Principalele caracteristici ale apei ca moderator este că hidrogenul care face parte din apă este
§ cel mai bun moderator al neutronilor;
Din toate retardatoarele, are cea mai mare secțiune transversală de absorbție a neutronilor.
De exemplu, pierderea medie logaritmică a energiei pe coliziune. și, prin urmare, un neutron de fisiune cu o energie E = 2 MeV necesită, în medie, numai 16 coliziuni cu nucleele de hidrogen pentru a deveni termice. Absorbția sa de microzone a neutronilor este sa = 0,33 barn, (pentru comparare, secțiunea transversală de absorbție a oxigenului este sa = 0,00027 barn). Astfel, în mod eficient încetinirea neutronilor de fisiune la energia termică, apa în sine absoarbe efectiv aceste neutroni.
Utilizarea apei în același timp cu un agent de răcire și un moderator sugerează un compromis între aceste calități. Esența ei ...
prin aceea că raportul dintre nuclee de combustibil și de moderator selectate pe baza unei neutronics optimalitate caracteristici ale reactorului, și cantitatea necesară de lichid de răcire din condițiile de optimalitate pentru îndepărtarea căldurii și ciclul NPP căldură.
După cum se știe, zonele active ale reactoarelor de energie nucleară constau în aceleași elemente structurale.
Pentru reactoarele cu apă-apă, acestea sunt ansambluri de combustibil (TVS), care la rândul lor constau dintr-un număr mare de celule elementare. În cea mai simplă formă, celula unității constă dintr-un strat de combustibil, un strat de acoperire și un strat de agent de răcire-moderator.
Spectrul de neutroni într-o astfel de celulă elementară este în principal determinat de raportul dintre nucleele de combustibil și moderator. Această relație se caracterizează prin așa numitul raport n hidrogen-combustibil, care este raportul dintre numărul de nuclee de hidrogen și de combustibil, adică determină numărul de nuclee per nucleu de combustibil întârzietor (de exemplu uraniu). Împreună cu această valoare, raportul apă-combustibil Z este utilizat în studiile neutrono-fizice, determinate din relație.
Aceste cantități sunt legate, dar nu neapărat direct proporționale.
Pentru o celulă care utilizează combustibil pe bază de oxid de uraniu UO2. între valorile n și Z, există următoarea relație
unde este densitatea apei în condiții normale și este densitatea relativă a apei luată în raport cu condițiile normale. Într-adevăr, prin definirea raportului hidrogen-combustibil
Substituind în această expresie densitățile nucleare corespunzătoare de apă și uraniu
Etichetarea. obținem expresia finală dată mai sus.
Deoarece densitatea dioxidului de uraniu rămâne practic neschimbată într-o gamă largă de temperaturi, se poate utiliza următoarea relație pentru combustibilul selectat. Astfel, cu o densitate constantă de apă, aceste cantități sunt direct proporționale. Cu toate acestea, dacă se compară variantele cu densități diferite de apă, nu există o relație directă proporțională între aceste valori. Notă. - densitatea medie a combustibilului în zona de combustibil, luând în considerare gaura centrală și spațiul dintre tija de combustibil și stratul de acoperire.
În principiu, pot apărea trei situații posibile pentru reactoarele cu apă-apă:
1. Cantitatea optimă de apă în celula în termeni de inginerie termică, mult mai mult decât cantitatea optimă de apă din punct de vedere fizic cu neutroni, adică. În acest caz, reactoarele moderate de apă nu ar avea valoare comercială, și utilizate numai în centralele nucleare, cu scop special (probabil paroohlazhdaemye reactoarele rapide).
2. Cantitatea optimă de apă din celulă din punct de vedere al ingineriei termice este mult mai mică decât cantitatea optimă de apă din punct de vedere neutronico-fizic, adică. În acest caz, ar fi foarte posibil să se utilizeze reactoare canal apă-apă.
3. Cantitatea optimă de apă în celula din punct de vedere al termotehnica coincide aproximativ cu cantitatea optimă de apă la punctul neutronilor de vedere fizic, adică. Aceasta este zona reactorilor răcit cu apă. Toți reactoarele existente cu apă sub presiune corespund aproximativ acestei condiții.
Să analizăm în detaliu efectul raportului hidrogen-combustibil asupra caracteristicilor de inginerie termică și fizică neutronică ale reactorului pentru a determina valorile optime ale acestei cantități, adică.
Cazul 1 Limitări termofizice.
Vom considera lichidul de răcire într-o stare monofazată. Pentru purtătorul de căldură monofazat, puterea totală de căldură a reactorului W este legată de debitul G [kg / s], capacitatea specifică de căldură isobară Cp [J / kg * s] și încălzirea mediului DT [° C]
Dacă miezul reactorului conține celule elementare N, atunci puterea medie pe celulă va fi egală cu
unde este debitul mediu al suportului de căldură prin secțiunea transversală a celulei unității. Parametrii termotehnici principali ai miezului sunt intensitatea energetică specifică a miezului și densitatea energetică specifică a combustibilului. Prin definiție
și debitul specific al lichidului de răcire
unde, respectiv, densitatea și secțiunea de curgere a agentului de răcire și u este viteza de deplasare a acestuia prin zona activă. Având în vedere faptul că neglijăm grosimea placării cu combustibil, obținem
Astfel, în toate celelalte condiții fiind egal, depinde de Z, iar această dependență este dată de o expresie a formei. Graficul acestei funcții asimptotic tinde spre unitate și atinge o valoare de 0,9 pentru Z = 9 și n = 27.
Această funcție are cea mai puternică creștere în regiunea de variație a variabilei Z
1-3, unde vom obține o creștere aproape liniară Z. Cu valori cu Z> 3 grosimea stratului de apă devine atât de mare încât utilizat la prepararea acestei aproximării expresie devine inaplicabilă.
Densitatea energetică specifică a combustibilului este raportată la raport. Având în vedere acest lucru
n. Astfel, valoarea optimă a raportului hidrogen-combustibil din punct de vedere al eficienței termice este în regiunea 3 Cazul 2 Aspecte neutronice. Notă Proprietățile de reproducere a rețelei uraniu-apă depind în principal de doi parametri; îmbogățirea combustibilului și raportul hidrogen-combustibil. În prima etapă, ne vom limita la studierea dependenței de raportul n-combustibil, luând îmbogățirea combustibilului la o valoare fixă. Valoarea principală care caracterizează eficiența procesului de multiplicare a neutronilor este. Conform formulei a patru factori, considerăm natura dependenței fiecărui factor de raportul hidrogen-combustibil n. Factorul de multiplicare rapidă m. Odată cu creșterea în valoarea n crește grosimea diferenței de apă, și, astfel, crește probabilitatea de neutroni peste prag emise de bloc pentru a disipa nucleele de hidrogen. O astfel de împrăștiere va conduce la o scădere semnificativă a energiei neutronice și va elimina energia neutronică dincolo de pragul de fisiune a uraniului sau toriuului. Ca rezultat, acest proces va reduce valoarea lui m. În consecință, m scade cu o creștere a raportului hidrogen-combustibil. Teoria conversiei isterice, lucrări gratuite de curs, eseuri și teze Filosofia culturii Hegel - o bancă de rezumate gratuite, cursuri, teze Arta ca formă de cultură, lucrări gratuite de curs, eseuri și teze
Navigare după înregistrări
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: