Конструкция профилирующих устройств расхода
теплоносителя по ТВС (АЭС)
Регулировку расхода теплоносителя в активной
зоне реактора на быстрых нейтронах обычно осуществляют путем разделения
ТВС по зонам. Так, в реакторе «Феникс» активная зона подразделяется на
16 зон расхода натрия: 6 зон во внутренней топливной зоне, 4 зоны в
наружной топливной зоне, 3 зоны в радиальной зоне воспроизводства, 1
зона в регулирующих стержнях, 1 зона в экспериментальных ТВС, помещенных
в активной зоне, 1 зона в сборках стальной защиты. Нагрев натрия в
наиболее горячих ТВС при линейном энерговыделении 430 Вт/см достигает
700 °С. Для достижения одинакового перепада давления по активной зоне
(около 0,5 МПа) расход натрия изменяется от 25 кг/с в центральной ТВС до
0,2 кг/с в сборке стальной защиты. Поток натрия входит в ТВС в
радиальном направлении (рис. 2.21), причем натрий вначале проходит через
втулки, в боковых поверхностях которых имеются прорези, а длина которых
зависит от зоны регулирования.
Обычно для распределения теплоносителя между ТВС активной зоны, зоны
воспроизводства и хранилищем служит напорная камера с коллекторами (рис.
2.22). Конструктивно напорная камера представляет собой две
перфорированные плиты, соединенные обечайкой и гильзами. Гильзы, кроме
того, служат для установки и крепления коллекторов. Патрубки на обечайке
служат для подачи теплоносителя от насосов. В напорной камере
устанавливаются также дроссели, дозирующие расход теплоносителя на
охлаждение внутренних экранов, внутрикорпусной защиты, корпуса и других
внутрикорпусных узлов. Для более равномерного распределения
теплоносителя по всему объему напорной камеры внутри нее ставится
перфорированная обечайка.
В гильзах напорной камеры устанавливаются и крепятся своими хвостовиками
коллекторы, выполненные обычно для различного числа ТВС ( от одной до
девяти) (рис. 2.23). Хвостовики коллекторов уплотняются различными
типами уплотнений, как правило, спиральными.
Теплоноситель из напорной камеры через отверстия в гильзах и хвостовиках
коллекторов поступает по кольцевому зазору в распределительную камеру
коллекторов. Распределение теплоносителя по ТВС производится с помощью
системы дросселирования пропорционально тепловыделению в сборках (рис.
2.24, 2.25). Изменение расхода теплоносителя осуществляется уменьшением
или увеличением числа открытых отверстий в хвостовике сборки, изменением
длины запиточного пространства коллектора. Число откры-
тых отверстий уменьшается обычно от центра активной зоны к периферии по
мере возрастания порядкового номера дросселя в пределах каждой зоны
дросселирования.
Наряду с профилированием расхода по отдельным зонам для выравнивания
поля температур применяется профилирование концентрации ядерного топлива
по радиусу активной зоны. Обычно активную зону разбивают на две области
с топливом разного обогащения (см. рис. 2.17).
Рис. 2.22. Конструкция напорной камеры активной
зоны с коллекторами