Внутрикорпусные конструкции реактора с натриевым
теплоносителем (АЭС)
Назначение внутрикорпусных элементов конструкции заключается в креплении
активной зоны и распределении расхода теплоносителя внутри реактора. Они
несут механические нагрузки, обусловленные весом конструкции и перепадом
давления, возникающим за счет гидравлического сопротивления активной
зоны. Обычно в реакторах с целью согласования принудительного потока
направлением естественной циркуляции в активной зоне создается
восходящий поток, т. е. направленный снизу вверх. Подвод натрия в нижнюю
часть активной зоны при догружном варианте осуществляется с помощью
трубопроводов или каналов другой конфигурации, размещенных внутри бака.
Для петлевой компоновки характерно многообразие способов подвода натрия
к активной зоне и зоне воспроизводства. Например, в реакторах IOYO,
БН-350,. «Рапсодия», FFTP трубопроводы приварены к патрубкам в нижней
части корпуса. В конструкциях реакторов SNR, AI выходные патрубки
размещены в верхней части корпуса, а подводка вниз осуществляется через
внешний кольцевой зазор внутри корпуса. И при интегральной, и при
петлевой компоновках натрий, перемешиваясь в нижней сборной камере,
проходит к опорной плите активной зоны, а оттуда — ко всем ТВС. Натрий,
вышедший из ТВС, перемешивается в верхней сборной камере и направляется
в промежуточные теплообменники. На выходе из каждой ТВС производят
контроль температуры выходящего натрия, однако из-за перемешивания струй
натрия, выходящих из соседних каналов получить высокую точность
измерений не всегда удается.
При конструировании предусматривают меры (ограничительные плиты и др.)
против увлечения защитного газа, заполняющего реактор, при выходе
теплоносителя из верхней сборной камеры, так как двухкомпонентный поток
вызывает пульсации реактивности при последующем прохождении активной
зоны.
Для реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем характерны
высокая скорость теплоносителя в активной зоне и большое гидравлическое
сопротивление. Из-за этого в конструкциях с восходящим потоком
натриевого теплоносителя подъемная сила, пропорциональная
гидравлическому сопротивлению, становится обычно больше веса топливной
сборки, поэтому возникает необходимость в механизмах удержания ТВС (см.
рис. 2.18, 2.19). В большинстве проектов применяется способ
уравновешивания подъемной силы за счет использования гидравлического
баланса давлений.