Графітова кладка - Велика Енциклопедія Нафти та Газа, стаття, сторінка 2
Графітова кладка
Особливість цих-реакторів - безканальна активна зона, утворена графітовою кладкою, і конічна конфігурація нижнього відбивача - пода з одним центральним каналом вивантаження кульових твелів, що заповнюють власне активну зону. І дослідний, і промисловий прототипи енергетичного реактора виконані за однією паливною схемою з багаторазовим перевантаженням кульових твелів, спричиненою суттєвою нерівномірністю швидкостей проходження активної зони шаровьв твелами за наявності тільки одного вивантаження. Запропоновано заходи, пов'язані з ускладненням конструкції, але дозволяють забезпечити більш рівномірне просування всіх кульових твелів і здійснити принцип одноразового проходження активної зони. Як зазначалося вище, це дасть можливість отримати більшу об'ємну щільність теплового потоку і глибину вигоряння і більш високу температуру гелію на виході з реактора. [16]
Одним з основних вузлів уран-графітових реакторів великої потужності є багатотонна графітова кладка, яка повинна надійно працювати протягом усього терміну експлуатації АЕС, що досягає 30 років. Звідси виникають жорсткі вимоги до графіту як конструкційного матеріалу. [17]
p align="justify"> Нарощування одиничної потужності атомних електростанцій [68] обумовлює підвищення температури графітових кладок. У зв'язку з цим виникає потреба у забезпеченні захисту графіту від прискореного окислення для тривалий період експлуатації. [18]
Для зменшення поширення вологи, у разі течі труби, швами графітової кладки агрегату дано вказівку КБ заводу № 92 тов. Оляну спільно з представником НДІхіммашу опрацювати питання про можливість протягнути канавки по графіту вздовж каналу, по яких би стікала волога ву разі течі технологічної труби. [19]
В атомній енергетиці стала вельми поширеною знайшли уран-графітові реактори, основною частиною яких є багатотонна графітова кладка. Основне призначення кладки реактора на теплових нейтронах полягає в уповільненні швидких нейтронів, що народжуються при ланцюговій реакції поділу ядер. Внутрішня частина кладки, де розміщені твели, називається активною зоною; периферійна частина, що служить для-зниження витоку нейтронів, - відбивачем. [20]
Його сталевий герметичний корпус, оточений захисними шарами води та бетону, заповнений графітовою кладкою зі 128 вертикальними технологічними каналами для 512 тепловиділяючих елементів - тонкостінних трубок з нержавіючої сталі, покритих зовні на довжині 1 7 м кільцевим шаром уранового сплаву. Вода, що відводить тепло, циркуляційним насосом подається до верхньої частини технологічних каналів під тиском близько 100 атм з розподільного колектора первинного контуру, потім по центральних трубках цих каналів надходить в нижню частину реактора, проходить вгору по трубках тепловиділяючих елементів, згрупованих по чотири в кожному каналі , Далі через складальний колектор надходить в теплообмінник і по виході з нього знову направляється до розподільного колектора. Максимальний питомий теплознімання в каналах, що інтенсивно працюють, досягає при цьому 1 5 млн. ккал/м2 - годину. У міру вигоряння урану-235 канали з тепловиділяючими елементами витягуються з реактора спеціальним підйомним мостовим краном, обладнаним апаратурою дистанційного управління, і замінюються новими. [21]
Для усунення наслідків радіаційного ушкодження графіту було запропоновано та здійснено кілька варіантів періодичного відпалу графітових кладок. Відпал при температурі вище робочоїможе тривати протягом кількох діб. Однак, як показала аварія у Віндскейлі [168], внаслідок якої реактор № 1 був виведений з ладу, і велика кількість радіоактивних продуктів була викинута на навколишню територію, відпал радіаційних дефектів безпосередньо в реакторі - операція дуже небезпечна. Тому в реакторах з підвищеною температурою графіту немає небезпеки значного накопичення запасеної енергії. [22]
При розриві робочого технологічного каналу як виходить із ладу ТВС, а й руйнується графітова кладка у районі розриву струменем води та пари. Чим довше триває закінчення, тим більше пошкодження, тому необхідно якнайшвидше зупинити ЯППУ, розхолодити реактор і знизити тиск у контурі. Тому при розривах ТК ЯППУ має бути зупинено негайно. [23]
Для відведення тепла, забезпечення контролю цілісності технологічних каналів та створення захисної атмосфери в зоні графітової кладки в реакторній техніці використовують різні гази. Цим пояснюється наявність великої кількості робіт з вивчення взаємодії графіту з киснем, двоокисом вуглецю, воднем, парами води. [24]
У процесі роботи реактора відбувається передача енергії у-квантами і нейтронами, що уповільнюються, атомам вуглецю, що викликає розігрів графітової кладки . При цьому частка тепла, що генерується в графіті, становить 5 % теплової потужності реактора. Поряд із розігрівом кладки внаслідок зміщення атомів вуглецю з вузлів кристалічних грат відбувається значне зниження теплопровідності графіту, а також накопичення запасеної енергії. Температура кладки безпосередньо визначає величину та характер радіаційної деформації її елементів. Вплив цих радіаційно-термічних ефектів враховується при конструюванні кладокдля забезпечення відведення тепла, що генерується у графіті. [25]
Одним із заходів, що плануються або здійснюються в рамках передбачуваної реконструкції перших черг і виключають ймовірність загоряння графітової кладки, є збільшення пропускної спроможності систем, що скидають парогазову суміш з РП і тим самим запобігають його переопресовування і руйнування в аварійних (малоймовірних) ситуаціях з розривом. . [26]
Верхня частина реактора захищена масивною плитою, в якій є отвори, що точно збігаються з отворами в кладці графітової . [27]
При цьому слід враховувати можливі методичні похибки, спричинені термічним опором шару газу між робочим спаєм та поверхнею кладки графіту . [29]