Шпаргалка по ядерной энергетики. Ядерная энергетика. 1 Строение атомов. Ядро. Протон. Нейтрон. Атомное ядро. Электрический

• Название: 1 Строение атомов. Ядро. Протон. Нейтрон. Атомное ядро. Электрический
• Анкор: Шпаргалка по ядерной энергетики
• Дата: 07.02.2023
• Размер: 1.2 Mb.
• Имя файла: Ядерная энергетика.pdf
• Тип: Документы; #924865
• страница: 4 из 4

19)
Закономерности
формирования
пространственно-энергетического
распределения нейтронов. Распределение плотности потока нейтронов по радиусу
активной зоны. Коэффициент неравномерности тепловыделения. Стержни системы

управления и защиты. Тепловыделяющие сборки. Тепловыделяющие элементы.
Технологические каналы.
Мощность реактора пропорциональна потоку нейтронов. Плотность потока нейтронов имеет максимальное значение в центре активной зоны и уменьшается при приближении к её границам.
Распределение плотности потока нейтронов по радиусу активной зоны.
Распределение плотности потока нейтронов от радиуса расцепления.
Неравномерность распределения теплопроводности по активной зоне учитывается коэффициентами неравномерного тепловыделения по радиусу высоте и объёму.
Нейтронное поле реактора представляют в виде заполненного воздухом шара, при надавливании которого в центре увеличивается размер боковой поверхности.
При неправильной работе стержней СУЗ (стержни системы управления и защиты) отдельные ТВС (тепловыделяющие сборки) ТК ядерного реактора могут войти в корпус теплообмена, то есть тепловая энергия превысит теплосъем, и возникает разгерметизация отдельных ТВЭЛ (тепловыделяющие элементы) и ТК (технологические каналы), что недопустимо.
20)
Основы теории нестационарных процессов в ядерных реакторах. Водо-
урановое отношение. Факторы, влияющие на коэффициент размножения.
Энергоблок АЭС – является совокупностью большого числа составных элементов.
Основным элементом является ядерный реактор.
На поведение реактора влияют не только состав ТВЭЛов и материала оболочек, замедлителя, но и температурные режимы, возникающие при цепной реакции у различных типов реакторов влияние на изменения нейтронного поля может быть разным.
Основными величинами, влияющими на коэффициент размножения, определяется водо-урановым отношением; Обогащением топлива отношением концентрации делящихся ядер к концентрации молекул воды.
Факторы, влияющие на коэффициент размножения.

Энергетический спектр нейтронов (распределение нейтронов в зависимости от энергии)

Геометрические характеристики топливной решётки.

Изотопный состав топлива.
21)
Отравление ядерного реактора. Йодная яма. Осколки деления. Цепочка
радиоактивного распада при ксеноновом отравлении. Установление равновесной
концентрации ксенона.
Столкнувшись с первым пуском реактора для получения плутония. В реакторе образовывался поглотитель, вынимали поглощающие стержни, чем больше была мощность реактора, тем на большую величину надо было вынимать стержни.

Шлаки – атомы новых элементов, образовывающихся при делении и остающийся в реакторе до тех пор, пока активная зона не будет заменена на новую.
Среди осколков деления есть 3 элемента, сечение поглощения которых больше чем у других.
Xe(135) ϭ = 2750000 барн (Наиболее опасен, так как образуется в результате радиоактивного распада других осколков.
Sm (149) ϭ = 50000 барн
Лишь 0,3% Xe (135) образуется при делении U(235)
Убыль ксенона происходит:

В результате распада до образования Ba, имеющего малое значение ϭ

При поглощении Xe (135) нейтроном получиться Xe (136), имеющий малое ϭ
Чем больше мощность, тем больше Xe (135), однако при большей мощности реактора возникает большая часть нейтронов, которые взаимодействуют с Xe (135) и способствуют его выгоранию. Таким образом возникает равновесие концентрации Xe.
Активную зону можно представить в виде сосуда с 3 отверстиями.
1-ое отверстие – поступает Xe (135) в результате распада I
2-ое отверстие – выходит Xe (135), который распадается на Cs и Ba
3-е отверстие – выходит Xe (135) при поглощении нейтрона
В сосуде устанавливается равновесное количество Xe, соответствующего мощности реактора. А от мощности соответствует определённое количество ксеноновой жидкости.
Беспредельно большого отравления с увеличением мощности не происходит т.к. убыль Xe под действием нейтронов становиться тоже больше, другими словами, никаким увеличением мощности не поднять уровень ксенона в активной зоне реактора.
При расчётах в активной зоне предусматривают некоторое количество урана, чтобы скомпенсировать отравление.
В среднем на каждый акт деления урана выделяется 2,5 нейтрона, основная часть которых выделяется при делении на осколки – мгновенные нейтроны; Меньшая часть нейтронов (0,75%) испускаются осколками в течение нескольких минут после деления – называются такие нейтроны запаздывающими.
Несмотря на то, что их мало, они играют большую роль в регулировании ядерного реактора, потому что они обеспечивают достижение критической массы не сразу, как было бы при наличии только мгновенных нейтронов, а постепенно, т.е. создаётся возможность управления количеством нейтронов в активной зоне реактора, а значит и его мощностью.

22)
Авария на Чернобыльской АЭС. Развитие событий. Причины.
Последствия. Ликвидация. Уроки аварии.
Причины:

Проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;

Вывод из работы исправных технологических защит, которые просто остановили бы реактор ещё до того, как он попал в опасный режим;

Низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения безопасности;

Неэффективность режима регулирования и надзора за безопасностью в ядерной энергетике, общая недостаточность культуры безопасности в ядерных вопросах как на национальном, так и на местном уровне;

Отсутствовал эффективный обмен информацией по безопасности как между операторами, так и между операторами и проектировщиками, персонал не обладал достаточным пониманием особенностей станции, влияющих на безопасность;

Персонал допустил ряд ошибок и нарушил существующие инструкции и программу испытаний.

Реактор РБМК-1000 обладал рядом конструктивных недостатков и по состоянию на апрель 1986 года имел десятки нарушений и отступлений от действующих правил ядерной безопасности
Хронология:
23)
Реактор
ВВЭР-1000.
Назначение.
Конструкция.
Технические
характеристики.
Водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР-1000) – ядерный реактор серии реакторов ВВЭР с номинальной электрической мощностью 1000 МВт, тепловой – 3000
МВт.
Реактор энергетический, водо-водяной, гетерогенный, корпусной, на тепловых нейтронах, с водой в качестве теплоносителя, замедлителя и отражателя нейтронов.
Конструкция: Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с эллиптическим днищем, внутри которого размещается активная зона и внутрикорпусные устройства.
1.
Траверса верхнего блока
2.
Верхний блок
3.
Короба охлаждения СУЗ (система управления и защиты реактора)

4.
Главный разъём реактора
5.
Патрубок выхода теплоносителя
6.
Патрубок САОЗ (системы аварийного охлаждения активной зоны)
7.
Корпус
8.
Привод ШЭМ (шаговый электромагнитный привод)
9.
Шпильки
10.
БЗТ (Блок защитных труб ядерного реактора)
11.
ТВС (тепловыделяющая сборка)
12.
Образцы – свидетели
13.
Органы управления СУЗ
14.
Внутрикорпусная шахта
15.
Выгородка
16.
Кронштейн
17.
Опорные стаканы
18.
Каналы нейтронного измерения
19.
Каналы температурного измерения
Технические характеристики ВВЭР – 1000
24)
Выгородка. Назначение. Схема выгородки реактора В-320.
В шахте размещена выгородка, внутренняя поверхность которой повторяет конфигурацию периферийного ряда ТВС и обеспечивает сохранение геометрических размеров активной зоны.
Выгородка предназначена для:

Обеспечения геометрической конфигурации периферии активной зоны, образованной ТВС периферических рядов;

Уменьшения всплеска нейтронного потока на границе активной зоны у граничных ТВЭЛов ТВС периферийных рядов;

Уменьшение интенсивности нейтронного потока на корпус реактора;

Обеспечения циркуляции теплоносителя по проектному тракту;

Размещение сборок “лучевых” образцов-свидетелей корпусной стали.
25)
Бетонная шахта. Состав. Назначение.
Реактор установлен в бетонной шахте, которая является одновременно биологической защитой и опорной конструкцией, внутри герметичной оболочки.
Оборудование бетонной шахты состоит из:

фермы опорной


сильфона разделительного

"сухой" защиты

защиты биологической

деталей закладных

тепловой изоляции цилиндрической части, зоны патрубков и теплоизоляции верхнего блока

нейтронных измерительных каналов
Шахта выполнена из обычного бетона и имеет закладные детали для крепления реактора и оборудования шахтного объема. Для обеспечения плотности надреакторного объема бокса реактора, заливаемого водой при перегрузке, устанавливается сильфон. Он приваривается одной стороной к фланцу ГРР, а другой стороной к закладной в шахте реактора.
Шахта бетонная разделена сильфоном на два объема:

верхний, заполняемый водой при перегрузке топлива или ремонте ВКУ реактора;

нижний, условно разделяемый опорной фермой на шахту зоны патрубков и шахту цилиндрической части корпуса.
"Сухая" защита предназначена для обеспечения радиационно-тепловой защиты бетона шахты реактора и обеспечения работы ионизационных камер системы контроля нейтронной мощности реактора.
26)
Корпус реактора ВВЭР. Назначение. Конструкция. Технические
характеристики.
Корпус представляет собой вертикальный цилиндр с эллиптическим днищем, внутри которого размещаются активная зона и внутрикорпусные устройства (ВКУ). Он состоит из фланца, двух обечаек (нижней и верхней) зоны патрубков, опорной обечайки, двух цилиндрических обечаек и днища, соединённых между собой кольцевыми сварными швами.
При конструировании и изготовлении корпусов ВВЭР ставится задача обеспечения многолетней (до 30 лет) надежной эксплуатации реактора в различных режимах. Корпус реактора работает в очень жестких условиях: высокие давление и температура теплоносителя, мощные потоки радиоактивного излучения, значительные скорости теплоносителя, который даже при высокой степени чистоты является коррозионно- активной средой.
Представляет собой сварной цилиндрический сосуд высокого давления с эллиптическим днищем и состоит из фланца, зоны патрубков, опорной обечайки, цилиндрической части и эллиптического днища. Фланец, и все обечайки выполнены цельноковаными, днище – штампованное из заготовки.
27)
Привод ШЭМ. Состав. Назначение. Конструкция. Технические
характеристики.
Привод ШЭМ (Шаговый электромагнитный привод)
Предназначен для перемещения регулирующего органа системы управления и защиты реактора (кластера или ПС). Приводы СУЗ вместе с органами регулирования являются исполнительными механизмами системы управления и защиты реактора, с

помощью которых осуществляется пуск, регулирование мощности и остановка реактора путем введения в активную зону или выведения из нее органов регулирования. В серийном реакторе ВВЭР-1000 устанавливается 61 привод СУЗ типа ШЭМ, Каждый ПС объединяет по 18 поглощающих элементов, перемещаемых внутри ТВС в специальных каналах индивидуальными приводами.
Привод ШЭМ представляет собой электромагнитный привод с возвратно- поступательным движением якоря. Привод рассчитан на работу в воде 1 контура под давлением. При этом необходимо отметить, что для соединения штанги с кластером используется байонетный захват.
Привод состоит из следующих основных узлов:
1.
Чехол. Внутренняя и наружная части привода размещаются на чехле, который своим фланцем устанавливается на патрубок крышки реактора и уплотняется никелевой и асбестовой прокладками.
2.
Блок электромагнитов неподвижно устанавливается на прочноплотный чехол и состоит из трех электромагнитов.
3.
Блок перемещения размещается в прочноплотном чехле привода и служит для перемещения штанги, которая сцеплена с траверсой кластера СУЗ. Его условно можно разделить на три узла: тянущий, фиксирующий и пружинный.
4.
Штанга предназначена для осуществления связи органов СУЗ с элементами блока перемещения. Верхняя часть штанги выполнена в виде цилиндрической рейки, имеющей кольцевые проточки с шагом, равным величине перемещения (20мм).
5.
Блокирующий стержень.
6.
Электроввод.
7.
Датчик ДПЛ предназначен для контроля положения штанги с ПС СУЗ, индикации положения через 350мм с рабочим ходом 3500мм и остановку в конечных положениях.
28)
Детали узла уплотнения главного разъёма реактора. Назначение. Состав.
Детали узла уплотнения главного разъёма реактора предназначены для уплотнения главного разъема корпуса сварного с крышкой верхнего блока, а также для крепления крышки к корпусу.
В состав узла входят:

шпильки в сборе;

гайки;

шайбы верхние;

шайбы нижние;

вкладыши и прокладки.
На главный разъем реактора устанавливается 54 шпильки с диаметром резьбы М 170.
Шпилька в сборе имеет три резьбовых части: для укрепления шпильки в резьбовом гнезде корпуса реактора (нижняя часть), для удержания крышки верхнего блока (средняя часть) и для соединения с гайковертом (верхняя часть).
Гайка служит для крепления верхнего блока и затяжки главного разъема.
Шайбы нижние и шайбы верхние выполнены с одного торца сферическими. Нижняя шайба устанавливается вогнутая, а верхняя – выпуклая.
Плотность главного разъема обеспечивается путем обжатия двух никелевых прокладок, которые устанавливаются в месте контакта фланца крышки и фланца корпуса в специальные канавки.
Контроль плотности главного разъема выполнен при помощи сверления в полости между двумя никелевыми прокладками и штуцера. Таким образом, межпрокладочная полость подключена к датчику давления типа «Сапфир». При появлении неплотности

внутренней прокладки и повышении давления в МПП персонал БЩУ имеет возможность дистанционно контролировать этот процесс.
29)
Верхний блок реактора. Назначение. Состав.
Верхний блок реактора предназначен для уплотнения корпуса, размещения приводов системы управления и защиты и организации перемещения аппаратуры внутриреакторного контроля. В состав верхнего блока входят крышка реактора с патрубками, металлоконструкции и приводы СУЗ.
Верхний блок предназначен для:

уплотнения главного разъема реактора;

размещения и закрепления приводов СУЗ, каналов нейтронного измерения, каналов температурного контроля, воздушника реактора;

уплотнения разъемов и выводов приводов СУЗ, КНИ (нейтронно- измерительный канал), ТК (технологический канал) и воздушника реактора;

создания проектного прижимного усилия на шахту, БЗТ.
Верхний блок состоит из следующих основных узлов:

крышки;

металлоконструкции;

траверсы;

приводов СУЗ.
30)
Внутрикорпусная шахта реактора ВВЭР-1000. Назначение. Состав.
Шахта и выгородка являются составной частью защиты металла корпуса реактора от воздействия нейтронного и гамма-излучений, исходящих из активной зоны реактора, одновременно шахта и выгородка входят в состав железо-водного отражателя, где основным отражателем является теплоноситель первого контура. Конструкция шахты и принцип ее закрепления в корпусе позволяют производить ее извлечение из корпуса для возможности осмотра внутренней поверхности и патрубков корпуса.
Шахта представляет собой цилиндрическую обечайку с фланцем и эллиптическим днищем, в котором закреплены 163 опорные трубы (стаканы) с шагом 236 мм, верхние части которых образуют опорную плиту для установки и дистанционирования кассет активной зоны. Материал шахты - сталь 08Х18Н10Т, вес 80,5 тонн. Снаружи на фланце шахты имеются двенадцать пазов шириной 100 мм для ориентации ее по углу в плане.
Шпонки, входящие в эти пазы, привариваются к внутренней поверхности фланца корпуса реактора.