ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2035070

ЕНЕРГЕТИЧНА ЯДЕРНА ВСТАНОВЛЕННЯ

ЕНЕРГЕТИЧНА ЯДЕРНА ВСТАНОВЛЕННЯ

Ім'я винахідника: Васильєв О.О .; Данилов М.М .; Катаржнов Ю.Д .; Кисельов Г.В .; Кушин В.В .; Недопьокін В.Г .; Плотніков С.В .; Рогов В.І .; Чувіло І.В .; Гребенкин К.Ф.
Ім'я патентовласника: Акціонерне товариство закритого типу - Центр прискорювальних технологій "Каскад"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.04.27

Використання: ядерна енергетика. Суть винаходу: установка містить принаймні один прискорювач і одну підкритичну і розмножуються нейтрони осередок, виконану у вигляді розміщеного в захисному боксі циліндричного Бланкета, розташованого навколо нейтронопроізводящей мішені, яка взаємодіє з пучком іонів прискорювача. Бланкет розділений на розмножуються нейтрони секції принаймні одним кільцевим нейтронним вентилем. Поглинання потоку нейтронів вентилем з розмножуються секції в сусідню у напрямку до мішені становить 10 - 1000 разів.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до ядерної енергетики і може бути використано при вирішенні проблеми ядерного Ожиганов збройового плутонію і урану-235 з отриманням корисної енергії.

Відома енергетична ядерна установка (ЕЯУ), що містить канальний ядерний реактор Ремке-1000. Активну зону цього реактора можна що з 117 ідентичних підкритичних поліячеек, пов'язаних з нейтронного потоку. Поліячейкі в сукупності утворюють активну зону канального реактора в критичному стані [1]

Недоліком відомої ЕЯУ є її низька ядерна безпека, пов'язана з виникненням позитивного зворотного зв'язку по нейтронного потоку між поліячейкамі.

Найбільш близьким технічним рішенням є ЕЯУ, що містить принаймні один прискорювач і одну підкритичну і розмножуються нейтрони осередок, виконану у вигляді розміщеного в захисному боксі циліндричного Бланкета, розташованого навколо нейтронопроізводящей мішені, яка взаємодіє з пучком іонів від прискорювача з енергією порядку 1 ГеВ, парогенеруючі установку і електрогенератор [2]

Недоліком цього рішення є велика енергонапряженності розмножуються нейтрони осередки, що призводить до зниження надійності та ядерної безпеки ЕЯУ.

Технічним результатом пропозиції є підвищення ядерної безпеки ЕЯУ шляхом зниження енергонапряженності окремої розмножуються нейтрони осередку шляхом секціонування нейтронними вентилями її активної зони і використання прискорювачів зі зниженою енергією іонів при збереженні сумарної потужності ЕЯУ.

Суть винаходу полягає в тому, що в ЕЯУ, що містить принаймні один прискорювач і одну підкритичну і розмножуються нейтрони осередок, виконану у вигляді розміщеного в захисному боксі циліндричного Бланкета, розташованого навколо нейтронопроізводящей мішені, яка взаємодіє з пучком іонів від прискорювача, а бланкет розділений на розмножуються нейтрони секції принаймні одним кільцевим нейтронним вентилем, що забезпечує поглинання потоку нейтронів з розмножуються секції в сусідню у напрямку до мішені в 10-1000 разів.

Суть винаходу полягає і в тому, що нейтронний вентиль виконаний у вигляді розташованих в напрямку від мішені суцільних шарів поглинача теплових нейтронів і сповільнювач швидких нейтронів.

Суть винаходу полягає і в тому, що число нейтронних вентилів в одній комірці не перевищує п'яти.

ЕНЕРГЕТИЧНА ЯДЕРНА ВСТАНОВЛЕННЯ

На фіг. представлена ​​функціональна схема ЕЯУ для випадку, коли запропонована ЕЯУ містить шість енергетичних блоків, в кожному з яких передбачений прискорювач, а активна зона кожного осередку секціонірована одним нейтронним вентилем. Розмножуються нейтрони осередок 1 виконана у вигляді підкритичного Бланкета 2 з розташованої в його центрі нейтронопроізводящей мішенню 3, Секціонірованние нейтронним вентилем 4 і укладеного в відповідний захисний бокс 5. Кожна мішень 3 пов'язана з відповідним прискорювачем Дейтон 6. Кожна клітинка 1 пов'язана з вхідним 7 і вихідним 8 колекторами. Вихідний колектор 8 через теплообмінник-парогенератор 9 і головний циркуляційний насос 10 пов'язаний з вхідним колектором 7. Теплообмінник-парогенератор 9 пов'язаний з блоком турбін 11 і генератором 12 електричної енергії.

Кожен з нейтронних вентилів 4 виконаний у вигляді суцільного кільцевого циліндра і складається з поглинача теплових нейтронів, наприклад, бору товщиною 2-5 см і сповільнювач швидких нейтронів, наприклад вуглецю товщиною 30-50 см, причому першим по відношенню до мішені 3 встановлюється шар поглинача теплових нейтронів.

ЕЯУ працює наступним чином

Кожен з прискорювачів 6 виробляє пучок іонів, наприклад Дейтон, з енергією в діапазоні (20-200) МеВ, якими опромінюють відповідну мішень 3 (літієвий або берилієвих), котрі народжують потік первинних нейтронів, які розмножуються в першій (центральної) секції кожного з шести підкритичних Бланкет 2 і через нейтронний вентиль 4 потрапляють до другої (периферійну), і підкритичну, розмножуються секцію Бланкета 2. розмножуються секції Бланкета 2 виготовляються по реакторних технологій і мають спектр нейтронів досить жорсткий, щоб нейтрони з мінімальним поглинанням проходили через вентиль 4 в напрямку від мішені 3. у зворотному напрямку, до центру Бланкета 2, проходження нейтронів послаблюється в 10-1000 разів, оскільки працює структура вентиля 4: послідовне уповільнення і захоплення нейтронів. Кожна секція Бланкета 2 працює в підкритичних режимі з ефективним коефіцієнтом розмноження К еф = 0,90-0,97, максимальна величина якого визначається умовами ядерної безпеки. Таким чином, утворилися від мішені 3 нейтрони множаться в першій розмножуються нейтрони секції Бланкета 2 з коефіцієнтом множення К у = 1 / (1-К еф), а швидкість генерації нейтронів ділення n 1 в першій секції Бланкета 2:

n 1 = 1 · K y · K пр, н / с, де I струм пучка прискорених Дейтон;

До пр коефіцієнт перетворення Дейтон в нейтрони.

Розмножуються секція створюється з великою витоком нейтронів через бічну поверхню і вентиль 4 так, щоб коефіцієнт передачі нейтронів з попередньої в наступну секцію До n був не менше 0,1 така частина нейтронів надходить на збудження (розмноження) наступної секції Бланкета, де розмножується з відповідним До еф цієї секції. Отже, швидкість генерації нейтронів n 2 в другій секції Бланкета 2 буде

n 2 = n 1 · K y · До n = I · K y 2 · K n · К пр, н / с

Таким чином, кожен з секціонованих нейтронними вентилями 4 Бланкет 2 працює як помножувач нейтронів від мішені 3 з істотно великим коефіцієнтом множення нейтронів, ніж для звичайного односекційного Бланкета, причому кожна секція Бланкета 2 має задану величину К еф, яка визначається вимогами ядерної безпеки установки.

Теплоносій, що охолоджує бланкет 2, по трубах вихідного колектора 8 надходить в теплообмінник-парогенератор 9, де частково випаровується і пускає в хід блок турбін 11, що запускає генератор електричної енергії 12. Конденсат після конденсаторів турбін 11 через головний циркуляційний насос 10 знову подається через труби вхідного колектора 7 в кожну з комірок 1.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. ЕНЕРГЕТИЧНА ЯДЕРНА ВСТАНОВЛЕННЯ, що містить принаймні одну підкритичну і розмножуються нейтрони осередок, виконану у вигляді розміщеного в захисному боксі циліндричного Бланкета, розташованого навколо нейтронопроізводящей мішені, яка взаємодіє з пучком іонів прискорювача, що відрізняється тим, що бланкет розділений на розмножуються нейтрони секції по крайней міру одним кільцевим нейтронним вентилем, що забезпечує поглинання потоку нейтронів з розмножуються секції в сусідню у напрямку до мішені в 10 1000 разів.

2. Установка по п.1, що відрізняється тим, що нейтронний вентиль виконаний у вигляді розташованих в напрямку від мішені суцільних шарів поглинача теплових нейтронів і сповільнювач швидких нейтронів.

3. Установка по п.1 і / або 2, яка відрізняється тим, що число нейтронних вентилів в одній комірці не перевищує п'яти.

Версія для друку
Дата публікації 25.03.2007гг


НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів