо в деаэратор подпитки-продувки.

А ПАТЭС при создании закладывалась возможность экспортных продаж, поэтому и распространенная керамика на НОУ, а не интерметаллиды, которые являются топливами не для всех, кому пожелается прикупить.
Ну и вроде как для интерметаллидных составов для ПАТЭС большее обогащение по сравнению с керамикой требовалось для проектного срока топливной кампании, а это уже переход за верхнюю границу 20% по обогащению НОУ.

Это не очень удачный пример.
Огромная двухреакторная лодка с баллистическими ракетами, которая тупо плавала большую часть патрулирования в отечественных северных водах экономическим ходом. Ей же гоняться за вражескими лодками не надо было, как и удирать от противолодочных сил. Поэтому и вероятность транзиентов при работе реакторов для такой лодки невысока. Это в однореакторной лодке требуются по обстановке иногда разгоны мощности за полминуты.
Читал, что Акулы редко когда под двумя реакторами на полной мощности ходили. Обычно один реактор на среднем уровне мощности был, а второй реактор работал на заметно меньшем уровне в ожидании необходимости увеличения скорости.

Честно говоря, "Акула" - первое, что пришло в голову, когда искал лодочные реакторы
Там есть таблица типов лодок с таким реактором: «Барракуда», «Гранит», «Щука-Б», «Плавник», «Акула», «Антей», «Ясень», «Борей».
Разные модификации реактора ОКБ-650 (А,Б,Б-3,В,ВВ) вряд ли принципиально сказываются на материале топлива.

Vadik, повторюсь, не только скорость снижают, но и обязательную трёхчасовую выдержку на 80% делают, и совсем не из-за отравления... Это прописано в технологическом регламенте безопасной эксплуатации блока. У американцев нет "полочки", но скорость набора мощности в верхней части зажата заметно сильнее. Грубо говоря, пуск блока ВВЭР-1000, если он не первый и не обвешан экспериментами, как ёлка гирляндами, то первые несколько часов блок добирается до 80%, а потом ещё сутки до 100%.
И ещё одно. Если есть доступ, почитайте отчёты НИИАР по результатам разделки топлива, особенно высоких выгораний.


По обогащению бора, вроде бы есть такое дело. Там избыточное давление в твэле с ИТВП подскакивает не настолько сильно, всё-таки оболочка и так предварительно гелием "надута". Куда важнее взаимодействие оболочки твэла с литием...

а никакие экраны ставить не пробовали?
для РБМК понятно, а для ВВЭРов какой зазор до корпуса? какой-нибудь тонкий свинцовый гофр воткнуть?

Вообще-то, там и так самый лучший экран от быстрых нейтронов - лёгкая вода. Свинец как раз почти прозрачен.

А увеличивать диаметр корпуса ВВЭР (например, чтобы лучше защищать его материал), НЯП, очень сложно и накладно... Это ж напрямую размер поковки. Или с другой стороны - потерянная мощность реактора (если на это место воткнуть ТВЭЛы, то можно снять сотни "лишних" мегаватт.

Ну тогда для ВВЭРа очевидным решением для защиты корпуса от флюенса быстрых нейтронов напрашивается проточный слой тяжелой воды в герметичном зазоре между внутренностями и корпусом. И корпус защитим, и выгорание чуть увеличим и КВ слегка поднимем из-за смещения спектра в область резонансов.

Ну а регулируя сотношение тяжелой и легкой воды в этом экранирующем проточном слое можно частично спектральное регулирование осуществлять в ходе кампании топливной.

очевидным решением представляется смещение зоны вниз (или горячих патрубков вверх) и выгородка, интегрированная с отражателем

В 440-х есть вариант с установкой в угловые ячейки кассет-экранов, но там проще, кассет аж 349, в тысячнике такую роскошь себе позволить нереально...

Думать над изменением конструкции реактора/выгородки можно, но только для новых проектов, да и то проще (?) пойти по пути замены сталей. Для существующих реакторов (а парк-то большой и продлить эксплуатацию хочется) in-out - правильное решение, причём первыми по нему пошли не мы, а западники...

Посмотрим как "многомиллиардное портфолио" будет дальше развиваться. Возможно технологический уровень будет как раз для стран, которые сейчас получают помощь в техногенной революций. Для развитых вроде как другие пути намечаются. Смотрим как пойдут дебаты по субсидированию замкнутых ядерных циклов в ЕС'е и вдруг появиться ажиотажный спрос на всяких БН'ов и их дериватов.

просто экраны можно менять, в отличие от корпуса.
можно внешнюю часть внешних кассет делать экраном. Но из материалов ничего, кроме u238 в голову не приходит

Пожалуйста поподробнее, что имеется в виду.

Что понимается под "тонким впрыском"?
Это впрыск в КД? или что то другое?
Я пока вижу вариант работы "тонкого впрыска" в КД (с параллельной работой ТЭН КД), когда концентрация борной кислоты в КД ниже чем в 1 контуре, при этом произойдет вытеснение раствора с более низкой концентрации в 1 контур и ввод положительной реактивности. Если концентрации одинаковые- эффект нулевой. Соответственно если бора больше в КД- ввод положительной реактивности.

Постом #122 он осветлил вопрос.

Понял. Открыл схему ТК, почитал ИЭ TN. Согласен. Посыпаю голову пеплом из камина.
Меня просто сбил с толку термин "тонкий впрыск".