3S Цель достигается тем, что в моде.ЛзН активной зоне гетерогенного ядерного реактора, содержащей жидкий замедлител с плотностью, большей натурной, распола гаемый с меньшим относительно натурно шагом тБэлы с топливом Б оболочках, количество твэлов равно натурному, при этом высота, наружный диаметр оболочки и шаг между твэлами обратно иропор- ционалыпы отношению натурной и модельной плотностей замедлителя, а загрузка топлива и вес оболочки твэла рбратно пропорциональны ювадрату утсазашюго от ношения. На фиг. 1 изображена модельная акти ная зона, продольное сечение; на ф1гг. 2 она же, поперечное сечение; на фиг. 3 показано в увеличенном масштабе попере ное сечение твэла по активной части, Модельная активная зона гетерогенного ядерного .реактора содержит бак 1, твэлы 2, замедлитель 3, верхний и нижний дистазяционируюшие элементы 4 и 5. Каждый тБэл имеет активную часть 6. Твэлы размещены в активной зоне с шаГСМ 7. Твэпы содержат топливо 8, обоЛОЧ1СУ 9, газовую полость 10 и разбавитель 11. В качестве разбавителя примен ют материалы, слабопоглошаюшие и за- медляющие нейтроны (например, алк)МШ1и кислород, инершный газ). Оболочка 9 твэла имеет наружный -диаметр 12 и внутренний диаметр 13. Замедлитель имеет переменный уровень. За счет y eньшeния пористости по топливу (деляпцемуся материалу) возможно обеспечить требуемое увеличение кон.центращш топлива, а применительно к несжимаемой оболочке - ее толщины. Практически геометрия и состав модельноГо твэла выбираются из условий W -М т -т Зм ..-(- Тм е ..(ти1ТмГ, вьюота активной части модельного твэла; - выс.ота активной части натурног твэла; У - удеяысьп вес (плотность или ядерная конздентрация) замед1«итеяя при натурных условиях в рабочем диапазоне температур и давлений; Y - удельный вес (плотность или ядерная концентрация) замедлителя при обьшньк условиях моделирования; J) - наружный диаметр оболочки модельного твэла; 1)ц - наружный диаметр оболочки натурного твэла; . djy. - внутренний диаметр оболочки модельного твэла; Йц - внутренний диаметр оболочки натурного твэла} СГ - загрузка топлива в модельном аи твэле; g - загрузка топлива в натурном твэле. Модельные твэлы, а также ТВС, если твэлы собраны в пу1ки, изготовлешсые указанным образом, набираются при комнатной температуре и атмосферном давлении:. где - модельный шаг; -Ьц - натурный шаг. Число модельных твэлов равно числит твэлов натурной активной зоны., В модельной активной зоне твэлы фиксируют|СЯ обычным образом, например с помощью перфорированных плит. Если в за. медлителе присутствует поглотитель нейтронов, например борная кислота, то концентрация ее (г/лит) в модели выше натурной:ь -ь м и где )i - модельная концентрация поглотителя в замедлителе; ТЭц - натурная концентрация поглотителя в замедлителе. Модельная активная зона работает следующим образом. Изменением уровня замедлителя 3 или концентрацией кислоты модельную активную зону проводят и поддерживают Б критическом состоянии. При этом определяют дифференциальные приращения реактивности при изменении уровня замедлителя в диапазоне от критического уровня до полного. Последующее интегрирование полученной зависимости дает возможность определить одну из основных характеристик - запас реактивности активной зоны, скомпенсированный поглотителем, Одновременно получается рабочая концентрация поглотителя. Затем при полном уров не замедлителя 3 производят активацию и измеряют распределения полей энерговьщеиения по твэлам 2 в объеме активной зоны. В случае применения в натурной активной зоне физического профилирования топливом, например, при использовании твэлов с различной загрузкой топлива, в модельной зоне также используется соответствующее количество таиов твэлов, калодый из которых имеет характеристики, согласно приведенньш соотношениям. Если в активной зоне используются поглощающие стержни, то юс конструкция в модели должна отличаться от натуры аналогично твэлам (вместо топлива-поглотителя). При этoJv целесообразно диаметр по поглотитегао (или внутренний диамбТр оболочки) выбирать обратно про- порционально отношению плотностей замедлителя, а изменение толщины оболочки, если это необходимо, производить за счет наружного диаметра. Предлагаемое устройство может быть применено ив сл5иае частичного моделирования, т.е. когда моделируется, не вся активная зона, а ее часть (Hanpfflviep, в составе некоторой другой модельной сборки). Оно может быть использовано также для моделирования холодного состояния натурной активной зоны, если в качестве модельного замедлителя с увеличенной плотностью использовать сверхплотную воду. Преимущества данного устройства заключаются Б следующем. Возрастает точность- и надежность расчетов, на осно ве которых предсказываются характеристики натурной активной зоньх (в отношеНИИ р счетно-критического значения или запаса реактивности на и. К (м)- . Это позволяет при изготовлении натурной активной зоны обойтись без ее переделки (перекомплекта1ии). Исключение этапа подгонки сдаточных характеристик сокра S0 1 щает стоимость и сроки изготовления активной зоны. Проведение дополнительного) модельного эксперимента с полным числом твэлов позволяет в отличие от прототипа получить рабочие распределения полей энерговьщеления, что необхс.тнмо для подтверждения эксплуатационных теплотехнических характеристик. На предприятии-оаявителе вьшопнен расчет, подтверждающий полозюгтельаый эффект предлагаемого технического решения. . Формула изобретения Модельная активная зона гетерогенно- го ядерного реактора, содержащая жщдкий замедлитель с плотностью, натурной, располагаемые с меньшим относительно натурного шагом тепловыделяющие элементы с топливом в оболочках, отличающаяся тем, что, с делью повышения качества моделирования, коли- чество тепловыделяющих элементов натурному, при этом высота, наружный диаметр оболочки и таг тепловыделяющими элементами обратно пропорционгшьны отасшеншо натурной и модельной плотностей замедлителя, а загрузка топлива и вес оболочки тепловыделяющего элемента обратао пропорциональны квадрату указаннохч) отношения. Источники-информахши, принятые во внимание рри экспертизе 1.Патент США № 2598367, кл. 176-56, опубпик. 1961. 2.Вейнберг А. и Вигнер Е. Физическая теория ядерных регжторов. М,, 1962, |с. 392. 3.Бать Г. А. и др. Температурный аффект в области 20-25СУС для некото 1Х строго регул5фных гетерогенных криЬгических сборок. Журнал Атомная энергий, т. 30, вып. 4, апрель, 1971, c. 354-358 (прототип).
SS
,z
,2
Уровень за нед/fufne
,3 3
