Солонин ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРНЫЕ УСТАНОВКИ Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Н.Э. Баумана, 2010 c СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ α—альфа-частица; состоит из двух протонов и двух нейтронов, идентична ядру атома гелия; вид ионизирующего излучения αТ — температурный коэффициент реактивности β — бета-излучение — вид ионизирующего излучения — поток электронов или позитронов; эффективная доля захватывающих нейтронов γ — гамма-излучение — вид ионизирующего излучения (элекот условий критичности; доля избыточной генерации нейтронов в общей генерации Kэф — коэффициент размножения нейтронов эффективный — тромагнитное излучение) ρ = (Kэф−1)/K — реактивность, мера возникшего отклонения отношение числа нейтронов, образующихся при реакции деления, к числу нейтронов, теряемых вследствие поглощения и утечки за определенный промежуток времени Ср — удельная теплоемкость l — среднее время жизни нейтронов в реакторе n — плотность нейтронов Nт — тепловая мощность реактора t — время Т — температура CПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АПЛ — атомная подводная лодка АС — атомная станция АСТ — атомная станция теплоснабжения АЭС — атомная электрическая станция 3 АЭТС — атомная энерготехнологическая станция БН — реактор на быстрых нейтронах (теплоноситель — расплавленный натрий); БН-600 — реактор БН с электрической мощностью 600 МВт ВВЭР — водо-водяной энергетический реактор; вода выполняет функцию замедлителя нейтронов и теплоносителя; ВВЭР-1000 — реактор ВВЭР с электрической мощностью 1000 МВт ОЯТ — облученное (отработавшее) ядерное топливо ПС — поглощающие стержни РБМК — реактор большой мощности канальный, реактор с кипящим теплоносителем и графитовым замедлителем СУЗ — система управления и защиты ТВС — тепловыделяющая сборка ТУК — транспортно-упаковочный контейнер, создается для перевозки облученных (изготовленных на предприятиях ЯТЦ) ТВС ЯРД — ядерный реактивный двигатель ЯТЦ — ядерный топливный <...>
Ядерные_реакторные_установки.pdf
УДК 621.039
ББК 31.4
C60
Рецензенты: В.П. Сметанников, И.Г. Суровцев
C60
Солонин В. И.
Ядерные реакторные установки : учеб. пособие / В. И. Солонин.
– М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. – 87, [1] с. :
ил.
Изложены основы физических процессов, определяющих задачи
разработки и современный облик ядерных реакторов и реакторных
установок различного назначения, их ядерный топливный цикл, подходы
к обеспечению безопасности, снижению риска использования
объектов ядерной техники.
Для студентов первого курса, обучающихся по специальности
«Ядерные реакторы и энергетические установки» и изучающих курс
«Введение в специальность».
УДК 621.039
ББК 31.4
Учебное издание
Солонин Владимир Иванович
ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРНЫЕ УСТАНОВКИ
Редактор Е.К. Кошелева
Корректор Г.С. Беляева
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 15.09.2010. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 5,1. Тираж 200 экз. Изд. № 158.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
-МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010
c
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список условных обозначений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Cписок сокращений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Глава 1. Ядерные реакторы. От научных основ — к разработке
оборудования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1. Ядерно-физические и тепловые процессы . . . . . . . . . . . . . 10
1.2. Конструктивные и технологические решения элементов
активных зон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3. Оборудование ядерных реакторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Вопросы к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Глава 2. Ядерные энергетические установки. Реакторные установки
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1. Преобразование энергии. Оборудование и системы . . . . 47
2.2. Контуры теплоносителя, рабочего тела . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.3. Реакторные установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.4. Машинное и безмашинное преобразование энергии. . . . 53
2.5. Управление реактором, реакторной установкой, атомной
электрической станцией. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Вопросы к главе 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Глава 3. Ядерный топливный цикл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.1. Технологии ядерного топливного цикла . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2. Перегрузка топлива на ядерных установках. . . . . . . . . . . . 61
3.3. Транспортировка облученного ядерного топлива . . . . . . . 64
3.4. Хранение облученного ядерного топлива . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5. Открытый и замкнутый ядерные топливные циклы . . . . 67
Вопросы к главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
87
Стр.87
Глава 4. Вопросы безопасности ядерных технологий . . . . . . . . . . . 73
4.1. Потенциальная опасность ядерных энергетических
установок, атомных станций. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2. Локализация активности продуктов деления . . . . . . . . . . . 75
4.3. Глубокоэшелонированная защита. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.4. Ограничение радиационного риска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Вопросы к главе 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Стр.88