Ядерный реактор на быстрых нейтронах Советский патент 1975 года по МПК G21C1/02 

1

Изобретение относится к области ядерной энергетики.

Известна конструкция активной зоны ядерного реактора на быстрых нейтронах (тина БН-350, БН-600). Активная зона известного ядерного реактора состоит из радиальных подзон, содержащих топливные пакеты с тепловыделяющими элементами с сердечником из однородного топливного материала - двуокиси урана и плутония.

Однако коэффициент воспроизводства реактора с такой активной зоной хотя и превышает единицу, но существенно ниже коэффициента воспроизводства, например, реакторов яа металлическом топливе. В то же время использование в тепловыделяющих элементах активной зоны быстрого реактора металлического топлива либо невозможно, либо затруднено. Это связано с тем, что требование обеспечения высоких параметров термодинамического цикла приводит к тому, что максимальная температура на оболочке тепловыделяющих элементов достигает величины 680-720°С, в то время как допустимые температуры в металлическом топливе и на контакте топливо - оболочка низки (без учета факторов перегрева соответственно л:570-610°С и 490--510°С).

Цель изобретения - увеличение темпа воспроизводства при сохранении высоких температурных параметров.

Это достигается тем, что в предлагаемом ядерном реакторе по крайней мере часть радиальных подзон разбита по высоте не менее чем на две части с различным топливным материалом в подзонах, нанример, в виде керамики и металла.

Обогащение топлива уменьшается по ходу теплоносителя.

В частях подзон со стороны входа теплоносителя размещено металлическое топливо, а со стороны выхода - керамическое, причем металлическое топливо занимает до 2/3 высоты активной зоны.

Радиальные подзоны активной зоны содержат топливные пакеты, состоящие из кожуха, в котором заключены тепловыделяющие элементы двух типов. Тепловыделяющие элементы могут представлять собой, напрпмер, единые по всей длине активной зоны трубки, одна часть которых содержит металлическое топливо, другая - керамическое. Возмол но использование двух раздельных сборок тепловыделяющих элементов: в нижней части пакета установлена решетка тепловыделяющих элементов с металлическим топливом, а в верхней части пакета - решетка тепловыделяющих элементов с окисным топлпвом. При этом диаметры тепловыделяющих элементов могут быть неременными по высоте. Это способствует улучщенню физических характеристик ядерного