ZR-6 - историческая сборка

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 28.01.2017

Критсборка ZR-6, работавшая в центральном институте физических исследований венгерской академии наук (ЦИФИ ВАН) в Будапеште - одна из тех установок, известных лишь узкому кругу специалистов, чей вклад в развитие программы строительства блоков с реакторами ВВЭР огромен.

В 70-ые годы атомная энергетика в странах СЭВ вышла за пределы Советского Союза. Блоки с ВВЭР предполагалось построить едва ли не в каждой социалистической стране. Практически сразу встал вопрос - необходимо объединить усилия всех заинтересованных государств для того, чтобы научиться такие реакторы хорошо считать.

В августе 1971 года в Будапеште прошла представительная конференция расчётчиков, на которой обсуждалась масштабная программа исследований на критсборках.

Её закономерным итогом стало подписание 23 февраля 1972 года соглашения о создании временного международного коллектива (ВМК) для проведения совместных исследований по физике ВВЭР.

Такое название ВМК получил 13 июня 1980 года при продлении соглашения о его создании. В исходном соглашении коллектив именовался как "Временный международный научно-исследовательский коллектив для проведения реакторнофизических исследований на критической сборке типа ВВЭР".

В состав ВМК вошли представители от СССР и всех шести стран Восточной Европы, участвовавших на тот момент в СЭВ. Позже к работе коллектива присоединилась Куба.

Базовым инструментом для проведения экспериментальных исследований была определена критсборка ZR-6, строившаяся в ЦИФИ с октября 1970 года. Первую программу совместных исследований утвердили в июне 1972 года, а 28 ноября 1972 года на сборке был успешно осуществлён физпуск.

15 февраля 1973 года на ZR-6 был дан старт первому эксперименту в рамках совместной программы.

С этого момента на ZR-6 и на её модернизированной версии ZR-6M (модернизация была выполнена в 1979 году) был накоплен огромный объём экспериментальных данных по нейтронно-физическим характеристикам уран-водных решёток для топлива реакторного обогащения - было исследовано более 300 различных вариантов.

ВМК прекратил свою деятельность в конце 1990 года (хотя некоторые работы по подведению её итогов продолжались ещё целое десятилетие) и сборка ZR-6 была выведена из эксплуатации, но полученные на ней экспериментальные результаты по-прежнему используются расчётчиками для нужд верификации и валидации их кодов.

Далее мы публикуем краткое описание критсборки ZR-6, взятое из первого тома сборника трудов ВМК (1984 год). Текст публикуется с минимальными корректорскими исправлениями.

Конструкция критической сборки

Критическая сборка ZR-6 предназначена для исследования физики уран-водных решёток, собираемых из укороченных тепловыделяющих элементов типа ВВЭР. Общий вид критической сборки показан на Рис.1.

Критическая сборка и её технологическая система размещаются в двух боксах, соединённых между собой туннелем (Рис.2).

Бокс критической сборки находится в центре зала, двухметровая бетонная стена которого отделяет критическую сборку от пульта управления.

Технологическая система (Рис.3) состоит из бака критической сборки, уровнемеров, сливной трубы, бака слива, двух подпиточных баков, насоса для заполнения бака критической сборки, дозирующего насоса, электронагревателя.

Рис.1.
Здесь и далее - для просмотра щёлкните левой клавишей мыши

Рис.2.

Рис.3.

Оборудование и трубопроводы технологической системы изготовлены из нержавеющей стали.

Бак критической сборки цилиндрической формы диаметром 1,8 м и объёмом 10 м³ рассчитан на давление 0,5 МПа и температуру 150°C.

Активная зона критической сборки собирается из сплошной (основание) и двух перфорированных (верхней и нижней) дистанционирующих плит, изготовленных из нержавеющей стали марки KO-36 (венгерский стандарт), в отверстия которых вставляются тепловыделяющие (твэлы) и поглощающие (пэлы) элементы (Рис.4 и 5).

Шаг решётки в первом наборе дистанционирующих плит составляет 12,7±0,05 мм, во втором - 11,0±0,05 мм.

Рис.4.

Рис.5.

Кроме верхней и нижней дистанционирующих плит для обеспечения ядерной безопасности и сохранения правильного шага решётки используются промежуточные дистанционирующие плиты, расположение и материал которых (нержавеющая сталь KO-36, алюминий, плексиглас) изменялись в зависимости от критической высоты замедлителя и характера экспериментов.

В случае алюминиевой промежуточной дистанционирующей плиты вырезанный в ней сектор с центральным углом 30° в некоторых экспериментах сдвигался относительно этой плиты.

Для аварийной защиты и ручного регулирования мощности критической сборки используются составные стержни, верхняя часть которых представляет собой циркониевую трубку, заполненную карбидом бора, а нижняя часть - обычный твэл.

В зависимости от размеров активной зоны и условий эксперимента число таких стержней изменялось от четырёх до восьми.

При экспериментах с полным верхним отражателем управление цепной реакцией осуществляется стержнем ручного регулирования, при экспериментах с неполным уровнем замедлителя - изменением уровня замедлителя.

Детекторы для измерения мощности критической сборки размещены в баке таким образом, что их положение в радиальном и аксиальном направлениях может меняться в широких пределах.

Уровнемеры для грубого измерения уровня замедлителя расположены в вертикальных трубах, присоединённых через патрубки к баку критической сборки.

Сливная труба служит для быстрого удаления замедлителя из бака критической сборки в бак слива в случае срабатывания аварийной защиты. Для этой цели бак критической сборки оборудован двумя независимыми быстродействующими электромагнитными клапанами диаметром 150 мм каждый.

Два подпиточных бака объёмом по 10 м³ используются для подготовки и хранения замедлителя. В одном баке обычно хранится дистиллированная вода, во втором - раствор борной кислоты в воде.

Нужный замедлитель из подпиточного бака сначала поступает в бак слива, откуда затем перекачивается в бак критической сборки, заранее заполненный соответствующим количеством твэлов.

Для быстрого заполнения бака критической сборки предназначен центробежный насос производительностью до 0,15 м³/мин, для медленного заполнения - дозирующий насос мембранного типа производительностью до 0,009 м³/мин.

Управление критической сборкой и измерительные приборы

Контроль за мощностью критической сборки в системе управления и защиты осуществляется с помощью двух импульсных и четырёх токовых каналов.

Показания импульсных каналов регистрируются печатающим устройством, показания токовых каналов - двумя самописцами.

Система управления и защиты сконструирована по принципу, исключающему неконтролируемое состояние активной зоны во всём диапазоне мощности, проведение на работающей критической сборке операций, недопустимых с точки зрения ядерной и радиационной безопасности, работу при выходе из строя ответственных элементов системы.

Оценка данных, получаемых с измерительных приборов, производится логической системой, которая в случае превышения заданных предельных величин или выхода из строя ответственных приборов подаёт звуковой и световой сигналы или команду для срабатывания органов управления.

Логическая система, составленная по блочно-контурному принципу из полупроводниковых бесконтактных элементов, является самоконтролирующейся.

Для измерения уровня замедлителя в баке критической сборки служат два грубых уровнемера поплавкового типа с номинальной точностью измерения
±1 мм и один точный уровнемер контактного типа с точностью измерения
±0,02 мм.

Концентрация борной кислоты в замедлителе определялась методом титрования щёлочью (NaOH) в присутствии маннита. Точность измерения концентрации борной кислоты составляет ±0,5%.

Мощность критической сборки, абсолютная калибровка которой проводилась методом активации золотой фольги, изменялась в пределах 1-50 Вт, что соответствует средней плотности потока тепловых нейтронов 10⁷ - 5×10⁵ нейтрон/(см²с).

Возможно, в тексте есть опечатка в максимальном значении средней плотности потока. - Прим.AtomInfo.Ru.

Дозиметрический контроль в зале критической сборки и на рабочих местах осуществляется с помощью многоканального прибора для измерения уровня нейтронного и гамма-излучения.

Имеется возможность периодического контроля активности аэрозолей и газов в воздухе зала критической сборки.

Ключевые слова: История, Исследовательские реакторы, Венгрия, Статьи

---

Другие новости:

Энергоблок №6 Нововоронежской АЭС вышел на 100% мощности

Далее будут проведены 18 испытаний на уровне мощности 100%.

Дэвид Николс: атомный план "Eskom"

ЮАР интересуется передачей технологий.

"Куданкулам-2" выведен на 100% мощность

Операции по подъёму мощности с 90% до 100% прошли в соответствии с технологическим регламентом.

---

---

---

---

Поиск по сайту: