Устройство для управления ядерным реактором Советский патент 1978 года по МПК G21C7/36 

(54) УСТРОПСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫМ РЕАКТОРОМ материала с разньми внешними диаметрами, а вне канала установлен электро магнит для удержания.нижнего вытеснителя. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - разрез А-А фиг. 1. Оно содержит канал 1, стержень 2 аварийной зашиты (сервопривод не показан), столб поглощающей нейтроны жидкости 3 и нижний плавучий вытеснитель 4. показывают эксперименты на гидростенде, для реактора РБМК с каналом СУЗ с внутренним Д1 а етром 82 мм, пустотелый тонкостенный вытеснитель с внешним диаметром 75 мм является надежно плавучим при расходах 2-3 м /час. К концу стержня 2 подвешен другой вытеснитель 5, заполненный замедлите лем для биологической защиты в крайнем нижнем положении стержня (при сбросе защиты). Нижний плавучий вытеснитель 4 лишен упоров и снабжен несколькими поясами б и 7 из магнитного материала, например, нержавеющей стали, укрепленньами на вытеснителе. В нижней части канала вне его уста новлен электромагнит 8, в корпусе (статоре) которого имеются полюса 9 электромагнита и обмотки 10 полюсов Зазоры между каналом и поясами б и 7 различаются по. величине, т.е. внешние диаметры поясов 6 и 7 отличаются друг от друга. Этот конструктивный признак позволяет по величине переменного тока, потребляемого элек ромагнитом 8, регулировать положение нижнего вытеснителя 4, так как индук тивное сопротивление обмоток в основ ном определяется величиной заэрра между полюсами 9 и поясами б и 7. В качестве примера приведем основ I ные параметры предлагаемого устройст ва для реактора РБМК. Расход воды номинальный 2-2,5 м/ч режим течения - полное заполнение. Длина верхнего вытеснителя, запол ненного графитовым порошком, 1-2 м, возможно наличие телескопической час ти, как показано на чертеже ( на реакторе РБМК ЛДЭС используется вытеснитель длиной 5 м, в том числе 1 м телескопическая часть). Длина нижнего пустотелого вытеснителя 3-4 м, и он собран из несколь ких звеньев. Расстояние между поясами б и .7 составляет 0,5-1 м, пояс 7 укреплен на нижнем конце вытеснителя. Вн,ешний диаметр вытеснителей 75 м внутренний диаметр канала 1-82 мм. Внешние диаметры поясов 6 и 7 при мерно 75 мм и 74-73 мм. Устройство работает следующим образом. При номинальной мощности стержень 2 выведен из активной зоны и за счет вытеснения жидкого поглотителя из периферийных областей активной зоны поглощающий гидростолб располагается лишь в центральной части активной зоны длиной 40-60% ее высоты, чем и обеспечивается выравнивание распределения мощности по высоте. Управление реактором и распределением мощности осуществляется следующим образом. Удаляют поглотитель из канала путем обесточивания электромагнита 8. В этом случае вытеснитель 4, всплывая вверх, соединяется с верхним вытеснителем и поглотитель удаляется из центральной наиболее эффективной части реактора. Перемещение верхней границы поглощающего гй дростолба осуществляется совместно со стержнем его сервопроводом и контролируется указателем положения. Перемещение нижней границы гидростолба осуществляется путем перемещения к электромагниту 8 верхнего или нижнего поясов. При этом перемещение вверх осуществляется за счет всплытия вытеснителя при кратковременном обес-точивании электромагнита, а перемещение вниз за счет увеличения расхода воды через канал до значения, при котором происходит надежное погружение вытеснителя 5 вниз (для РБМК это расход около 4 MV), а также кратковременного обесточивания электромагнита 8. Таким образом, можно переместить любой пояс к электромагниту, полностью удалить вытеснитель вниз или соединить два вытеснителя. Указанные операции позволяют перемещать независимо нижнюю и верхнюю границу поглощающего гидростолба, либо удалять его из активной зоны, чем и достигается выполнение постав- . ленной цели. Следует заметить, что это устройство может быть использовано и при пленочном режиме течения жидкости через канал. Эффект от применения предлагаемого устройства по сравнению с применяемыми на реакторе РБМК заключается в возможности значительного улучшения распределения мощности по высоте и получения экономии за счет условий выгорания топлива, снижения температур графита, топлива. Формула изобретения Устройство для управления ядерным реактором, содержащее канал с поглощающей нейтроны жидкостью, стержень аварийной защиты и плавучий вытеснитель, отличающееся тем, что, с целью выравнивания мощности по высоте активной зоны, к стержню аварийной защиты прикреплен допол5497882

нительный вытеснитель, на плавучем вытеснителе закреплено по меньшей мере два пояса из ферромагнитного материала с разными внешними диамечрами, а в нижней части канала вне его установлен электромагнит.

,Верх анти6н9и

зоны