Помощь · Поиск · Пользователи · Календарь
Полная версия этой страницы: Воспроизводство в быстрых реакторах
Форум AtomInfo.Ru > Атом > Советский атом
Страницы: 1, 2, 3, 4
AtomInfo.Ru
QUOTE(Обнинский @ 28.4.2017, 14:32) *
Тантал?


Тантал.

"Тантал рассматривается как резервный вариант поглощающего материала в быстрых реакторах в первую очередь благодаря его лучшей стойкости к радиационному распуханию по сравнению с B4C.
Это связано с тем, что в реакции поглощения 181Ta(n,gamma) не образуется гелий.

При температуре 530C происходит не распухание, а некоторое уплотнение материала.
Причина этого - образование при бета-распаде 182Ta атомов 182W, которые меньше по размеру первоначальных атомов.

В то же время тантал, как и другие металлы, в определённой степени подвержен распуханию за счёт образования пор...

Дополнительными преимуществами тантала являются его доступность (сравнительно низкая стоимость), лёгкость обработки, сравнительно высокое сечение поглощения быстрых нейтронов.

Дочерние продукты реакции (n,gamma) также являются хорошими поглотителями.

Принципиальным недостатком является образование gamma-активных нуклидов 182Ta в 182W, испытывающих бета-распад с периодом полураспада 115 суток.
В связи с этим возникает проблема остаточного тепловыделения.

Кроме того, тантал растворим в натрии, поэтому требования к надёжности оболочки повышаются".
generalissimus1966
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.4.2017, 18:48) *
Дополнительными преимуществами тантала являются его доступность (сравнительно низкая стоимость),


Это меня убило некоторым образом smile.gif тантал стоит, примерно, как серебро...
Что же тогда дорого? Изотопно чистый бор?
AtomInfo.Ru
QUOTE(generalissimus1966 @ 28.4.2017, 17:58) *
Это меня убило некоторым образом smile.gif тантал стоит, примерно, как серебро...


А в 1981 году, когда вышла монография, также обстояло дело?
Я не знаю, я спрашиваю.

QUOTE(generalissimus1966 @ 28.4.2017, 17:58) *
Что же тогда дорого? Изотопно чистый бор?


Ряд у них соответствующий, да.
Обогащённый бор, тантал и европий.
Видимо, на тот момент тантал в этом ряду характеризовался "сравнительно низкой" стоимостью.

= =
P.S. И к тому же, это всё-таки всего лишь поглотитель, а не, скажем, топливо. Его не так много требуется для активной зоны.

Ранее в ветке была ссылка на статью Рисованого, вот оттуда про потребности в боре:
Пускай для реактора БН-600 ежегодно требуется 10–15 кг В4С (80%10В).
Там же, кстати, рассуждения про обогащённый бор - в том смысле, что в виду узкого спроса на него цена обогащённого бора может назначаться волюнтаристски.

Так что. тантал может и действительно быть самым дешёвым в ряде поглотителей для РБН.
LAV48
У тантала ещё преимущество есть - теплопроводность. Стоит он сейчас дорого, но промышленно освоен достаточно давно и в хороших объёмах.
AtomInfo.Ru
QUOTE(LAV48 @ 28.4.2017, 23:59) *
У тантала ещё преимущество есть - теплопроводность.


Уолтер/Рейнольдс отмечают этот плюс тантала косвенно, когда пишут про европий:
"низкая теплопроводность и необходимость в связи с этим изготовления тонких пэлов".

Так что, да, этим тантал у европия выигрывает.
AtomInfo.Ru
Следующий фрагмент отчёта посвящён тем представлениям, которые у нас имелись на тот момент (1974) о КВ в западных бридерах.
AtomInfo.Ru
"КВ ДЛЯ ЗАРУБЕЖНЫХ БЫСТРЫХ РЕАКТОРОВ.

Если LMFBR мощностью 1500 МВт(э) будет иметь в соответствии с имеющимися описаниями зарубежных реакторов следующие данные:

- объёмная доля топлива - 0,35-0,36
- dэб = 20 см
- dэт = 40 см
- система КП - борные стержни,

то по сравнению с БН (0,45; 50, 50; КП топливные) этот реактор будет обладать существенно меньшим КВ.

- БН: 1,45 - примерная величина КВ, который сейчас получается по существующим константам и для хорошей конструкции БН-1500.

- LMFBR: КВ = 1,45 * 1,38/1,48 (состав акт.зоны) * 1,33/1,38 (толщина экранов) * (0,90...0,95) (СУЗ) = 1,17...1,23

Примерно такие значения КВ называются сейчас для коммерческих быстрых реакторов LMFBR, где в первую очередь оптимизация делается для получения минимальной стоимости электроэнергии.

В последних публикациях на международных конференциях приводятся следующие данные по величинам КВ...

- Phenix - 1,12
- SuperPhenix - 1,24
- Demo - 1,23 (начальный)
- Monju - 1,20 (начальный), 1,17 (равновесный)".

= =
В примечании авторы отчёта напоминают, что изотопный состав плутония в разных проектах различный, и это тоже даёт некоторую разницу в КВ.
AtomInfo.Ru
По Phenix'у в французской монографии, посвящённой опыту его эксплуатации, есть такая фраза - количество нарабатываемого плутония сильно зависело от конкретной конфигурации экранов. Это понятно и физически, и организационно - всё же Phenix был, в первую очередь, экспериментальным реактором.

С другой стороны, там же есть нейтронный баланс, по которому из активной зоны вылетало всего порядка 40 с небольшим нейтронов на каждую тысячу рождённых.
Это максимум для возможной наработки плутония в экранах (там ведь тоже есть свои потери).
AtomInfo.Ru
"Исходя только из экономических соображений понятна и по своему логична конструкция LMFBR с низким КВ:

1. Получение высокой объёмной доли топлива требует более высокого подогрева.
Высокий подогрев при обычной тепловой схеме приводит к необходимости снижения параметров пара (давление, перегрев, температура питательной воды) и, соответственно, к снижению КПД и экономичности АЭС.

2. Толстый экран - это удорожание изготовления и химпереработки экранных пакетов. увеличение гидравлического сопротивления, приводящее снова к росту подогрева.
Об этом говорилось выше.
Сокращение толщины экрана - это и уменьшение зоны обслуживания реактора внутренними механизмами и даже какая-то (хотя и небольшая) экономия в габаритах корпуса.

3. Применение топливных КП дороже, чем борных.
Топливные КП конструктивно сложнее.
Надо заботиться о поддержании в соответствии расхода и тепловыделения.
Топливные КП сложнее компонуются в реакторе, т.к. суммарная длина рабочего органа, состоящая из сырьевой и активной частей, вдвое больше, чем длина борного стержня".
AtomInfo.Ru
Пункт (3) - некоторый ответ к предыдущему разговору о том, почему исчезли топливные стержни СУЗ.
AtomInfo.Ru
"Надо, однако, отметить, что хотя каждое из отмеченных отличий LMFBR от БН даёт некоторые экономические выигрыши, эти выигрыши невелики по сравнению с общей стоимостью электроэнергии.

Так, например, экономическая оптимизация толщины экрана... позволяет обнаружить минимум стоимости при толщине 30 см, но размеры экономии при переходе к тонкому экрану незначительны.

Топливная составляющая расчётных затрат при разной толщине экранов меняется следующим образом:

d, см (б.э. и т.э.) --- ТСРЗ, %
===================
50 --- 102,3
40 --- 100
30 --- 98,7
20 --- 102,3

При подобных сравнениях необходимо также иметь в виду ограниченность обычно используемого подхода к экономическим оценкам, основанного на "сегодняшней" экономической конъюнктуре.

Более общий (и более правильный) системный подход к экономическим оценкам в атомной энергетике, взятой в течение длительного промежутка времени, приводит, как известно, к значительному повышению роли плутония в балансе затрат на электроэнергию.

При таком подходе дополнительные затраты, указанные выше, с избытком окупаются выигрышем в воспроизводстве плутония в реакторах БН.

Как показали сравнения, приведенные выше, нет ничего удивительного в различиях величин КВ, называемых для реакторов БН и LMFBR разных стран.
Эти различия объясняются, прежде всего, разным подходом к конструированию.
Использование одинаковых принципов конструкции реактора приводит к согласующимся результатам".

generalissimus1966
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.4.2017, 19:35) *
А в 1981 году, когда вышла монография, также обстояло дело?
Я не знаю, я спрашиваю.

В 1981 тантал стоил дороже, чем серебро, но цены в долларах были значительно ниже, чем сейчас.
Когда радиопром начал выпуск конденсаторов ЭТО-2 (электролитические танталовые объёмнопористые) для потребностей эээ... мнэээ... ВПК, скажем, хотя его тогда ещё не существовало, да, так вот,
тогда в этих конденсаторах содержалось примерно по 1,6-1,9 грамм серебра и 6-7,5 грамм тантала (в каждом!), стоимость этого серебра на итоговую цену детали почти и не влияла.

VBVB
QUOTE(LAV48 @ 29.4.2017, 0:59) *
У тантала ещё преимущество есть - теплопроводность. Стоит он сейчас дорого, но промышленно освоен достаточно давно и в хороших объёмах.

В нынешнее время цена тантала втрое дороже серебра.

Мы из покупной фольги танталовой недавно мишени для магнетрона делали и лодочки для испарителей.
Тантал высокой чистоты (уровня около 99,9%) стоит около 1200-1300 долларов за 1 кг, а тантал сверхвысокой чистоты (уровня около 99,99%) цену имеет около 4400-4700 долларов за 1 кг.
AtomInfo.Ru
QUOTE(VBVB @ 29.4.2017, 19:19) *
Тантал высокой чистоты (уровня около 99,9%) стоит около 1200-1300 долларов за 1 кг, а тантал сверхвысокой чистоты (уровня около 99,99%) цену имеет около 4400-4700 долларов за 1 кг.


Хм, интересно - а какие у него примеси?
Может, для поглотителя его и не надо так чистить unsure.gif
AtomInfo.Ru
Кстати, оказывается, для БН-350 танталовые стержни были изготовлены, но не были использованы.
http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCol...72/27072854.pdf
AtomInfo.Ru
И по той же ссылке в фэёвском докладе есть про топливные компенсаторы.

Основным их недостатком назван малый вес.
Малый вес не позволяет обеспечивать экономически целесообразную микрокампанию.
Поэтому сейчас от них всё-таки отказались.

= =
Предлагались варианты использовать металлическое топливо или состав без 238U в топливной части компенсатора.
То есть, идея увеличить положительный вклад в реактивность топливной части, тем самым увеличить изменение реактивности при замене топливной части на сырьевую.

Проблема компенсатора с топливной частью без 238U - топливная часть выгорает быстрее, так как в отсутствие 238U нет и наработки плутония (экзотику типа 235U (захваты, (n,2n) и распады) 238U опускаем за малостью вероятности).
Обнинский
В порядке наброса. Что, если авторы LMFBR были правы? И борьба за высокий КВ была ненужной? По итогу, остались реакторы с небольшими КВ.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Обнинский @ 30.4.2017, 10:48) *
В порядке наброса. Что, если авторы LMFBR были правы? И борьба за высокий КВ была ненужной? По итогу, остались реакторы с небольшими КВ.


Хм... Если оглянуться назад, то, наверно, всё-таки не так. Смысл был.

Давайте вспомним исходную постановку задачи. Есть одни только тепловые реакторы, которые мало того, что могут использовать только менее процента природного урана, так ещё и своё же топливо до конца не утилизирующие (у тогдашних LWR уран в ОЯТ оставался обогащённым).
Строить блоки нужно ударными темпами - десятками и сотнями. Следовательно, доступный уран скоро кончится, и жизненно необходимы быстрые реакторы.

Если нам нужно было бы просто заместить существующие тепловые реакторы быстрыми, то КВ достаточно иметь всего лишь немногим большим единицы.
Но есть ещё и требование по росту парка!

Возьмём модельный пример (цифры абсолютно с потолка и взяты для удобства счёта!).
Если у БР загрузка топлива 10 тонн и КВ=1,1, это совершенно не означает, что мы к концу кампании получим 11 тонн топлива.
Это означает, что у него за кампанию сгорит 1 тонна и образуется 1,1 тонны; то есть, физически мы будем иметь 10,1 тонн.
И чтобы пустить второй БР в условиях отсутствия урана нам потребуется 100 кампаний первого БР.
А вот если бы КВ был 1,4, то 100 кампаний превратились бы в 25, что существенно.
Ещё раз, на всякий случай - цифры абстрактные, взятые только для удобства счёта.

Таким образом, стремиться к достижению как можно более высоких КВ на тот момент было разумно с нашей стороны.

Теперь западники. Фактически они разбивали тот путь, что мы хотели пройти за один шаг, на два шага. Объясняли это экономическими причинами. Почему так?

Особенно это заметно у американцев. У них со времён Эйзенхауэра система работает таким образом, что государство проверяет идею и отдаёт её частнику, причём частник должен подключаться на самом раннем этапе, фактически уже на демонстраторе, даже не прототипе.
Это ошибка, на мой взгляд.
Что такое частник, хорошо наблюдать в МАГАТЭ. Если немного утрировать, то это человек, которому и так хорошо, и который все новые предложения рассматривает как покушение на его карман.
У частника есть LWR, он приносит ему прибыль, и ему глубоко плевать на то, что когда-то может кончиться уран. Он разорит военный склад, купит уран у заирских контрабандистов, в конце концов, просто закроет АЭС и побежит строить станции на кизяках. Он не государство, чтобы у него болела голова о сбалансированности энергобаланса.

Итак, частника надо было заманить в быстрое направление и убедить вложить деньги в демонстраторы. Так как частник не горит желанием этого делать, то требуется снизить стоимость демонстраторов как можно больше. А от экономики сразу пострадал КВ.

А теперь сравним, что дали на выходе два подхода - наш и западный.
Мы, поборовшись за КВ, спокойно отступили к менее напряжённым проектам, сохранив полученные познания и получив два действующих БН (БН-350 увы sad.gif )для демонстрации технологий и набора опыта работы с натрием.
Янки так и не сумели договориться с частниками и застряли даже не на Demo, а на FFTF.
Занимавшие промежуточное положение французы дошли до Феникса, но сломались на Суперфениксе.

Так что стратегически мы всё-таки были более правы, чем западники, как мне кажется.
arcanist
вы рассматриваете этот вопрос так, как будто ЗЯТЦ и быстрые реакторы - это самоценное достижение. Я вот в этом не уверен. Вполне может так оказаться, что экономически более эффективно было позволить СССР/РФ набить шишки и войти в эту игру с быстрыми реакторами позже, имея в виду успешный опыт другой страны. Думается мне, проектировать, зная, что тот или иной подход оправдался, куда проще, чем ведя поисковые исследования. В конце концов, выяснилось, что урана на земле много, и нефти тоже, и газа, и угля - так что оправданность инвестиций в БНы еще предстоит доказать
AtomInfo.Ru
QUOTE(arcanist @ 30.4.2017, 15:20) *
Вполне может так оказаться, что экономически более эффективно было позволить СССР/РФ набить шишки и войти в эту игру с быстрыми реакторами позже, имея в виду успешный опыт другой страны.


Но мы и вошли позже. Возможности быстрых реакторов открыли не мы, а США.
Да и совпадение основных путей, по которым пошли, тоже о чём-то говорит.
Мы ж не стали, например, пытаться делать бридер на воде/паре, хотя он возможен.

QUOTE(arcanist @ 30.4.2017, 15:20) *
Думается мне, проектировать, зная, что тот или иной подход оправдался, куда проще, чем ведя поисковые исследования.


Строго говоря, наверно, никто бы не отказался так поступать.
Но сейчас проблема в том, что других кандидатов в лидеры нет, кроме нас.
Китайцы не в счёт, китайцы сами висят на БН-800 чуть не половиной своей разведки. Они в лидеры не пойдут, вот им как раз и выгоднее посмотреть, что у нас будет получаться.

Это если сейчас. А если тогда... Насколько можно судить по документам, то, собственно, так и поступали - очень внимательно приглядывали за тем, что и как делается за рубежом.

QUOTE(arcanist @ 30.4.2017, 15:20) *
В конце концов, выяснилось, что урана на земле много


При нынешнем уровне развития атомной энергетики. И нынешней готовности строить новые мощности, не такой большой, на самом деле.
А потом?
Syndroma
Цитата(arcanist @ 30.4.2017, 17:20) *
Думается мне, проектировать, зная, что тот или иной подход оправдался, куда проще, чем ведя поисковые исследования.

Это особенно справедливо, когда поисковых направлений очень много, а ресурсы ограничены. Поэтому мы должны быть заинтересованы, чтобы Китай строил ВГТРы, индийцы осваивали торий, а на Западе кто-нибудь как-нибудь осилил бы ЖСР.
Попробовать всё сразу ни у кого не получится, а сравнить разные подходы было бы интересно.
Но нужно быть готовым к тому, что никто ничего исследовать не будет, а все будут сидеть ровно и смотреть на остальных. Тогда придётся идти вперёд в одиночку.

Как забавно повернулся мир. Раньше все боролись за приоритет в освоении любой технологии. "Sputnik moment" был большим шоком. Сейчас все борются непонятно за что, sputnik moment'ы сыпятся как из рога изобилия, не вызывая интереса.
AtomInfo.Ru
Вернёмся к истории, то бишь, к отчёту-1974.

Что можно выжать ещё из БНов с окисным топливом? Как это видели авторы отчёта?
AtomInfo.Ru
"РЕАКТОРЫ С ОКИСНЫМ ТОПЛИВОМ.

Как сказано выше. быстрые реакторы могут выполнять свою роль в атомной энергетике в том случае, если их время удвоения составит 4-8 лет.

По проработкам, выполненным в ФЭИ и смежных организациях, такие времена удвоения могут быть достигнуты на реакторах БН с окисным топливом..

Необходимыми условиями для этого являются следующие:"
AtomInfo.Ru
"1. Достижение выгорания 10% т.а.

Ограничивающим фактором может стать распухание сталей при больших интегральных дозах облучения быстрыми нейтронами.

Полностью этот вопрос ещё не ясен, однако:

- во-первых, имеются предложения по изменению конструкции пакета, если распухание станет препятствовать глубокому выгоранию.
Изменение конструкции пакета состоит в том, что используется более плотная окись, меньшие толщины оболочек твэл, меньшие толщины стенок пакетов - всё это для создания большего зазора между пакетами для обеспечения возможности распухания пакета;

- во-вторых, имеется возможность применения слабораспухающих материалов типа нимоников.

Другим ограничивающим фактором является коррозия оболочки с внутренней стороны за счёт взаимодействия стали с осколками деления при глубоком выгорании.
В настоящее время изучаются различные средства борьбы с этим явлением (подбор соотношения металл-кислород в топливе, снижение количества примесей, покрытие оболочек защитным слоем).

Эти вопросы требуют дальнейшего изучения. Однако опыт БОР-60, "Рапсодии" и др. не вызывает особых сомнений в возможности достижения выгораний 10% и более.

В проектах LMFBR предполагается достичь выгораний (средних) от 8 до 15%...".
AtomInfo.Ru
Стандартный подход для борьбы с распуханием - это, конечно, снижение плотности топлива ниже теоретической и, если надо, создание дополнительных пустот.

И вот тут, как пишет уже Казачковский в научно-технических мемуарах, на горизонте появилось вибротопливо, для которого создание низкой плотности - вообще не проблема.

Но у него в этом случае проявился следующий недостаток:

"Иметь низкую плотность для вибротоплива - не проблема.

Но, если она слишком низкая, то после загрузки свежих твэлов нужно сравнительно медленно повышать мощность реактора, чтобы успел сформироваться прочный спечённый сердечник с достаточно равномерным распределением топлива вдоль всего твэла.
В противном случае может иметь место его оседание и соответственно уплотнение в нижней части твэла".
AtomInfo.Ru
Сделаем очередное отступление в сторону.
Казачковский:

"На первых порах жаропрочность была главным требованием, предъявляемым к материалу оболочки.
Однако после того, как был обнаружен эффект вакансионного распухания, именно он и стал доминирующим при определении возможности длительного облучения твэлов.

Пришлось предусматривать меры, специально направленные на снижение вакансионного распухания, подбирая состав, используя присадки, например, титана, проводя предварительную механическую обработку с сильной пластической деформацией применяемых сталей.

В качестве перспективных материалов рассматриваются уже упоминавшиеся нимоники и стали ферритомартенситного класса.

Последние, как практически не распухающие, открывают особенно большие возможности для дальнейшего увеличения кампании твэлов.
Они, однако, заметно снижают свою механическую прочность в области максимальных реакторных температур.
Рассматриваются меры по повышению их жаропрочности (например, методом дисперсионного упрочнения).

Разработана надёжная технология сварки между собой тонкостенных трубок из различных материалов, что позволяет в случае необходимости иметь составные оболочки, то есть ферритомартенситные в основном и аустенитные сверху.
Впрочем, с учётом радиационных изменений в сталях при больших облучениях это может оказаться и не очень выгодным.

В принципе можно думать и о некотором снижении максимальной температуры оболочки за счёт, например, уменьшения её разброса на выходе из активной зоны...

Толщина оболочки, выбираемая, прежде всего, из соображений прочности, а также технологичности изготовления и, наконец, требований физики, составляет 0,3-0,4 мм.
Этого ещё достаточно, чтобы сдержать распухание керамического и металлического, в том числе подверженного свеллингу нелегированного топлива.

Такая толщина, кстати, для некоторых материалов может быть уже соизмерима с размерами отдельных зёрен и поэтому тем более не должна снижаться.

С другой стороны, увеличение толщины оболочки может заметно ухудшать физику реактора".
AtomInfo.Ru
Так что провозгласить цель "выгорание 10%" было легко.
А вот при достижении её оказалось, что задача эта весьма трудоёмкая и непростая.
AtomInfo.Ru
Ну и попутно выяснилось, что увеличение выгорания приводит к некоторым (неожиданным на первый взгляд) неприятностям для КВ.
Казачковский:

"В твэлах первых загрузок БН-350, поскольку больших надежд на достаточно глубокое выгорание тогда не возлагалось, полости для сбора газов были сделаны совсем малыми.

Впоследствии они были существенно увеличены (за счёт торцевых экранов)".
AtomInfo.Ru
"А сейчас главная задача наша - это обеспечить проектные параметры БН-800, то есть, дозы около 90 сна и выгорание 10% т.ат".
http://atominfo.ru/news/aira079.htm

Так что задача эта по выгоранию 10% плавно переползла из советского периода в российский.
Ultranauth
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 30.4.2017, 12:40) *
Особенно это заметно у американцев. У них со времён Эйзенхауэра система работает таким образом, что государство проверяет идею и отдаёт её частнику, причём частник должен подключаться на самом раннем этапе, фактически уже на демонстраторе, даже не прототипе.
Это ошибка, на мой взгляд.
Что такое частник, хорошо наблюдать в МАГАТЭ. Если немного утрировать, то это человек, которому и так хорошо, и который все новые предложения рассматривает как покушение на его карман.
У частника есть LWR, он приносит ему прибыль, и ему глубоко плевать на то, что когда-то может кончиться уран. Он разорит военный склад, купит уран у заирских контрабандистов, в конце концов, просто закроет АЭС и побежит строить станции на кизяках. Он не государство, чтобы у него болела голова о сбалансированности энергобаланса.


Совершенно не очевидно, что запретительно-регуляторный подход с целью заставить частников строить быстрые блоки вместо экономически оправданных, ну не знаю, ПГУ - правильный выход здесь. Примером такого подхода "госзаботы о сбалансированном энергобалансе" является внедрение ВИЭ в Германии... Представляется несколько сложным так же продавливать быстрые реакторы.

Понимая это, парадигма внедрения ЗЯТЦ через улучшение экономических параметров его, была оправда, особенно учитывая, что при тиражировании цена технологии бы упала, и спрос на реакторы с высоким КВ вырос бы.


Ultranauth
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 4.5.2017, 10:20) *
"А сейчас главная задача наша - это обеспечить проектные параметры БН-800, то есть, дозы около 90 сна и выгорание 10% т.ат".
http://atominfo.ru/news/aira079.htm

Так что задача эта по выгоранию 10% плавно переползла из советского периода в российский. .


Это среднее выгорание имеется в виду? Т.к. максимальное достигнутое для БН-600 постулируется 12% емпни.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Ultranauth @ 4.5.2017, 12:04) *
Это среднее выгорание имеется в виду?


Да, конечно.
asv363
QUOTE(Ultranauth @ 4.5.2017, 12:04) *
Это среднее выгорание имеется в виду? Т.к. максимальное достигнутое для БН-600 постулируется 12% емпни.

Мне почему-то память подсказывает несколько большее выгорание - 14%, если не 16%.
AtomInfo.Ru
У штатного топлива БН-600 максимальная глубина выгорания - 11,1%
http://mntk.rosenergoatom.ru/mediafiles/u/...Nosov_YU.V..pdf
В обнинском журнале даётся более высокий результат - 11,4%.

Это штатное топливо.
В опытном, экспериментальном и проч. могут быть всякие результаты в зависимости от назначения.
asv363
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 4.5.2017, 19:00) *
Это штатное топливо.
В опытном, экспериментальном и проч. могут быть всякие результаты в зависимости от назначения.

Реактором ошибся, с кем не бывает. 14% - это уже БР-10 на PuO2: http://www.atominfo.ru/newsp/w0537_03.jpg
AtomInfo.Ru
Небольшое лирическое отступление по поводу поставленной в отчёте-1974 цели "выгорание 10%".

Примерно в это же время на БН-350 были введены ограничения сверху на выгорание - не более 5,7%. Иначе твэлы текли.

"Массовая разгерметизация оболочек твэлов (на БН-350 в начале работы) обусловлена недооценкой газовыделения и недостаточным объёмом газовой полости твэлов, что потребовало соответствующего изменения конструкции твэлов" (Кочетков, Поплавский и Троянов, 2011).

Это ещё пережили бы, но на потёкшие твэлы наложились потёкшие парогенераторы.
"Грубейшее нарушение технологического процесса при изготовлении"...

В общем, в ЦК КПСС на фоне всех этих событий была брошена зловещая фраза: "Ну что, довольно наигрались с быстрыми реакторами?".

Проецируя ситуацию на день сегодняшний, думаю, сдались бы.
А вот тогда решили, что лучше, конечно, помучаться.
И не просто спасти положение, а спокойно двигаться вперёд, как и было задумано.
AtomInfo.Ru
Ну и про нимоник, который уже дважды поминался.

Не буду делать вид, что я особо умный smile.gif и рассказывать, что это такое. В книжках написано, что это жаропрочные сплавы на основе никеля.
AtomInfo.Ru
Как видно, общий фон для быстрого направления в 1974 году был в нашей стране непростым, БН-350 входил в работу тяжело.
Но борьба за высокий КВ и малое время удвоения продолжалась.
Вернёмся к перечисленным в отчёте-1974 условиям достижения малых времён удвоения.
AtomInfo.Ru
"2. Обеспечение короткого внешнего цикла - 0,5 года.

Время внешнего цикла является решающим фактором в достижении необходимых времён удвоения.
Так, изменение только времени внешнего цикла от 0,5 до 2 лет может вывести быстрый реактор из области допустимых значений времени удвоения:

Первая колонка - время внешнего цикла, лет.
Вторая колонка - время удвоения для окисного топлива, лет.
Третья колонка - время удвоения для карбидного топлива, лет.


0,5 --- 7 --- 5,2
1,0 --- 8,8 --- 6,2
2,0 --- 12,3 --- 8,1

Как следует из работ ВНИИНМ и других организаций, принципиальная возможность создания времени внешнего цикла 0,5 г. и менее - это разрешимая задача.

Необходимо в первую очередь решение вопросов транспортировки и разделки топлива с малой выдержкой после работы в реакторе.

Создание короткого цикла - одна из главных задач для всего дела развития быстрых реакторов".
Dobryak
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 5.5.2017, 10:10) *
Ну и про нимоник, который уже дважды поминался.

Не буду делать вид, что я особо умный smile.gif и рассказывать, что это такое. В книжках написано, что это жаропрочные сплавы на основе никеля.


Это то же самое. что ЭИ-437

http://redmetsplav.ru/store/nikel1/rossiys...rialy/ei/ei437/
generalissimus1966
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 5.5.2017, 11:10) *
Ну и про нимоник, который уже дважды поминался.

Не буду делать вид, что я особо умный smile.gif и рассказывать, что это такое. В книжках написано, что это жаропрочные сплавы на основе никеля.

Это зарегистрированная торговая марка, отлично гуглится по латинскому написанию smile.gif
https://www.aircraftmaterials.com/data/nickel/nimonic90.html
Syndroma
Цитата(AtomInfo.Ru @ 5.5.2017, 12:07) *
В общем, в ЦК КПСС на фоне всех этих событий была брошена зловещая фраза: "Ну что, довольно наигрались с быстрыми реакторами?".

Наверное, помогло то, что за рубежом быстрое направление чувствовало себя ещё неплохо.
А уже в 1977 году Картер фактически прикрыл его в США.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Syndroma @ 5.5.2017, 16:41) *
Наверное, помогло то, что за рубежом быстрое направление чувствовало себя ещё неплохо.


Во многом свою роль сыграло то, что Славский жёстко отстаивал целесообразность быстрой программы.
sch
Цитата(AtomInfo.Ru @ 5.5.2017, 11:21) *
Время внешнего цикла является решающим фактором в достижении необходимых времён удвоения.
Так, изменение только времени внешнего цикла от 0,5 до 2 лет может вывести быстрый реактор из области допустимых значений времени удвоения:

Этот расчёт мне кажется важным только при очень странном допущении: если у нас остались последние килограммы U235. Тогда - да, чем быстрее мы эти килограммы будем прокручивать, тем больше быстрых реакторов будут работать параллельно, и тем быстрее случится удвоение.
Если же количество быстрых реакторов лимитировано не количеством U235, то решительно всё равно, сколько времени топливо будет вылёживаться: при любом раскладе в реактор нужно загрузить N кг U235, а по окончании кампании из него можно будет выгрузить N+n кг.
Superwad
Цитата(sch @ 12.5.2017, 3:27) *
Этот расчёт мне кажется важным только при очень странном допущении: если у нас остались последние килограммы U235. Тогда - да, чем быстрее мы эти килограммы будем прокручивать, тем больше быстрых реакторов будут работать параллельно, и тем быстрее случится удвоение.
Если же количество быстрых реакторов лимитировано не количеством U235, то решительно всё равно, сколько времени топливо будет вылёживаться: при любом раскладе в реактор нужно загрузить N кг U235, а по окончании кампании из него можно будет выгрузить N+n кг.

А почему 235 а не 238? Ведь сама идея как раз во вовлечение в цикл 238...
AtomInfo.Ru
sch,

ага, это отчёт 1974 года.

А тогда действительно были мысли о том, что уран-235 может вот-вот кончиться.

Причём не только в СССР так считали. Подобные тезисы сплошь и рядом встречаются в различных материалах (статьи, доклады и т.д.) 70-ых годов из разных стран.

Я говорил уже как-то. На момент аварии на TMI-2 только в Штатах в работе на разных этапах (от реального строительства до планов-хотелок) было свыше 400 новых блоков (иногда приводят меньшее число, но в 400+ включены хотелки).
И это в одних только Штатах.

При таких темпах развития вопрос о топливе становился весьма актуальным.

Для сравнения, в 1991 году, когда я сам в Кадараше считал всякие рециклы, в исходных данных брались уже совсем другие цифры - по три года на охлаждение сборок после выгрузки и на переработку. То есть, внешний цикл они совершенно спокойно принимали за 6 лет в своих расчётах, хотя и говорили, что COGEMA в принципе может сработать и быстрее.

Что до полугодового внешнего цикла, то, на мой взгляд, задача эта близка к нерешаемой. Хотя вот авторы отчёта-1974 и пишут, что есть пути решения huh.gif
Но всё-таки, для таких сверхкоротких внешних циклов лучше подходят жидкотопливные реакторы.

AtomInfo.Ru
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 5.5.2017, 10:21) *
"2. Обеспечение короткого внешнего цикла - 0,5 года.


И третий пункт. Как ни банально прозвучит, это совершенствование проекта.
AtomInfo.Ru
"3. Создание совершенной конструкции активной зоны и экранов:

достаточно плотная активная зона с возможно менее "плоской" формой,
плотные эффективные экраны,
минимальные протечки холодного теплоносителя,
топливные высокоэффективные КП,
стабильное во времени поле тепловыделения,
и др.

Существенное уменьшение времени удвоения может быть достигнуто при переходе к компактной зоне с тонкостенными пакетами, плотно прижатыми друг к другу..., при переходе к негерметичным ТВЭЛ с тонкой оболочкой.
Как показано в..., предельные T2 в окисном бридере с плотной напряжённой активной зоной могут составить менее 4 лет.

Однако, даже на основе использования только тех решений, которые вкладываются в проект сегодня, при внешнем цикле 0,5 года и выгорании 10% можно получить время удвоения менее 7 лет.

Роль различных мероприятий видна из следующей возможной схемы "эволюции" окисного бридера типа БН-1500:



Таким образом, БН с окисным топливом по современным представлениям может дать время удвоения в нужных пределах и имеет резервы в конструкции для значительного снижения времени удвоения".
Syndroma
Помимо времени удвоения, мне представляется весьма важным такой параметр, как количество циклов удвоения за срок службы реактора. Что думали и думают по этому поводу разработчики? Какого максимального срока службы БН можно достичь? И можно ли, например, экономически эффективно заменить реактор и натриевые контуры на новые в БН?
AtomInfo.Ru
QUOTE(Syndroma @ 15.5.2017, 1:51) *
Какого максимального срока службы БН можно достичь?


Вопрос интересный, особенно если учесть, что у БН-350 проектный срок был 20 лет.
Если найду какие-нибудь соображения на сей счёт в документах той поры, то обязательно напишу.
Русская версия IP.Board © 2001-2025 IPS, Inc.