Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Я между дискретными ;ственны. Поэтому для на грамм), имеющего

эВ/(сг)].

(6.6)

часов и Г2 = 1000 ча-

За это время происхо-/200 массы натрия вы-юк находится в тепло-батывается 1/2000 теп-;уждение, но как видно и Т2 не очень велики. 50, 100 или 150 часов)

ч

г, с

I от времени их работы: иные линии)

рого в теплоносителе ;имическим свойствам ттаем нецелесообраз-пе. Тогда при каждом

= 7 10 ядер.

ЦИKЛ

По достижении равновесия столько же ядер должно распасться за ~ 1800 с между взрывами. Поскольку при распаде излучается у-квант

с энергией Еу -0,66 МэВ, то равновесная удельная у-активность Cs должна составить

s равн

цикл 1

= 2,6-10 МэВ/(сг),

(6.7)

а характер нарастания этой активности от времени выразится как

0,69?

Cs - Cs равн

1-е /2

(6.8)

где = 28 лет - период полураспада Cs.

Уже в первый год эксплуатации удельная активность цезия достигнет величины ~10МэВ/(с г). Через 15 лет активность цезия станет ~10МэВ/(с г), то есть приблизится к активности периодически удаляемых осколков, которая будет реализовываться через три месяца после локализации (изъятия для переработки) теплоносителя.

Натрий-24. Равновесное количество Na в теплоносителе составляет -24 кг. Этому количеству, содержащемуся в массе теплоносителя = 100 ООО т, соответствует равновесная удельная активность - .

Наравн-4102МэВ/(сг).

Характер спада этой активности (рис. 6.2) прост:

0,69f

Na ~ Na равн 24,

(6.9)

где = 15 ч - период полураспада Na.

Как видно, активность натрия в первые несколько суток после локализации намного превосходит активность всех осколков деления. Однако через неделю она сравнивается с активностью осколков, а через две недели становится меньше активности осколков. Через три недели после локализации активность натрия исчезающе мала.

Таким образом, исходя из трех основных составляющих радиоактивности в установившемся режиме работы КВС, после локализации теплоносителя можно ожидать, что:

начальная активность теплоносителя -10 МэВ/(г с) будет уменьшаться вдвое каждые 15 часов. Достигнет через 1,5.. .2 недели уровня -10 МэВ/(г с);



в период от 2 недель до ~3 месяцев произойдет медленный спад активности еще в 5... 10 раз до уровня (1...2)-10 МэВ/(г-с);

после выдержки в течение трех месяцев, за обозримое с точки зрения регламентных или ремонтных работ время, снижения активности ниже уровня

~ 10 МэВ/(г с) ожидать не следует.

Лу5;,МВт/(с-г)

Г=1000

\

1 г= 100 А. \

1 1 1 L

10 10 10 *-

10°

t, с

Рис. 6.2. Удельная у-активность теплоносителя А^- с учетом вклада натрия-24

и цезия-137 в зависимости от времени выдержки:

Г- время непрерывной работы КВС; штриховая линия - активность натрия-24 (эта кривая практически совпадает с верхней частью графика); вертикальная черта на шкале времени соответствует -2 неделям

Наконец, обратим внимание на возможность уменьшения начальной активности натрия за счет добавки в теплоноситель лития. Сечение реакции

Li(n, afl на 3 порядка превышает сечение реакции Na(n, y)*Na в диапазоне энергий, где захват нейтронов наиболее эффективен. Поэтому снижение

В десятки раз количества Na, образующегося при каждом взрыве, вполне осуществимо. В этом слз^ае в течение недели активность теплоносителя составит ~10 МэВ/(гс), но через неделю после спада активности натрия опасность от обращения с теплоносителем будет такой же, как и в случае чистого натрия.

§ 6.4. Arperai

В большинств вого контура имеет присуща и теплон( обусловлено тем, энергии в теплонос

Но в КВС тепп чале меньшую уде

ность у-излучения

Активность осколке

Вначале пред! должны работать б ц1фкуляционнь!е Yi службы КВС (нап) строя -10% агреп чале эксплуатации номинальной мощ иметь не 100 тепле менников имеет с! автономно выкачи НИИ напорный бак.

При запуске К допустим, 20 пете нального- 100. Р пример, в 5 петлях мощью дистанцис а 8 резервных вкл1 использовань! все вынудят снизить 1 мощности.

Такой подход тавливать 120 агре действовано всего

Другой вопрос кости от срока сл} позволя!от сооруди первого и второго зволят передать н( позволит надеятьс) в атомной энергет! менее миллиметра, ки раз меньше. Знг



(ленныи спад активно-

юе с точки зрения рег-ивности ниже уровня

Г=1000


и вклада натрия-24 жки:

iBHocTb натрия-24

рафика);

2 неделям

!ния начальной актив-1я. Сечение реакции

Ыа{п, y)Na в диа-

!н. Поэтому снижение

ждом взрыве, вполне ть теплоносителя со-

ивности натрия опас-цс и в случае чистого

§ 6.4. Агрегаты первого контура: заменять или резервировать?

В большинстве ныне действующих реакторов деления теплоноситель первого контура имеет радиоактивность, наведенную нейтронами. Такая активность присуща и теплоносителю КВС, но она приблизительно на порядок выше. Это обусловлено тем, что при термоядерном горении на единицу выработанной энергии в теплоноситель попадает больше нейтронов.

Но в КВС теплоноситель содержит еще и осколки деления, которые дают вначале меньшую удельную активность, а через 1...2 недели уже определяют мощ-

7 S

ность у-излучения теплоносителя при удельной активности 10...10 МэВ/(гс).

Активность осколков спадает медленнее наведенной.

Вначале предполагалось, что все агрегаты первого контура теплоносителя должны работать без присутствия персонала. Иными словами, теплообменники, циркуляционные насосы, клапаны должны быть вечными в пределах сроков службы КВС (например, -50 лет). В течение этого срока допускался выход из строя -10% агрегатов. Чтобы скомпенсировать эту потерю, предлагалось в начале эксплуатации иметь резервные мощности энергоагрегатов в 15...20% от номинальной мощности КВС. Например, при номинальной мощности 30 ГВт иметь не 100 теплообменников мощностью 300 МВт, а 120. Каждый из теплообменников имеет свои циркуляционные насосы и образует петлю , способную автономно выкачивать теплоноситель из аккумулятора первого контура в нижний напорный бак.

При запуске КВС в соответствии с частотой взрывов вначале задействуется, допустим, 20 петель, затем число задействованных петель доводится до номинального - 100. Резервными остаются 20 петель. Если через несколько лет, например, в 5 петлях испортятся насосы, а в 3 других - теплообменники, то с помощью дистанционного управления клапанами эти 8 петель отключаются, а 8 резервных включаются, поддерживая номинальную мощность. Когда будут использованы все 20 резервных петель, неисправности в каждой последующей вынудят снизить частоту взрывов в КВС на ~1 % с соответствующей потерей мощности.

Такой подход может показаться разорительным. Действительно, зачем изготавливать 120 агрегатов, если даже через год - два после их монтажа будет задействовано всего 20?

Другой вопрос, который неизбежно возникает, - зависимость материалоемкости от срока службы агрегата. Площади около аккумулятора первого контура позволяют соорудить вечные теплообменники с толщиной стенок между натрием первого и второго контуров 1.. .2 см. При большой площади теплообмена они позволят передать необходимую тепловую мощность, а большая толщина стенок позволит надеяться на их долговечность в условиях натриевой коррозии. Однако в атомной энергетике уже эксплуатируются теплообменники с толщиной стенок менее миллиметра. Масса тонкостенных теплообменников оказывается в десятки раз меньше. Значит, затраты металла на заменяемые теплообменники Morjrr



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов