Преимущества канального графитового ре­актора

АЭС

Преимущества канального графитового ре­актора состоят в возможности использования графита одновременно в качестве замедлите­ля и конструкционного материала активной зо­ны, что допускает применение технологических каналов в сменяемом и несменяемом вариан­тах, использование твэлов в стержневом или трубчатом исполнении с односторонним или всесторонним охлаждением их теплоносите­лем. Конструктивная схема реактора и актив­ной зоны позволяет организовать перегрузку топлива на работающем реакторе, применить зональный или секционный принцип построения активной зоны, допускающий профилирование энерговыделения и теплосъема, широкое ис­пользование типовых конструкций, реализацию «ядерного» перегрева пара, т. е. перегрева па­ра непосредственно в активной зоне.

Канальная конструкция реактора и секцион­ный принцип построения активной зоны позво­ляют практически неограниченно увеличивать мощность реактора на базе стереотипных мо­дульных конструкций каналов и секций и, что особенно важно, без обязательного укрупне­ния диаметров трубопроводов в контурах ох­лаждения реактора и без применения корпусов высокого давления, работающих под облучением. Последнее обстоятельство позволяет обес­печить высокую надежность и живучесть уста­новки в целом при увеличении единичной мощ­ности блока, хотя разветвленность контура, ха­рактерная для канальных реакторов, делает их менее компактными и несколько более капита­лоемкими в сравнении, например, с водо-водяными реакторами корпусного типа.

         Возможность наращивания единичных мощ­ностей канальных реакторов весьма существен­на также при строительстве АЭС и использо­вании производственных мощностей в машино­строении. Уменьшение числа одновременно возводимых энергоблоков за счет укрупнения их мощности, сокращение объема монтажных работ и улучшение использования машино­строительных мощностей путем повышения уровня стандартизации и применения секционно-блочных конструкций заводского изготовле­ния, повышение экономичности вследствие как указанных факторов, так и возможности ис­пользования  ядерного перегрева и более эф­фективного использования тепла — все это де­лает уран-графитовые канальные реакторы весьма перспективными для развития ядерной энергетики в настоящее время и в ближайшие десятилетия. Следует отметить, что это направ­ление опирается на более чем двадцатилетний опыт эксплуатации и на широкие промыш­ленные возможности в настоящем и будущем.

             В силу физических свойств графита как за­медлителя водографитовые канальные реакто­ры допускают широкие вариации в использо­вании различных топливных композиций. В ка­честве ядерного топлива может быть исполь­зован слабообогащенный уран (1—3%) в виде металлического урана или его сплавов, двуокиси урана в виде таблеток или порошка, диспергированного в теплопроводной матрице (высокотемпературная композиция   для   ядерного перегрева). Если оболочки твэлов и канальные трубы водографитового реактора выполнены из слабо поглощающих нейтроны материалов, его можно использовать в режиме конвертора для наработки плутония для реакторов на быстрых нейтронах, в режиме дожигания обед­ненного урана из отвалов разделительного производства, а в перспективе при необходи­мости — в режиме повторного использования плутония в смеси с природным или обеднен­ным ураном или торием в смеси с ураном-235 или ураном-233. Такие возможности топливного цикла наряду с ядерным перегревом и отсутствием принципи­альных трудностей по укрупнению единичной мощности открывают большие перспективы дальнейшего всестороннего совершенствова­ния реакторов этого типа (с учетом требований научно-технического прогресса и повышения эффективности использования топлива, а также прогнозируемых условий потребления энергии) в направлении повышения экономичности АЭС и производительности труда в сфере произ­водства топлива и энергии. На протяжении более чем 20 лет, прошедших с того момента, когда в нашей стране первые в истории человечества был осуществлен пуск Первой в мире АЭС, развитие канальных реакторов в Советском Союзе прошло через ряд этапов, которые, явились отражением логики развития научных идей и технического прогресса в реакторостроении