Размножающие свойства решетки реактора корпусного типа

Министерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан
Ташкентский государственный технический университет
имени ИСЛАМА КАРИМОВА


ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ


КАФЕДРА «ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА (АЭС)»
Лабораторная работа
на тему: «Размножающие свойства решетки реактора корпусного типа.»

Выполнил: Абдумавлянов А.А.

Группа: 67-20

Ташкент-2023

Лабораторная работа №5
Тема: Размножающие свойства решетки реактора корпусного типа.
Подавляющее большинство существующих реакторов имеют гетерогенную структуру активной зоны. Это связано как с нейтроннофизическими аспектами (возможностью улучшения размножающих свойств за счет гетерогенного размещения топлива, замедлителя, теплоносителя и конструкционных материалов), так и с материально-техническими (изготовление тепловыделяющих элементов, теплофизическими возможностями конструкции, стержней регулирования и т.п.). Таким образом, наиболее распространенные модели активных зон ядерных реакторов связаны с описанием гетерогенных структур.
Самым простейшим случаем такой структуры (элементарной ячейкой) является одиночный топливный стержень (твэл) в оболочке, окруженный водой, которая выполняет функции замедлителя и теплоносителя, как это имеет место в корпусных реакторах (ВВЭР, PWR, BWR). Разумеется, активная зона корпусного реактора набирается из тепловыделяющих сборок (ТВС), каждая из которых содержит сотни таких твэлов, органов управления, регулирования и т.д. Пример ТВС с набором характерных размеров показан на рисунке 1.

Рис. 1. Схема ТВС корпусного реактора ВВЭР с необходимыми размерами.

Однако, в силу того, что вода является приличным поглотителем тепловых нейтронов, размножающие свойства корпусного реактора можно рассматривать на моделях элементарной ячейки с определенными граничными условиями.
Самой упрощенной из таких моделей как раз и является одиночный твэл, окруженный водой. Таким образом, в качестве расчетной модели для данной работы предлагается ячейка, изображенная на рисунке 2.

Рис. 5. Элементарная ячейка решетки водо-водяного реактора.

Практические задачи, требующие нейтронно-физических расчетов ячейки, бывают самые различные, касающиеся размеров, выгорания, отравления, нестационарных процессов и т.п. Поэтому задачи, относящиеся к работе реактора на мощности, рассматриваются в последующих работах, а данная работа посвящена выбору оптимальных параметров элементарной ячейки. Диаметр твэла и толщина его оболочки зависят также от необходимых теплофизических параметров, поэтому с точки зрения размножающих свойств основным изменяемым параметром является шаг решетки, определяющий количество воды, приходящееся на один твэл. Очевидно, что главная цель – определение такого шага решетки (фактически, величины R), при котором коэффициент размножения будет наибольшим.

1. 
   Обогащение 3.6 %
   

2. 
   Обогащение 4,4 %