ЯДЕРНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР Российский патент 2001 года по МПК G21C15/24 

Изобретение относится к ядерным энергетическим реакторам, охлаждаемым твердым теплоносителем, в частности к реакторам, охлаждаемым мелкодисперсным теплоносителем, выполненным из графитосодержащего материала.

Известен ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенную в нем активную зону с каналами для прохождения твердого теплоносителя, твердый теплоноситель из графитосодержащего материала, вторичный теплообменник и устройство перемещения твердого теплоносителя из активной зоны во вторичный теплообменник и обратно (см., например, Булкин Ю.М. и др. Ядерный энергетический реактор. Авторское свидетельство СССР N 1600554, МКИ G 21 C 15/24. Опубликовано 10.05.1988 г.).

В данном реакторе использован теплоноситель в виде цилиндрических стенок, закрепленных на вращающейся платформе.

Этот реактор не обеспечивает достаточной интенсивности теплосъема с активной зоны, поскольку теплосъем осуществляется только за счет лучевой теплопередачи. Аналогично, перемещаясь в зону охлаждения, твердый теплоноситель лучистым теплообменом передает тепло вторичному теплообменнику. Кроме того, крупногабаритные элементы теплоносителя подвержены накоплению термической усталости и растрескиванию после выполнения сотен тысяч циклов нагрев-охлаждение, что снижает надежность и безопасность работы реактора.

Известен ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенный в нем вращающийся бункер, имеющий в основании отверстие, снабженное автоматическим клапаном, жестко скрепленные с корпусом активную зону и вторичный теплообменник, установленные в бункере, и заполняющий бункер мелкодисперсный теплоноситель, выполненный в виде частиц графита, карбида кремния, металла (алюминий, цирконий) и др. (см., например, Henglein F.A. Jmprovements in relating to atomic power plant. Патент Великобритании N 875.872, МКИ G 21, НКИ 39(4). Заявл. 19.09.1958, опубл. 23.08.1961). При вращении бункера твердый мелкодисперсный теплоноситель, контактирующий со стационарно установленными активной зоной и вторичным теплообменником, перемешивается, что улучшает отвод тепла от активной зоны и повышает эффективность охлаждения.

Вместе с тем этот реактор имеет следующие недостатки:
- интенсивное истирание частиц твердого теплоносителя при вращении бункера может привести к изменению рабочих характеристик реактора;
- высокие напряжения в корпусах активной зоны и вторичного теплообменника при контакте с перемешиваемым твердым теплоносителем;
- частицы теплоносителя, имеющего высокую твердость и острые кромки, например, выполненного из карбида кремния, способствуют интенсивному абразивному повреждению корпусов активной зоны, вторичного теплообменника и бункера.

Указанные недостатки не позволяют достичь достаточной надежности и безопасности работы ядерного реактора.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому изобретению является ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенную в нем активную зону с промежутками между тепловыделяющими элементами (сборками) для прохода теплоносителя, мелкодисперсный твердый теплоноситель из графитосодержащего материала, бункер для теплоносителя, расположенный над активной зоной, вторичный теплообменник, устройство перемещения теплоносителя по замкнутому контуру: бункер - активная зона - вторичный теплообменник - бункер и клапаны для регулирования скорости прохождения теплоносителя через активную зону (см. , например, Rigg S., Greenlees F.M. Nuclear reactor. Патент Великобритании N 1.309.883, МКИ G 21 D 5/00, НКИ G 6 C 30Х363. Заявл. 18.02.1971, опубл. 14.03.1973).

В данном реакторе мелкодисперсный графитосодержащий теплоноситель выполнен в виде частиц различных размеров и формы. Кроме того, в процессе работы реактора происходит увеличение мелкой и мельчайшей фракции теплоносителя за счет истирания частиц теплоносителя. Из-за этого засыпка теплоносителя имеет различную плотность, что не позволяет обеспечить стабильность скорости перемещения теплоносителя через активную зону и, следовательно, стабильность и надежность теплосъема. Кроме того, при увеличении массы мельчайшей фракции теплоноситель становится склонным к слипанию, что способствует нарушению работы реактора из-за уменьшения скорости перемещения теплоносителя (вплоть до остановки) через активную зону.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение технико-экономических показателей ядерного энергетического реактора за счет повышения ядерной безопасности и интенсификации и стабильности теплосъема с активной зоны.

Решение данной задачи в предлагаемом изобретении достигается благодаря тому, что известный ядерный энергетический реактор (прототип) снабжен устройством отделения частиц теплоносителя с размерами менее заданных, установленным после вторичного теплообменника, а теплоноситель выполнен в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1 и определяемой из соотношения:

где d_макс - максимальный диаметр частицы;
d_мин - минимальный диаметр частицы;
- средний диаметр частицы,
и разбросом средних диаметров частиц не более 20%, а диапазон средних диаметров используемых частиц составляет 0,5-2,5 мм, при этом сферические частицы теплоносителя из графита имеют уплотняющее покрытие из пиролитического углерода толщиной 0,1-0,2 среднего диаметра частиц.

Дополнительные отличия предлагаемого ядерного энергетического реактора:
- он снабжен турбулизаторами потока твердого теплоносителя, установленными в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или в промежутках между тепловыделяющими элементами (сборками);
- промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или между тепловыделяющими элементами (сборками) выполнены в виде вертикальных щелей шириной H, выбираемой из условия:
5d_ср ≅ H ≅ 30d_ср,
а турбулизаторы выполнены в виде одностороннего оребрения, при этом ребра толщиной δ_р и высотой h расположены под углом β = 45^o, а шаг S оребрения и высота h ребра выбраны из условий:

h=(0,7-0,8)H;
- промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или между тепловыделяющими элементами (сборками) выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы - в виде внутреннего спирального однозаходного или многозаходного оребрения высотой h_p с углом β наклона к продольной оси 45^o, при этом диаметр D_отв и высота h_p выбраны из условий:
5d_cp ≅ D_отв ≅ 30d_ср;
h_р = (0,3 - 0,4)D_отв;
- промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или между тепловыделяющими элементами (сборками) выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы - в виде имеющих возможность вращения шнеков диаметром D_ш с однозаходным или многозаходным оребрением диаметром D_op с углом β_ш наклона винтовой поверхности оребрения к продольной оси отверстия (40-60)^o, при этом диаметры D_отв, D_ш, D_ср выбраны из условий:
10d_ср ≅ D_отв ≅ 30d_ср;
D_ш = (0,2-0,3)D_отв;
D_ор = (0,7 - 0,8)D_отв.

Рисунки, приведенные на фиг. 1-5, служат для пояснения предлагаемого изобретения. На фиг. 1 приведена конструкция ядерного энергетического реактора, при этом для упрощения рисунка некоторые элементы реактора, которые являются необходимыми, но не существенными для данного изобретения, в частности система вторичного теплообмена, система управления и защиты (СУ3), биологическая защита, система замедлителей и др., только обозначены или совсем не показаны. На фиг. 2, 3 показано выполнение канала для прохода теплоносителя между тепловыделяющими элементами (сборками) или в тепловыделяющих элементах (сборках) в виде вертикальной щели. На фиг. 4 приведен канал для прохождения теплоносителя в виде цилиндрического отверстия. На фиг. 5 приведен канал для прохода теплоносителя в виде цилиндрического отверстия с размещенным в нем турбулизатором в виде шнека.

Предлагаемый ядерный энергетический реактор содержит корпус 1, активную зону 2, состоящую из тепловыделяющих элементов (сборок) 3 и размещенную в корпусе 1, отражающий экран 4, окружающий активную зону 2, теплоноситель 5, выполненный в виде засыпки из сферических графитосодержащих элементов, клапаны 6 и 7 для регулирования скорости перемещения теплоносителя через активную зону, бункер 8, распределитель 9 теплоносителя, дополнительный питатель 10, устройство 11 перемещения теплоносителя, вторичный теплообменник 12, трубопровод 13, устройство 14 разбраковки теплоносителя и емкость 15 отходов теплоносителя. В тепловыделяющих элементах (сборках) 3 и/или между ними выполнены каналы 16 для прохода теплоносителя 5.

Активная зона 2 реактора, например гетерогенного типа, с тепловыделяющими элементами (сборками) 3, каналами 16 для прохождения охлаждающего теплоносителя 5 и регулирующими стержнями (на фиг. 1 не показаны), окружена отражающим экраном 4. В случае теплового реактора, когда цепная реакция поддерживается тепловыми (медленными) нейтронами, множество замедляющих элементов (на фиг. 1 не показаны) будут пересекать активную зону.

Ядерный энергетический реактор работает следующим образом. С помощью клапанов 6 и 7 устанавливают скорость перемещения теплоносителя 5 через активную зону 2. Затем с помощью регулирующих стержней системы СУ3 активную зону выводят на заданную мощность, при этом активная зона разогревается. Теплоноситель 5 при перемещении через активную зону нагревается и поступает во вторичный теплообменник 12, в котором твердый теплоноситель передает тепло жидкому теплоносителю, поступающему в теплообменник по трубопроводам 13. Из теплообменника 12 твердый теплоноситель с помощью устройства перемещения 11 подается в устройство 14 разбраковки, в котором частицы теплоносителя, имеющие размеры менее заданных, в том числе пылевидные продукты истирания теплоносителя, отбраковываются и поступают в емкость 15. Кондиционный теплоноситель с помощью устройства 11 подается в бункер 8, расположенный над активной зоной. Из дополнительного питателя 10 в бункер 8 поступает кондиционный теплоноситель, компенсирующий по массе отбракованный в устройстве 14.

Устройство 14 выполнено, например, в виде набора сит с калиброванными отверстиями, а устройство 11 перемещения теплоносителя может быть выполнено в виде транспортера, шнекового механизма и др.

Теплоноситель 5 выполнен в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1, и разбросом средних диаметров сфер не более 20%, а диапазон средних диаметров используемых сфер теплоносителя составляет 0,5 - 2,5 мм. Такое выполнение теплоносителя обеспечивает прохождение его через активную зону 2 за счет собственного веса и при этом скорость перемещения теплоносителя 5 регулируется с помощью клапана 7.

Экспериментальные исследования показали, что оптимальным является теплоноситель, в котором частицы выполнены в виде сфер диаметром 1 мм. Такой теплоноситель обладает стабильной скоростью перемещения в вертикальном канале, проходящем через тепловыделяющую сборку. Нестабильность времени истечения теплоносителя, выполненного из сфер диаметром 1±0,1 мм с несферичностью Δ ≅ 0,1, из мерной емкости по каналу внутренним диаметром 8 мм не превышает ± 2,5%. Объем экспериментальных данных составляет ~ 4000 экспериментов. Чешуйчатое покрытие сфер из графита пиролитическим углеродом толщиной 0,1-0,2 среднего диаметра частиц увеличивает практически в 8-15 раз прочностные свойства сфер теплоносителя ив 1,5-2 раза уменьшает нестабильность течения теплоносителя по каналам 16.

Для повышения теплосъема с активной зоны целесообразно использовать турбулизаторы, приведенные на рисунках фиг. 2 - 5. Применение турбулизаторов того или иного типа зависит от конструкции используемого ядерного реактора.

На фиг. 2 и 3 показан канал 16 для прохода теплоносителя в виде вертикальной щели шириной Н. Турбулизаторы потока теплоносителя выполнены в виде одностороннего оребрения, при этом ребра 17 толщиной δ_р и высотой h расположены под углом β = 45^o к вертикальной оси. Шаг оребрения S и высота h выбраны из условий:

h=(0,7-0,8)H, (2)
H=(10-30)d_ср. (3)
При использовании данного типа турбулизатора теплоноситель 5 в вертикальной щели канала имеет комбинированное перемещение. Часть теплоносителя имеет вертикальное перемещение, а другая часть теплоносителя перемещается по наклонному прямоугольному коробу (на фиг. 2 и 3 направление движения теплоносителя 5 показано стрелками).

Использование вертикальных щелевых каналов и турбулизаторов с параметрами, выбранными с учетом выражений (1), (2) и (3), обеспечивает стабильное прохождение теплоносителя 5 через активную зону 2 реактора и, следовательно, стабильный и надежный теплосъем с тепловыделяющих элементов (сборок) 3.

Выражения (1), (2) и (3) получены и оптимизированы с учетом проведенных экспериментальных исследований.

Приведенный на фиг. 4 показан канал 16 для прохождения теплоносителя 5 выполнен в виде цилиндрического отверстия диаметром D_отв, а турбулизатор - в виде двузаходного внутреннего спирального оребрения 18 высотой h_р с углом δ наклона к продольной оси 45^o, при этом диаметр D_отв и высота h_р выбраны из условий:
5d_ср ≅ D_отв ≅ 30 d_ср; (4)
h_р = (0,3-0,4)D_отв. (5)
В канале 16, параметры которого выбраны с учетом выражений (4) и (5), теплоноситель 5 имеет комбинированное стабильное спирально-вертикальное перемещение, при этом обеспечивается надежный и стабильный теплосъем с тепловыделяющих элементов (сборок) 3.

На фиг. 5 показан канал 16 для прохождения теплоносителя 5, выполненный в виде цилиндрического отверстия диаметром D_отв, а турбулизатор - в виде имеющего возможность вращения шнека 19 диаметром D_ш с однозаходным или многозаходным оребрением 20 диаметром D_ор с углом δ_ш наклона винтовой поверхности оребрения к продольной оси отверстия 40-60^o, при этом параметры отверстия и турбулизатора выбраны из условий:
10d_ср ≅ D_отв ≅ 30d_ср; (6)
D_ш = (0,2-0,3)D_отв; (7)
D_ор = (0,7-0,8)D_отв. (8)
В данном канале 16, параметры которого выбраны с учетом выражений (6), (7) и (8), теплоноситель 5 имеет вертикальное и спиральное перемещение, при этом обеспечивается надежный теплосъем с тепловыделяющих элементов (сборок) 3.

Экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность применения турбулизаторов, приведенных на фиг. 4 и 5.

Необходимо отметить, что турбулизаторы, приведенные на фиг.2 - 5, могут быть выполнены на всю длину тепловыделяющего элемента (сборки) 3, часть длины и расположены секционно.

Использование турбулизаторов данного типа повышает теплосъем с активной зоны в 1,1- 1,5 раз.

Для увеличения теплосъема с активной зоны реактора необходимо увеличить скорость движения теплоносителя 5 через каналы 16 активной зоны реактора. Если гравитационных сил теплоносителя недостаточно для достижения заданной скорости движения теплоносителя, то необходимо применение механизма поддавливания теплоносителя 5. В качестве такого механизма может быть использован вибратор, шнековый механизм и др. В реакторе, приведенном на фиг. 1, поддавливание теплоносителя 5 обеспечивается столбом теплоносителя высотой H_т. Изменяя высоту H_т слоя теплоносителя над активной зоной, можно регулировать теплосъем с активной зоны реактора. Распределители 9 служат для выравнивания высоты столба теплоносителя над центральными и переферийными каналами для прохождения теплоносителя.

Предлагаемый ядерный энергетический реактор имеет ряд преимуществ перед существующими реакторами аналогичного назначения.

Отсутствие повышенного давления в активной зоне означает чрезвычайно малую металлоемкость и стоимость сооружения реактора.

Твердый теплоноситель из графита имеет достаточно высокую плотность и коэффициент поглощения теплового излучения.

Твердый теплоноситель, выполненный из сфер диаметром ~ 1 мм, позволяет иметь низкие расходы энергии на его перемещение (аналог прокачки).

При использовании твердого теплоносителя, выполненного в виде сфер, практически не возникает проблем коррозии топливных элементов, а эрозия может быть сделана достаточно малой.

Высокие температуры, по крайней мере в первом контуре реактора, позволяют иметь высокий термический коэффициент полезного действия.

Относительное количество и коэффициенты радиотоксичности активных материалов в процессе эксплуатации реактора должны быть ниже примерно в 100 раз по сравнению с обычным водяным реактором такой же мощности. Твердые эксплуатационные отходы низкой активности не требуют больших затрат на хранение.

Графит как теплоноситель совместим с графитом - материалом матрицы высокотемпературных твэлов теплообменных трактов.

Результаты проведенных теоретических расчетов и экспериментальных исследований позволяют оценить параметры и характеристики ядерного энергетического реактора с охлаждением в первом контуре твердым теплоносителем.

Пример конкретного исполнения.

В качестве тепловыделяющих элементов активной зоны использована матричная композиция в виде плоского слоя на основе микротвэлов диаметром ~ 1 мм. Толщина топливного слоя ~ 4 мм.

Топливный плоский слой покрыт с двух сторон слоями чистого графита (графитизация производится после формования плоской заготовки с его топливным слоем в середине). Толщина наружных слоев графита ~3 мм.

Зазор между плоскими тепловыделяющими элементами составляет 10 мм.

Тепловыделяющие элементы в количестве 9 шт. собраны в тепловыделяющую сборку квадратной формы со срезанными углами высотой ~ 500 мм.

Сборка тепловыделяющих элементов ограничена графитовой обоймой внешним размером 220х220 мм с толщиной стенок в 15 мм.

Углы сборки срезаны так, что при постановке сборок вплотную друг к другу боковыми гранями в углах образуется квадратное отверстие со стороной 40 мм.

В итоге площадь теплоотдающей поверхности каждого тепловыделяющего элемента ~ 1900 см², а тепловыделяющей сборки ~ 17000 см², поперечное сечение одной тепловыделяющей сборки ~ 484 см². При диаметре активной зоны в 7 метров общая площадь активной зоны равна 37 м², а число ячеек в реакторе - 765. При высоте реактора в 500 см (10 тепловыделяющих сборок) общая теплоотдающая площадь тепловыделяющих элементов составит ~ 1,3•10⁴ м².

Приняты консервативные значения максимальных температур микротвэлов - не более 1000^oC.

Из соображения безопасности температура теплоносителя принята на входе равной 600^oC и на выходе - 800^oC, т.е. - 700^oC в центральной по радиусу и высоте активной зоны части с максимальной энергонапряженностью.

Максимально допустимая нагрузка на единицу поверхности тепловыделяющих элементов при определенном в экспериментах коэффициенте теплоотдачи в 1000 Вт/ м²К при разнице в температурах между теплоотдающей поверхностью и теплоносителем в 300 К будет равна ~ 30 Вт/см².

При коэффициенте неравномерности тепловыделения по высоте активной зоны ~ 1,43(0,7) и по радиусу 1,25(0,8) общая тепловая мощность реактора составит ~ 2200 МВт.

При электрическом коэффициенте полезного действия ~37% электрическая мощность реактора составит ~ 800 МВт.

Потребный расход теплоносителя для того, чтобы снять такую мощность, составит ~ 7,3•10³ кг/с. При истинной плотности теплоносителя в 1600 кг/м³ его насыпная плотность составляет ~ 800 кг/м³, откуда объемный расход составит ~ 9 м³/с, а рабочая скорость теплоносителя при полной площади рабочих проходных сечений активной зоны ~14,5 м² составит ~ 0,62 м/с.

Активная зона образована свободной постановкой тепловыделяющих сборок в рабочем пространстве, ограниченном с боковой поверхности отражателем из графитовых блоков толщиной около 1 метра.

Роль верхнего отражателя и первичной защиты выполняют слой теплоносителя толщиной ~ 5-6 метров и верхняя конструкция, несущая элементы органов перегрузки, регулирования и системы аварийного теплоотвода.

Роль нижнего отражателя и защиты (на работающем реакторе) также выполняет слой теплоносителя (ниже активной зоны) толщиной 4-5 метра.

Предполагается иметь боковую неохлаждаемую защиту за отражателем толщиной 4-5 метров.

Подача теплоносителя сверху и увод его снизу на теплообменники должны осуществляться по наклонным боковым плоскостям так, чтобы было предотвращено прямое попадание излучения активной зоны на теплообменники в случае полного удаления теплоносителя.

Трубчатые теплообменники, предназначенные для подогрева воды, расположены ниже активной зоны.

После прохождения теплообменников твердый теплоноситель попадает в приямки подъемников, откуда транспортируется вверх для засыпки в верхнее распределительное устройство (бункер).

Подъемники в первом приближении предполагаются либо в виде цепной ленты с ковшами, либо лифтов достаточной грузоподъемности.

Поскольку поверхность теплообменников не ограничивается сосудом высокого давления, она может быть сделана очень большой при низкой стоимости материалов и простоте конструктивного выполнения.

В результате получается, что реактор такого типа может обеспечить тепловую мощность ~ 3000 МВт и электрическую более 1000 МВт при объеме активной зоны, меньшем в 4 раза, чем у существующих уран-графитовых реакторов.

Чрезвычайно важным обстоятельством, сопутствующим успеху применения твердого теплоносителя в первом контуре ядерных реакторов, является достаточно хорошо развитая технология микротоплива для ВТГР.

Таким образом, предлагаемому ядерному энергетическому реактору присущи все преимущества реакторов с твердым теплоносителем: низкое (практически атмосферное) давление газа в активной зоне, малая металлоемкость, высокие температуры в активной зоне. За счет своих отличий предлагаемый ядерный энергетический реактор, кроме того, обеспечивает повышенную интенсивность теплосъема, высокую прочность теплоносителя, повышенную стабильность теплосъема и, следовательно, повышенную ядерную безопасность.

Изобретение относится к ядерным реакторам, охлаждаемым твердым мелкодисперсным теплоносителем. Сущность изобретения: ядерный энергетический реактор содержит корпус, размещенную в нем активную зону с промежутками между тепловыделяющими элементами (сборками) для прохода теплоносителя, бункер для теплоносителя, расположенный над активной зоной, вторичный теплообменник, устройство перемещения теплоносителя по замкнутому контуру: бункер - активная зона - вторичный теплообменник - бункер и клапаны для регулирования скорости прохождения теплоносителя через активную зону. Реактор дополнительно снабжен устройством отделения частиц теплоносителя с размерами менее заданных, установленным после вторичного теплообменника. В качестве теплоносителя используют мелкодисперсный твердый теплоноситель из графитосодержащего материала в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1 и определяемой из соотношения: где d_макс - максимальный диаметр частицы; d_мин - минимальный диаметр частицы; средний диаметр частицы. Разброс средних диаметров частиц не превышает 20%, при этом средний диаметр используемых частиц выбирается из диапазона 0,5 - 2,5 мм. Сферические частицы теплоносителя имеют уплотняющее покрытие из пиролитического углерода толщиной 0,1 - 0,2 среднего диаметра частиц. Кроме того, реактор снабжен турбулизаторами потока твердого теплоносителя, установленными в активной зоне в тепловыделяющих элементах (сборках) и/или в промежутках между тепловыделяющими элементами (сборками). Технический результат заключается в обеспечении интенсификации съема тепла с активной зоны и повышении ядерной безопасности. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Ядерный энергетический реактор, содержащий корпус, размещенную в нем активную зону с промежутками между тепловыделяющими элементами или сборками для прохода теплоносителя, мелкодисперсный твердый теплоноситель из графитосодержащего материала, бункер для теплоносителя, расположенный над активной зоной, вторичный теплообменник, устройство перемещения теплоносителя по замкнутому контуру: бункер-активная зона - вторичный теплообменник - бункер и клапаны для регулирования скорости прохождения теплоносителя через активную зону, отличающийся тем, что он снабжен устройством отделения частиц теплоносителя с размерами, менее заданных, установленным после вторичного теплообменника, а теплоноситель выполнен в виде засыпки из сферических частиц со степенью несферичности Δ, не превышающей 0,1 и определяемой из соотношения

где d_макс - максимальный диаметр частицы;
d_мин - минимальный диаметр частицы;
средний диаметр частицы,
и разбросом средних диаметром частиц не более 20%, при этом сферические частицы теплоносителя из графита имеют уплотняющее покрытие из пиролитического углерода толщиной 0,1 - 0,2 среднего диаметра частиц, а средний диаметр используемых частиц выбирается из диапазона 0,5 - 2,5 мм. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен турбулизаторами потока твердого теплоносителя, установленными в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или в промежутках между тепловыделяющими элементами или сборками. 3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или между тепловыделяющими элементами или сборками выполнены в виде вертикальных щелей шириной Н, выбираемой из условия:
5d_ср ≅ H ≅ 30d_ср,
а турбулизаторы выполнены в виде одностороннего оребрения, при этом ребра толщиной δ_p и высотой h расположены под углом β = 45^o, а шаг S оребрения и высота h ребра выбраны из условий:

h = (0,7 - 0,8)H. 4. Реактор по п.2, отличающийся тем, что промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или между тепловыделяющими элементами или сборками выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы - в виде внутреннего спирального однозаходного или многозаходного оребрения высотой h_р с углом β наклона к продольной оси 45^o, при этом диаметр D_отв и высота h_р выбраны из условий
5d_ср ≅ D_отв ≅ 30d_ср;
h_р = (0,3 - 0,4)D_отв. 5. Реактор по п.2, отличающийся тем, что промежутки в активной зоне в тепловыделяющих элементах или сборках и/или между тепловыделяющими элементами или сборками выполнены в виде цилиндрических отверстий диаметром D_отв, а турбулизаторы в виде имеющих возможность вращения шнеков диаметром D_ш с однозаходным или многозаходным оребрением диаметром D_ор с углом β_ш наклона винтовой поверхности оребрения к продольной оси отверстия (40 - 60)^o, при этом диаметры D_отв, D_ш, D_ор выбраны из условий
10d_ср ≅ D_отв ≅ 30d_ср;
D_ш = (0,2 - 0,3)D_отв;
D_ор = (0,7 - 0,8)D_отв.