Ядерный реактор с жидким циркулирующим топливом Советский патент 1978 года по МПК G21C1/22 

Целью изобретения является повышение энергонагфяженности и надежности установки. Это достигается тем, что в предлагаемом реакторе полости, расположенные в верхней и 1;ижней частях активной зоны, сообщены между собой посредством групп каналов, содержащих по меньшей мере один опускной и один подъемный каналы, причем нижняя отметка «ижней полости находится выше уроння теплоносителя под активной зоной, а верхняя отметка верхней полости находится нилсе уровня топлива Б опускном канале; опускной канал выполнен с переменным сечением, причем большим на торцовых участках. На фиг. 1 показан реактор с автономными контурами циркуляции в активной зоне, образованными парой каналов; па фиг. 2 - часть реактора, ,в котором контур циркуляции образован на одном из участков опускного канала, имеющего неременное сечение по высоте. Реактор содержит графитовую кладку 1, вертикальные капалы / и 3, замыкающиеся через верхнюю 4 и 5 полости между опускным 2 и подъемным 3 каналами. Под графитовой кладкор расположен резервуар 6 с парогенераторамн 7. Резервуар занолнеп жидким теплоносителем 8. Жидкое топливо 9 плавает на поверхности теплоносителя, заполнив каналы в графитовой кладке. Теплоноситель из нижнего резервуара перекачивается насосом W в коллектор // над реактором, откуда по системе разводных труб 2 поступает в опускные каналы активной зоны, отбирая тепло от топлива и заставляя его циркулировать по автономным контурам. На схеме, приведенной па фиг. 2, контур циркуляции образован только на центральном участке опускного канала 2. В соответствии с этим подъемный канал 3 имеет высоту, равную высоте центрального участка опускного канала. Периферийные участки опускного канала, имеющие сечение, превышающее сечение центрального участка и образующие торцовые экраны реактора, охлаждаются теплоносителем за счет барботирования. При колебании уровня топлива в пределах высоты периферийных участков контур циркуляции на центральном участке не прерывается. Наличие торцовых экранов способствует уменьшению утечки нейтронов и увеличению коэффициента воспроизводства. Для предотвращения попадания теплоносителя в подъемный канал сверху и более эффективного его отделения от топлива в нижней части контура циркуляции могут быть применены известные устройства, защитные козырьки, сепараторы и т. п. Для увеличения скорости циркуляции топлива теплоноситель можно вводить в опускной канал через зжектор. Скорость циркуляции топлива и соответственно расход теплоносителя через активную зону зависят от соотношения проходных сечений опускного и подъемного каналов, высоты контура циркуляции, плотности топлива и объемной доли теплоносителя в опускном канале. Согласно проведенным расчетам, расход теплоносителя через реактор с контурами циркуляции в 2-5 раз больше, чем в случае простого барботирования. Средняя энергонапряженность топлива в реакторе предлагаемойконструкции в 1,5-2 раза выше, чем в прототипе. Распределенный регулируемый расход теплоносителя по автономным контурам циркуляции, включагощим небольшое число каналов, обеспечивает более высокую надежность работы реактора. Поскольку изменение расхода теплоносителя приводит к изменению средней плотности жидкого топлива в активной зоне, теплоноситель можно использовать для регулирования мощпости и ее распределения по активной зоне. Формула изобретения 1.Ядерный реактор с жидким циркулирующим топливом, охлаждаемый теплоносителем с плотностью, превыщающей плотность топлива, путем непосредственного контакта с топливом, содержащий каналы и полости в верхней и нижней частях активной зоны, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения энергонапряженности и надежности установки, полости, расположенные в верхней и нижней частях активной зоны, сообщены между собой посредством групп каналов, содержащих по меньшей мере один опускной и один подъемпый каналы, причем нижняя отметка нижней полости находится выше уровня теплоносителя под активной зоной, а верхняя отметка верхней полости находится ниже уровня топлива в опускном канале. 2.Реактор по п. 1, отличающийся тем, что опускной канал выполнен с переменным сечением, причем большим на торцовых участках. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Крамеров А. Я., Вопросы конструирования ядерных реакторов, М., «Атомиздат, 1971, с. 14. 2.Патент США № 3262856, кл. 176-18, опубл. 1966.

ФигЛ