Проводившиеся в период с 1905 по 1912 исследования продуктов распада урана, тория и актиния (RdTh, MsTh1, MsTh2, RaA, RaE, AcB и др.) Исходной целью использования ядерного топлива является получение тепловой энергии. Накопленный опыт в проектировании и эксплуатации ТВС указывает на то, что экономичность работы реакторов типа ВВЭР достигается при достаточно высоких тепловых нагрузках топлива.

Внутренняя шахта

      Конструкционно шахта представляет собой вертикальный цилиндр с перфорированным эллиптическим днищем, в котором закреплены опорные конструкции для ТВС. Своим верхним фланцем шахта устанавливается обычно на внутреннюю проточку, выполненною в верхней части корпуса реактора. При двухъярусном расположении входных и выходных патрубков на корпусе реактора, принятом в конструкции ВВЭР в нашей стране, на внутренней поверхности корпуса реактора предусматривается разделитель потока.

      При закреплении шахты необходимо обеспечить равномерный кольцевой зазор между шахтой и кольцом разделителя потока. Этот зазор рассчитывается из условия обеспечения плотной посадки шахты, по периметру разделителя потока при разогретом реакторе, что гарантирует минимальные холостые протечки теплоносителя.

      Конструкцией шахты и реактора предусматриваются меры по исключению вибраций и перемещений шахты в потоке теплоносителя, а также в случае возникновения аварийных ситуаций. От вертикальных перемещений и вибраций шахта обычно удерживается через упругие элементы крышкой реактора, от вибрации в радиальном направлении закрепление шахты обычно производится в нескольких местах по высоте реактора. В верхней и нижней частях шахта фиксируется шпонками, установленными на корпусе реактора, в средней части-плотной посадкой по окружности разделителя потока или специальными технологическими выступами.

      Для стабилизации потока теплоносителя и уменьшения факторов вибрационного возмущения верхняя цилиндрическая часть шахты перед выходными патрубками перфорирована большим количеством отверстий определенного диаметра. Напротив входных патрубков САОЗ шахты выполняются окна, через которые холодая вода, подаваемая в реактор при срабатывании САОЗ, проходит в верхнюю напорную камеру реактора.

      Нижняя часть внутрикорпусной шахты обычно повторяет форму днища реактора, т. е. выполняется эллиптической, тем самым увеличивается эффективность использования внутриреакторного объема и упрощается конструкция реактора в целом. Организованный профиль зазора между днищем шахты и внутренней поверхностью корпуса реактора, а также степень перфорации днища шахты должны свести к минимуму пульсации и неравномерности скоростей потока теплоносителя перед входом в активную зону. На перфорированном эллиптическом днище шахты закрепляются опорные конструкции для установки и дистанционирования тепловыделяющих сборок активной зоны. Опорные элементы конструируются в зависимости от формы хвостовика тепловыделяющей сборки. Например, в отечественном серийном реакторе большой мощности ВВЭР-1000 они выполняются в виде перфорированных труб, верхняя часть которых сделана в форме шестигранных призм и центральных круглых отверстий, где устанавливаются хвостовики ТВС. На торце каждого опорного элемента выфрезеровываются пазы для ориентации тепловыделяющих сборок с помощью фиксирующего штыря на них в плане. Перфорация опорных труб осуществляется в виде узких щелей шириной около3 мм для стабилизации потока теплоносителя, а также фильтрации<его от твердых частиц и защиты твэлов от механических повреждений. Хвостовики опорных элементов закрепляются неподвижно в эллиптическом днище шахты.

      В конструкции внутрикорпусных шахт предусматривается опорный пояс, служащий опорой для выгородки. Опорный пояс с элементами крепления и ориентации выгородки располагается обычно в нижней части шахты. На верхнем фланце шахты выполняются отверстия с резьбой, равномерно по окружности, для подрыва "транспортировки ее, а также для закрепления упругих элементов. С помощью защитного контейнера шахта может быть выгружена из реактора для проведения профилактического осмотра и при необходимости для ремонта в специальной шахте ревизии.

      Выгородка активной зоны предназначена для уменьшения неравномерности энерговыделения периферийных твэлов активной зоны путем поглощения избыточного энерговыделения; она также уменьшает холостые протечки теплоносителя мимо активной зоны и является элементом нейтронной защиты корпуса реактора.

      Конструкционно выгородка представляет собой обечайку, состоящую из нескольких граненых колец, количество которых определяется технологическими возможностями изготовления. Обычно граненые кольца скрепляются между собой трубами, которые используются при эксплуатации реактора под загрузку комплектов образцов-свидетелей корпусной стали, установке ионизационных камер и датчиков системы контроля перегрузки активной зоны реактора. Внутренняя конфигурация выгородки должна обеспечивать дистанционирование периферийных ТВС активной зоны. В граненых поясах выгородки предусматриваются сквозные отверстия по высоте, предназначенные для охлаждения конструкционного материала; как уже отмечалось, выгородка устанавливается и фиксируется на опорном поясе шахты реактора. Выгрузка выгородки из реактора для профилактического осмотра и ремонта производится совместно с внутрикорпусной шахтой реактора.

 

Технологическая схема энергоблока (ВВЭР-440, ВВЭР-1000) Атомные станции с реакторами РБМК 1000 Реактор БН 600 Атомная станция с реакторами на быстрых нейтронах /TD>

История развития радиохимии тесно переплетена с историей радиоактивности В отечественной практике такие схемы размещения ТВС в конкретном виде разрабатываются соответствующим персоналом АЭС с учетом различных факторов, в том числе установленных нормативных требований и рекомендаций по основным характеристикам активной зоны после очередной перегрузки топлива