[image]

Прикладные реакторные технологии

 
1 9 10 11 12 13 14 15

sam7

администратор
★★★★★
Naib> КАНДУ, например.

Ну, дык я о судовых...

Факир сказал, что фломастеры разные, я и не возражал...
   11.011.0

U235

старожил
★★★★★
sam7> Ну, дык я о судовых...
sam7> Факир сказал, что фломастеры разные, я и не возражал...

Одно из основных преимуществ борного регулирования - в его абсолютной равномерности по всей активной зоне. Возможно на маленьких судовых реакторах это просто не имеет смысла, а вот на чисто геометрически больших энергетических реакторах это уже весьма существенный плюс.

Хотя сейчас вроде последний писк моды регулировать реактивность не бором, а тяжелой водой, или пароводяным соотношением, то есть не за счет поглощения нейтронов а за счет спектра нейтронов. Это бы позволило сэкономить нейтроны для размножения топлива в закрытом топливном цикле. Но правда пока не внедрено. Только проектные шевеления вокруг ВВЭР со спектральным регулированием пока идут
   66.066.0
RU Бывший генералиссимус #16.04.2019 18:24  @U235#14.04.2019 05:02
+
-
edit
 
U235> Хотя сейчас вроде последний писк моды регулировать реактивность не бором, а

выгорающими поглотителями типа гадолиния, которые могут быть как в составе топливных таблеток, так и в дополнительных таблетках наряду с топливными и даже в виде конструктивно таких же, как ТВЭЛы, но поглощающих (ПЭЛы) элементах.

Это позволяет удлинить кампанию, т.е. время между помещением топлива в реактор и его изъятием оттуда в бассейн выдержки перед захоронением или переработкой.

U235> тяжелой водой, или пароводяным соотношением, то есть не за счет поглощения нейтронов а за счет спектра нейтронов. Это бы позволило сэкономить нейтроны для размножения топлива в закрытом топливном цикле. Но правда пока не внедрено. Только проектные шевеления вокруг ВВЭР со спектральным регулированием пока идут

ВВЭР-С пока, да, в самых зачаточных стадиях. И неизвестно, продвинется ли дальше. Хотя у нас могут "расцветать сто цветов", но продвигать одновременно развитие традиционного ВВЭР (-ТОИ), ВВЭР-С (со спектральным регулированием), БН, БРЕСТ и СВБР - продвигалка сломается. А ведь есть ещё и, считающиеся перспективными, ВГТР. Про "бегущую волну" и прочие экзотические схемы лучше даже и не вспоминать...
   73.0.3683.10373.0.3683.103
+
-
edit
 

DarkDragon

опытный

sam7>>> Вода не является управляющим элементом работы реактора :)
В ввр-ах она является замедлителем. Без нее ЦР не пойдет. Вопрос о том, является ли замедлитель (один из ключевых компонентов реакторов на тепловых нейтронах) "управляющим элементом" скорее философский.
А РБМК так вообще вразнос колбасит :), хотя там она чисто теплоноситель :)
   56.056.0

suyundun

втянувшийся

sam7> Вода не является управляющим элементом работы реактора :)
В Канду является. Но это вообще странный рактор
   60.060.0

suyundun

втянувшийся

U235> Хотя сейчас вроде последний писк моды регулировать реактивность не бором, а тяжелой водой, или пароводяным соотношением, то есть не за счет поглощения нейтронов а за счет спектра нейтронов. Это бы позволило сэкономить нейтроны для размножения топлива в закрытом топливном цикле.
За тяжелую воду ВВЭРах надо отрезать детородные органы ржавым сельхоз инструментом. Во–первых дорого. Во–вторых у Вас опыт работы в атмосфере с тритием есть? Это водолазный костюм на гамаке. буквально

Кстати, У кандуев есть положительный паровой коэффициент, меньше бета-эффективного но всё же.
   60.060.0

Naib

аксакал

suyundun> За тяжелую воду ВВЭРах надо отрезать детородные органы ржавым сельхоз инструментом. Во–первых дорого. Во–вторых у Вас опыт работы в атмосфере с тритием есть? Это водолазный костюм на гамаке. буквально

Тритием пыхтят все реакторы (РБМК в меньшей степени :)), просто в КАНДУ его много до неприличия. Чисто логически - замена части лёгкой воды на тяжёлую сократит потери нейтронов в замедлителе и позволит либо глубже прожигать топливо, либо использовать меньшее обогащение. Но геморроя прибавит больше, особенно если тяжёлой воды будет большой процент.

Паро-водяное отношение, это если в подобном "управляющем" органе уменьшить количество воды и увеличить пара, то сформируется "дырка" для быстрых нейтронов, которые в этом случае покинут АЗ. Управляемая утечка нейтронов - тоже вариант, более того, поток можно сразу "дуть" на 238 уран, нарабатывая плутоний на топливо.

suyundun> Кстати, У кандуев есть положительный паровой коэффициент, меньше бета-эффективного но всё же.

Ну дык с РБМК они родственники в этом плане.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
+
+1
-
edit
 

suyundun

втянувшийся

sam7> Могу сказать про судовые, но на наземных станциях точно так же.
sam7> До физпуска производится загрузка топлива, ТВЭЛов, при опущенных стержнях СУЗ (системы управления и защиты).

sam7> По готовности к физпуску приезжают специально обученные люди из Курчатовского института.
sam7> По процедуре начинается постепенный вывод стержней СУЗ и начинается цепная реакция.
sam7> При физпуске реактор выводится примерно на 5% мощности.
sam7> На кораблях, далее, по готовности производится энергетический пуск, вывод на полную мощность и испытания.
sam7> По их завершению мощность реактора снова снижается.

1–Зона ”пустая". забита макетами сборок. Плюс 3(минимум) стартовых нейтронных детекторных каналов. Физ пуск на штатных ионизационных камерах 1-го диапазона запрещен! Нейтоны только от источника-умножения нет-это 1000
2-загруска 1-й сборки. Нейтронов стало больше. Делим второй замер на первый переворачиваем, умномножаем на тысячу. Получаем, к примеру, 950, 945, 960.
Строим 3(минимум) Кривые "обратного умножения" нейтронов источника в тысячных единицах.
3-загрузка 2-й сборки. повторям шаг 2 получам, к примеру, 820, 830,840. Почучаем 3 кривых которые идут вниз к нулю.Опроксимируем Место пересения с нулем-получаем количество сборок на ”критике” Всегда выбираем ту что упрется в ноль раньше, из соображений безопасности( в данном случае 820). И.Т.Д Пока не выидем на критику
Многие шаги опущены(положение КС. АЗ и АР к примеру)- ненавижу печатать. Да, 5% мощности это уже, я думаю, энерго пуск.
   60.060.0

suyundun

втянувшийся

Naib> Тритием пыхтят все реакторы (РБМК в меньшей степени :)), просто в КАНДУ его много до неприличия. Чисто логически - замена части лёгкой воды на тяжёлую сократит потери нейтронов в замедлителе и позволит либо глубже прожигать топливо, либо использовать меньшее обогащение. Но геморроя прибавит больше, особенно если тяжёлой воды будет большой процент.
МиллиКюри/м3 воздуха- не редкость. 10микро/м3 за час без средств защиты дадут Вам 2.5 миллиБЭРа поглощенной дозы.Ах, спаси Аллах нас от этого. :eek: Геморрой Библейских пропорций :eek:
Naib> Управляемая утечка нейтронов - тоже вариант, более того, поток можно сразу "дуть" на 238 уран, нарабатывая плутоний на топливо.
Не спорю

Naib> Ну дык с РБМК они родственники в этом плане.
Угу
   60.060.0
EE Татарин #21.04.2019 23:56  @Бывший генералиссимус#16.04.2019 18:24
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
U235>> тяжелой водой, или пароводяным соотношением, то есть не за счет поглощения нейтронов а за счет спектра нейтронов.
Б.г.> ВВЭР-С пока, да, в самых зачаточных стадиях.
В текущем варианте ВВЭР-С считают зону с вытеснителями. Урановыми вытеснителями. :) То есть, не тяжёлую воду добавляют, а тупо вытесняют лёгкую.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
EE Татарин #22.04.2019 00:04  @suyundun#17.04.2019 06:57
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
U235>> Хотя сейчас вроде последний писк моды регулировать реактивность не бором, а тяжелой водой, или пароводяным соотношением, то есть не за счет поглощения нейтронов а за счет спектра нейтронов. Это бы позволило сэкономить нейтроны для размножения топлива в закрытом топливном цикле.
suyundun> За тяжелую воду ВВЭРах надо отрезать детородные органы ржавым сельхоз инструментом. Во–первых дорого. Во–вторых у Вас опыт работы в атмосфере с тритием есть? Это водолазный костюм на гамаке. буквально
Во-первых, совсем не дорого: там же не 100% тяжёлая вода, а так, "слегка подтяжелённая". В чём разница - легко понять, если вспомнить, что в природной воде - 1литр тяжёлой на куб. Сколько стОит куб обычной воды, и сколько 1 литр тяжёлой? Логику понимаете? :)

Во-вторых, как раз разбавление тяжёлой водой СНИЖАЕТ (и очень сильно) количество нарабатываемого трития. Потому что что захват нейтронов бором (у нас), что, тем более, литием (у американцев) даёт на побочках тритий. А вот захват нейтрона дейтерием в лёгкой воде крайне маловероятен: сечение захвата у дейтерия очень маленькое, а вокруг очень много "вкусного" лёгкого водорода с огромными (сравнительно) сечениями захвата. Поэтому замедлившийся тепловой нейтрон с гораздо бОльшей вероятностью будет захвачен на лёгком водороде вплоть до таких концентраций тяжёлой воды, когда лёгкую в ней уже почти не найти (вероятность встречи дейтерий/протий должна быть сравнима с отношением сечений захвата).

Для ВВЭР и концентрация в четверть - уже нереально много. В смысле, обогащение должно быть очень большим, чтобы "завелось". А выжигать нужно до минимального обогащения содержания делящихся из соображений опять же экономии нейтронов. То есть, максимальное обогащение (и максимальная концентрация тяжёлой воды) в начале зависит от МВт*суток/кг, которые способно дать топливо, а там засады уже по материалам, распуханию и т.д. и т.п.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
Это сообщение редактировалось 22.04.2019 в 00:10
BY Naib #22.04.2019 07:36  @Татарин#22.04.2019 00:04
+
-
edit
 

Naib

аксакал

Татарин> Во-первых, совсем не дорого: там же не 100% тяжёлая вода, а так, "слегка подтяжелённая". В чём разница - легко понять, если вспомнить, что в природной воде - 1литр тяжёлой на куб. Сколько стОит куб обычной воды, и сколько 1 литр тяжёлой? Логику понимаете? :)

всё-же 100 г/тонну :) И добыча только электролизом, что добавляет геморроя. Хотя, ЕМНИП, 0,5% раствор тяжёлой воды уже вполне доступен, именно как электролизный первичный концентрат

Татарин> Во-вторых, как раз разбавление тяжёлой водой СНИЖАЕТ (и очень сильно) количество нарабатываемого трития. Потому что что захват нейтронов бором (у нас), что, тем более, литием (у американцев) даёт на побочках тритий.

А управление? Бор в воду добавляют не просто так, особенно на свежем топливе, с высоким обогащением. Это в КАНДУ можно гнать природный уран, с его "саморегулированием" за счёт 238 изотопа. А на обогащённом топливе - будь добр снимать лишние нейтроны в начале кампании. И тут выбор невелик: бор, гадолиний, кадмий, ещё по мелочи. Или блоки 238 урана, но там потом начнёт нарабатываться плутоний и как бы не с опережением выгорания 235 урана. Тритий будет снижаться в концепции подкритического реактора, а таковых пока нет.

Татарин> Для ВВЭР и концентрация в четверть - уже нереально много. В смысле, обогащение должно быть очень большим, чтобы "завелось". А выжигать нужно до минимального обогащения содержания делящихся из соображений опять же экономии нейтронов. То есть, максимальное обогащение (и максимальная концентрация тяжёлой воды) в начале зависит от МВт*суток/кг, которые способно дать топливо, а там засады уже по материалам, распуханию и т.д. и т.п.

Вот тут не понял.
Четверть чего? 25% тяжёлой воды? Без интенсивного регулирования ВВЭР рванёт.
25% делящихся? Рванёт тем более.
   73.0.3683.10373.0.3683.103

U235

старожил
★★★★★
Naib> А управление? Бор в воду добавляют не просто так, особенно на свежем топливе, с высоким обогащением.

Так в том то и идея, чтоб делать коррекцию реактивности под выгорание не бором и прочими дополнительными поглощающими добавками, а тяжелой водой, экономя нейтроны для полезного процесса размножения топлива, дабы коэффициент воспроизводства топлива у ВВЭР не сильно ниже единицы был. Вот я только теперь в сомнении: в какую же сторону добавка тяжелой воды будет регулировать реактивность: в меньшую, за счет того что это менее эффективный замедлитель, чем обычная вода, и спектр нейтронов жестче станет, или в большую, за счет того, что тяжелая вода меньше поглощает нейтроны. По задумке - вроде все же спектр жестче стать должен, то есть - реактивность от добавления тяжелой воды уменьшится.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
RU Бывший генералиссимус #22.04.2019 10:34  @Naib#22.04.2019 07:36
+
-
edit
 
Naib> всё-же 100 г/тонну :)

Всё же 150 :)

Naib> И добыча только электролизом, что добавляет геморроя. Хотя, ЕМНИП, 0,5% раствор тяжёлой воды уже вполне доступен, именно как электролизный первичный концентрат

Нет, как раз начальное обогащение давно никто электролизом не делает. Придуманы две методики изотопного обмена - между водой и сероводородом и между водой и аммиаком. До 30% догоняют на этих установках (обычно в 3 стадии), а дальше, действительно, электролиз.
Naib> Вот тут не понял.
Naib> Четверть чего? 25% тяжёлой воды? Без интенсивного регулирования ВВЭР рванёт.

Почему рванёт-то? эффективное сечение деления уменьшится. Там другая проблема - повышая энергию нейтронов, можно залезть в резонансную область.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
EE Татарин #22.04.2019 11:07  @Naib#22.04.2019 07:36
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Naib> всё-же 100 г/тонну :) И добыча только электролизом, что добавляет геморроя. Хотя, ЕМНИП, 0,5% раствор тяжёлой воды уже вполне доступен, именно как электролизный первичный концентрат
Добыча - ионным обменом в водных растворах. В паре сероводород-вода, дейтерий "предпочитает" воду, вроде.
Электролиз - это уже на высоких степенях обогащения (потому что при электролизе уходит именно лёгкая вода, дороговато большие объёмы через электролиз прогонять).

Татарин>> Во-вторых, как раз разбавление тяжёлой водой СНИЖАЕТ (и очень сильно) количество нарабатываемого трития. Потому что что захват нейтронов бором (у нас), что, тем более, литием (у американцев) даёт на побочках тритий.
Naib> А управление? Бор в воду добавляют не просто так, особенно на свежем топливе, с высоким обогащением.
? Так смысл всей затеи с бором и тяжёлой водой именно в "управлении". Точнее - компенсации начального обогащения топлива за пределами возможностей механической
"Раз не хватает стержней в зоне - добавим поглотителя воду", логика какая-то такая. Но то же самое регулирование может осуществляться спектром - убрали из зоны замедлитель (точнее, заменили на хуже замедляющий материал), сделали спектр более жёстким, сечения деления снизились, реактивность снизилась.
Одна из возможностей делать это в самом начале кампании, на свежих стержнях разбавлять лёгкую воду тяжёлой.

Naib> Четверть чего? 25% тяжёлой воды? Без интенсивного регулирования ВВЭР рванёт.
Naib> 25% делящихся? Рванёт тем более.
Четверть тяжёлой воды (на самом деле, конечно, меньше). Не "рванёт", а наоборот - притухнет. Из-за более жёсткого спектра нейтронов, те нейтроны, которые могли бы делить уран-235, будут захватываться на уране-238, нарабатывая топливо (а не бесполезно разбазаривая нейтроны, как сейчас).
По мере выгорания топлива и накопления в нём ядов, тяжёлую воду нужно извлекать из контура и заменять лёгкой, вплоть до 100% лёгкой воды в системе.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
EE Татарин #22.04.2019 11:25  @U235#22.04.2019 08:40
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
U235> Вот я только теперь в сомнении: в какую же сторону добавка тяжелой воды будет регулировать реактивность: в меньшую, за счет того что это менее эффективный замедлитель, чем обычная вода, и спектр нейтронов жестче станет, или в большую, за счет того, что тяжелая вода меньше поглощает нейтроны. По задумке - вроде все же спектр жестче стать должен, то есть - реактивность от добавления тяжелой воды уменьшится.
В меньшую. Чтобы начало сказываться меньшее поглощение нейтронов тяжёлой водой, нужно убрать почти всю лёгкую воду.

Даже совсем небольшая примесь лёгкой (порядка процентов) будет столь же эффективно жрать нейтроны, как и 100% лёгкой воды.
Сечение захвата теплового нейтрона дейтерием в 200 раз меньше, чем протием (на температурах реактора это соотношение ещё чуть больше). То есть, чтобы вероятности захвата дейтерием сравнялись с одним столкновением с протием, нужно 200 столкновений с дейтерием. Уже при 5% лёгкой воды в тяжёлой захват протием происходит в более чем 90% случаев.
Но так это только рассматривая случаи, когда захват уже заведомо состоялся. Зависимости отношения (значительно более вероятного) рассеяния к захвату ещё более сильная.
   73.0.3683.10373.0.3683.103

Naib

аксакал

В мире производятся как бы не миллионы тонн щёлочи амальгамным методом. То есть электролиз водных растворов соли. Так что первичный концентрат тяжёлой воды (10-30 кратный) промышленно доступен и обходится недорого. Фактически - цена транспорта.

Его уже потом обогащают сероводородом или аммиаком и полученный суперконцентрат делят электролизом.

Что касается "утяжелённого" реактора ВВЭР, то как мне кажется будет следующее:

При разбавлении тяжёлой водой на четверть - удлинится пробег термализации нейтрона (примерно на четверть или чуть более), сократятся потери на поглощение в воде (на четверть). То есть спектр поменяется мало, а потери уменьшатся. При этом стержни топлива нейтроны проходят фактически без термализации и разница там невелика (кроме резонансов, а их доля в общем делении подрастёт в несколько раз).
Решётка ТВЭЛ-а станет переуплотнённой по частоте наполнения стержнями и коэффициент воспроизводства топлива там станет больше единицы. Начнёт нарабатываться плутоний, а у него сечение деления выше, чем у отработавшего урана. Реактивность начнёт расти. Про 240 плутоний я молчу, его тоже станет больше, но это отложенная проблема ОЯТ.

В общем, как минимум надо будет переделывать ТВЭЛ-ы, например, вставляя стержни с обеднённым ураном в общую решётку и/или увеличивая шаг решётки. И по мере выгорания или изменения состава замедлителя эти параметры снова уйдут от оптимума.

В общем, манёвр составом воды (изотопным) мне кажется блажью, так как под каждый состав надо будет проектировать свою АЗ. Либо свою специфическую систему управления, снимающую лишние нейтроны, что обнуляет эффект экономии.
   73.0.3683.10373.0.3683.103
EE Татарин #23.04.2019 01:15  @Naib#22.04.2019 19:30
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Naib> При разбавлении тяжёлой водой на четверть - удлинится пробег термализации нейтрона (примерно на четверть или чуть более),
Ты как-то очень странно себе представляешь термализацию, честное слово.

Naib>сократятся потери на поглощение в воде (на четверть).
Абсолютно неверно. Выше подробно расписал, почему. Ещё раз: сечения рассеяния для протия и дейтерия сравнимы, отличаются лишь (примерно в 200 раз) сечения поглощения. И сечения поглощения вплоть до единиц эВ много меньше сечений рассеяния. Что ещё хуже, акты рассеяния до поглощения почти обязательны, а с каждым рассеянием энергия падает как максимум всего вдвое (или на треть).
Чтобы потери на поглощение снизились бы на четверть, нужна почти 100% тяжёлая вода (ну, далеко за 90%, считать влом). В первых десятках процентов разница в потерях на поглощение в теплоносителе пренебрежимо мала, много меньше доллара.

Спектр как раз меняется сильно: на акт рассеяния на протии нейтрон теряет максимум 50%, а на дейтерии 30%. Энергия нейтрона - суть степенная функция этой потери, где в показателе - число актов рассеяния, которое (в случае воды и тяжёлой воды) пропорционально объёмному количеству замедлителя (которое для данной АЗ постоянно).

Naib> Решётка ТВЭЛ-а станет переуплотнённой по частоте наполнения стержнями и коэффициент воспроизводства топлива там станет больше единицы.
Эээ... :) Нашему теляти да волка б съесть... :D
Ни в каких самых сладких фантазиях КВ на уране на тепловых нейтронах не может перевалить за единицу. В принципе никак - число нейтронов на деление не позволит вплоть до единиц МэВ. Разве что уран-233 (но, ессно, в конфигурации ВВЭРа это невозможно и с ураном-233).
   73.0.3683.10373.0.3683.103
CA suyundun #23.04.2019 05:59  @Бывший генералиссимус#22.04.2019 10:34
+
-
edit
 

suyundun

втянувшийся

Б.г.> Нет, как раз начальное обогащение давно никто электролизом не делает. Придуманы две методики изотопного обмена - между водой и сероводородом и между водой и аммиаком. До 30% догоняют на этих установках (обычно в 3 стадии), а дальше, действительно, электролиз.
А Разность температур кипения разных вод использовать не пробовали? Прогоняет до четырех девяток за один проход.
   60.060.0

U235

старожил
★★★★★
suyundun> А Разность температур кипения разных вод использовать не пробовали? Прогоняет до четырех девяток за один проход.

Вымораживание точно знаю, что работает, но хреново. А кипение вроде как не работает совсем. Там что-то типа азеотропной смеси, кипящей при одной температуре.
   73.0.3683.10373.0.3683.103

suyundun

втянувшийся

U235> Вымораживание точно знаю, что работает, но хреново. А кипение вроде как не работает совсем. Там что-то типа азеотропной смеси, кипящей при одной температуре.

кипение работает и меня кормит
   60.060.0

U235

старожил
★★★★★
suyundun> кипение работает и меня кормит

А там точно именно разница температур кипения, или что-то типа центрифугирования для паров?
   73.0.3683.10373.0.3683.103

Naib

аксакал

suyundun> А Разность температур кипения разных вод использовать не пробовали? Прогоняет до четырех девяток за один проход.

Это же сколько там теоретических тарелок в колонне?

При кипячении надо считать смесь воды, полутяжёлой воды (которой будет больше всего в смеси) и тяжёлой воды. Теория говорит, что перегонка должна делить при высоких содержаниях тяжёлой воды, но природную делит слишком слабо.

Я читал, что хорошо разгоняются жидкие дейтерий и протий, но про воду не слышал.
   73.0.3683.10373.0.3683.103

suyundun

втянувшийся

U235> А там точно именно разница температур кипения, или что-то типа центрифугирования для паров?
точно есть- 1.4 цельсия при нормальных условиях. снижайте давление и будет вам счастье.
   60.060.0
BY Naib #23.04.2019 07:23  @Татарин#23.04.2019 01:15
+
-
edit
 

Naib

аксакал

Татарин> Ни в каких самых сладких фантазиях КВ на уране на тепловых нейтронах не может перевалить за единицу. В принципе никак - число нейтронов на деление не позволит вплоть до единиц МэВ. Разве что уран-233 (но, ессно, в конфигурации ВВЭРа это невозможно и с ураном-233).

Количество нейтронов при делении больше 2, что позволяет разгонять АЗ с очень небольших пусковых количеств нейтронов и даже выйти на "шипучку".

То есть дефицита генерации нейтронов нет, есть проблемы утилизации на деление и паразитные поглощения (на изотопы урана, изотопы плутония, водород, конструкционные материалы реактора).
   73.0.3683.10373.0.3683.103
1 9 10 11 12 13 14 15

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru