ИТЭФ ~ 62

ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

В.М.МИХАЙЛОВ, ЛАМЫРЦЫМОВА

ВОЗМОЖНОСТИ ВЫРАВНИВАНИЯ

ПОЛЕЙ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ

В ТЯЖЕЛОВОДНОМ

МОДЕРНИЗИРОВАННОМ РЕАКТОРЕ ТВР — М

М О С К В А 1985

С 621.039.521 M-I6

Сравниваются возможности выравнивания полей энерговыднле-

идя в исследовательском реакторе ТВР-М с помощью исполкитель-

кюс органов СУЗ или путем заполнения каналов СЖР замедлителем.

Показана лриблкзитольная эквивалентность обоих способов. Для

каждого из ннх определено изменение нейтронных потоков в от-

ражателе реактора.

1. Введение *

2. Воздействие СЕР на энерговыделение в ТВС 3

3. Воздействие стержней СУЗ на радиальное и высотноераспределение эн&рговыделения в ТВС 12

4. Поток нейтронов в отражателе 21

5. Швода 26

6. Литература 27

( с ) Институт теоретической и экспериментальной физики, 1985

I. В в е д е н и е

В реконструируемом исследовательском реакторе TRP-M для воз-

действия на поле энерговыделения предполагалось использовать

систему жидкостного регулирования (СЖР). Система представляет

собой полые вертикальные каналы, выполненные из циркония и рас-

положенные между тепловыделяющими сборками (ГВС), которые могут

быть заполнены тяжеловодным замедлителем. При заполнении каналов

происходит увеличение коэффициента размножения реактора.

Изменение реактивности в течение цикла (т.е. промежутка

времени между перегрузками топлива), которое не удается устра-

нить введением в ТВС выгорающего поглотителя - гадолиния, сос-

тавляет &К~3% (в эту величину включено также д КЛ £т , свя-

занное с установлением равновесного поглощения в ксеноне и са-

г/арии). Это изменение может быть скомпенсировано заполнением

каналов СЖР.

Кроме того, в начальный период цикла отдельные каналы СЖР

или их грушш могут заполняться замедлителем для выравнивания

радиального поля энерговыделения в ТВС без воздействия на вы-

сотнсе распределение в них.

В то же время, на распределение энерговыделения (одновре-

2

менно радиальное и зысотное) можно воздействовать и при помощи

компенсирующее стержней СУЗ.

Б настоящей работе сравнивается воздействие СЖР и компен-

сирующих стержней на распределение мощности в ТВС и нейтронных

потоков в отражателе, Принципиальное различие этих двух спосо-

бов состоят в том, что уменьшение коэффициента размножения при

погружении компенсаторов связано с поглощением в них нейтронов,

а достижение того же эффекта с помощью СЖР (каналы - сухие) уве-

личивает отток нейтронов в отражатель, "роме того, частичное

погружение стержней СУЗ приводит к перераспределению аксиально-

го хода энерговыделения в ТВС и потока нейтронов в эксперимен-

тальных каналах.

Воздействие СЖР и компенсаторов яа характеристики реактора

рассматривалось в начале камлании, когда наступает равновесное

отравление ксеноном и самарием, т.е. по прошествии, примерно

четырех дней работы реактора ( t=tj), но должен иметься запас

реактивности на ведение кампании. До этого времени реактор нахо-

дится в стадии переходных процессов, когда основной задачей яв-

ляется компенсация быстрых изменений реактивности. В конце кам-

пании перед остановкой реактора все каналы СЖР должны быть за-

полнены замедлителем, а компенсаторы полностью извлечены, чтобы

использовать весь запас реактивности. Поэтому максимаяьное воз-

действие на нейтронные поля в реакторе может осуществляться при

t - %, и по мере выгорания топлива это воздействие будет умень-

шаться.

Трехмерные гетерогенные расчеты делались по программе

TREC 6 / 1 / в четырехгрупповом приближении. Характеристики ка-

налов, используемые при расчетах, определялись по многогрушю-

вой программе TKIPOH /2/.

3

2. Воздействие СЖР на энерговыделение Б ТВС

Приведем схегяу взаимного расположения ТВС и каналов СЖР в

активной зоне реактора, а также размещения регуляторов в тяжело-

водном отражателе (рис.1) и схему компоновки реактора в пределах

бака, где представлено положение вертикальных и горизонтальных

экспериментальных каналов (ЭК) в отражателе (рис.2). На этой схе-

ме номера ячеек отвечают следующим типам каналов: 1,2,3 - ТВС с

разными выгораниями топлива, 4 - вертикальные ЭК, 5 - каналы СЖР,

6,7,8 - стержни СУЗ (автоматические, компенсирующие и аварийные,

соответственно), 9-17 - ячейки с горизонтальными ЭК (различные

номера соответствуют каналам, проходящим на разных по высоте

уровнях), 0 - ячейки отражателя, свободные от ЗК. Загрузка ак-

тивной зоны при t = ^v состоит из трех сортов ТВС (по 6 ТВС каж-

дого сорта) с выгораниями урана-235 ^.=0.0184, 0.185 и 0.352;

ТВС с наименьшими выгораниями стоят во внутреннем кольце актив-

ной зоны, с наибольшими - в наружном.

Для каждого из рассчитанных вариантов будут приведены сле-

дующие величины, характеризующие распределение энерговыделения

в горизонтальной плоскости: Д - отношение знерговыделения в

максимально напряженной сборке (ТВСм а к с

) к среднему; l) - отно-

шение энерговыделений в максимально и минимально напряженных ТВС;

Pi ,• L =1,2,3 - то же отношение в пределах каждого из трех колец

ТВС; последние величины характеризуют неравномерность выгорания

топлива, поскольку при перегрузках перемещение топлива ведется

кольцами и, следовательно, различие энерговыделения между коль-

цами не влияет на разброс глубины выгорания: все ТВС по 1/3 кам-

пании проводят в каждом из колец.

У

копал

SO'

Сечение по оси, проходящей через центр актиВной ЗонЬ

Рис.1. Размещение ТВС, каналов СЖР и стержней СУЗ

• Ji J .. картограмма загрузки ф/

л i * . н и о о о а*/i\ г . n i i i i i i i i i i < 4. о c a n /

У • 0 OlHiiHHiU 4 a A Di l i ! D ,4 ЧИ 0 0 'Oi iUlfJ5f5 4 о с 011И / «

Ш П И Ц У о o K i i t e i s i s о в o i i i * i 4 4 ( И6 о Ш Ш 5 < М 5 О1<НМ64«(5 » 1 0141/Г a 01MJ7 . - i l l lK OiSiiiiiSiS BUiHHS о fll*l#«* ЛИНИ

• ••• цшцииыыы5Ш51?ты.щ о oui*40 -СЦ_в 0 0 0 0lbllHb4ll*lbl6lSlfibl6tbi?lJll4 01717471111 Оi l 0 0 - ^ 0 0 0 0 0 0 OlkibikihlS 0141'4.*15iAl*<717i717(7 all»»•••• o * o o ~ * ^ o o o o o o e o e e e tHAtSisiau 5 1 7 1 7 1 7 1 7 O I H I1 » 0 0 4 0 t \ « 0 0 0 0 0 0 0 0 6 OAlSfSlt 9 * 7 1 7 1 7 1 7 C 4 1 J 41 * . . . . o * D O * O B ^ e ^ O 0 0 0 : 0 fi n n Я 0 1 5 1 6 9 в 4 7 4 ? 1 7 4 7 Ш 1 1 4!»••• 0 0 0 4 Q O O O О -С̂ О Г C' y s S s \ t 0 llSi Si7lTl7lZt5l5li 016 В t П И H 1 t «. ! / ' ' 5 5 i s \ 0 015 S 9174Г1В1515 0И17... p o o o o o o o o e e 1 Д . 5 ! ' п з\с 717 9 9 i 7 i z i J i 5 i m i tI t O C O O O O O O o O O P S ^ O * i 5 5> O 1 7 1 1 1 Z 1 Z 1 Z 1 5 1 5 1 ! 1111* 9 - - - О О О С 0 0 0 0 1 4 < 4 * 0 ) 2 5 s ^ u . S 5 8 ( 0 Г1? * » 1 2 1 I I 3 1 7 1 7 1 1 I Iг о о в 0 1 4 4 4 1 « * / r 4 4 i 4 1 * ^ < 5 5 1 Ж i ^ l 5 S) 0J7 9 1 7 U 1 3 1 3 i 7 l 7 l 7 l l*!•• • l U i M 4 4 1 4 1 4 1 4 i 4 1 « 1 4 1 4 1 4 \ j ) . 4 J ^ - 3 / о П « 9 1 0 1 3 1 3 1 3 1 7 1 7 0 02 2 4 4 U m 4 1 4 1 * l « 0 0 0 0 0 \ S ? S 5 г Д / о > П 7 9 l 0 1 0 l 3 t 3 1 J ! 7 0 42 3 - - - i i i J D S O e o O O O O ? 0 o \ £ _ ? _ £ / o 0 1 7 1 7 I f l l 0 J O 1 7 1 3 ! J i f f 0 0 0г* O O D O O O O O O O O 0 l * t 4 О О С » f 1 1 0 1 0 t 0 ' ! O 1 0 l 7 1 5 i 5 1 ! в 0tS D M М И Ш 8 Ш < 1 * ' O l « " I «ICigjOItr-o n i s i 111 0г * 0 0 0 0 i О О О О О 01А14 0 0 0171710101010 9 tA 4^61111 И О* 7 0 0 * 0 0 * 0 0 0 01*1414 Ol3J3i71OIO101O Я 4 0 0 4 ^ 1 1 J I2* 0 0 0 4 0 ( 5 0 0 01*t*l+JJ131313jOieiO * <J<14 О О С DH- e2* 0 * 0 0 * 0 0 OUl41*13J31Jl3 l018 О * * 9 l * J 4 4 0 0 0 "•<?SO 0 0 4 0 0 * 0 l A I * i 6 l J l > l 5 i 7 1 7 i 7 < 417171414 0 0 ? P31 • 0 0 * 0 OiAibitlilSirn 0..7ГТ A 4 t ' i 4 1 J l i 4 0SS о н о 0 Ш Й 1 6 1 Э Ш 7 0 017171717I7 0 1 И 1 0 033 в 0 Н М 1 1 Л Ш 7 * 0 017171717(7 0111111 034 i l l l l J i l i J l T 0 S « 1 M U 1 1 U 7 1 7 О Н И3* / l l l U I 0 4 0 * * U J J i m i l О С3t : 0 0 О g o « i l l l l l l l l l 0S7 / . о omul

Рис.2. Картограмма загрузки реактора

6

Сопоставим характеристики реактора для вариантов, когда ка-

налы СЖР пустые и заполненные Ф^О. Изменение реактивности А К,

величина радиального коэффициента неравномерности энерговыделенкя

по активной зоне Д&_ и отношение максимальной и минимальной мощ-

ности по трем рядам ^ выписаны в таблице I. Распределения энер-

говыделения изображены на рис.3; для наглядности точки, относящи-

еся к одному сорту ТВС, соединены плавными линиями - сплошными*

для варианта с заполненными каналами СЖР и пунктирными, когда ка-

налы пустые. Из таблицы I следует, что выигрыш в К ^ при заполне-

нии СЖР водой составляет- ~3$. Что касается характеристик энерго-

выделеякл, то все они изменились незначительно и в основном в

сторону улучшения. Этот вывод подтверждается рассмотрением рис.3:

поле энерговыделения изменяется так, что кривые, объединяющие ТВС

одного сорта, смещаются параллельно самим себе, почти не меняя

формы. Поэтому величина неравномерности выгорания топлива почти

не меняется, происходит лчшь перераспределение доли энергии, вы-

деляемой каждым из сортов ТВС. Величина максимального энерговыде-

ления снизилась с ^'=1.482 до 1.467 МВт/канал, т.е. на «Л#.

Для того, чтобы получить представление о возмояностях воз-

действия с помощью СЖР на поле энерговыделения, был рассчитан ва-

риант, в котором заполнялась только половина ее каналов. "Грани-

цей" раздела сухих и заполненных тяжелой водой каналов служила

линия, проходящая через центр активной зоны от (£ =90° до 270°

(см. рис.2). Такой выбор связан с тем, что, как видно из рис.3,

поле экерговыделения имеет максимум при !р^180°. Оказалось, что

добавление замедлителя в зону пониженного потока не только выпра-

вило его, но даже вызвало перекос в другую сторону. Результаты

этого расчета приведены в таблице I и на рис.4, который аналоги-

чен рис.3. Для сравнения на рис.4 повторены (пунктирные) кривые

Рис.3. Распределение мощности для вариантов сS«0 Sro iOO 3iO

пустыми и заполненными каналами

W> MBm/кая

oo

1Ъ

30 90 /&О 450 /SI? 2Ю " 2.40 2?0 300 S$0 JSO

Рис.4. Распределение мощности для вариантов с пустыми и половиной заполненных какалоа С2Р

для варианта с пустыми каналами СЖР. Эти результаты показывают,

что GKP представляет собой достаточно эффективное средство воз-

действия на поле энерговыделения. Становится также ясным, что

для заполнения надо выбирать каналы вблизи ТВС с наименьшими

энерговыделениями, чтобы увеличить в этой области поток нейтро-

нов. Определим наименее напряженные ТВС: согласно рис.3,это три

канала третьего сорта, соответствующие углам <р=0,60,300°.

Т а б л и ц а I

Эффективный коэффициент размножения и характеристикинеравномерности энерговыделения в горизонтальнойплоскости в вариантах с различным наполнениемканалов СЖР

Количество кана-лов СЖР с водой

36(все заполн.)

ОСвсе пустые)

18(половина)

6

10

^Ф

1.0370

1.0064

1.0222

1.0100

I.0I27

—

3.06

1.48

2.70

2.43

IU

1.056

1.067

1.078

1.053

1.039

])

I.I65

I.I49

I.15I

I.II6

1.078

1.035

1.036

1.088

1.025

I.0I9

1.087

1.093

1.056

1.058

I.02I

3

I.II9

I.I26

1.048

1.088

1.052

Заполнение 6 каналов СЕР вблизи этих ТВС приводит к резуль-

татам, показанным на рис.5. Можно видеть, что максимальное энерго-

выделение в ТВС снизилось, а минимальное - увеличилось, так что

/Ц^ улучшилось на ̂ 1.55&. Каналы третьего сорта при <р=0 и 60°

по-прежнему недогреты, поэтому вблизи них были заполнены еще 4

канала СИ*. Полученлые результаты энерговыделений приведены на

ркс.6, где 5 ТВС кз 6 третьего сорта имеют почти одинаковую мощ-

•.3

•

О 30 €D 30

Рис.5. Распределения мощности

S-tO "240 ~£Ю Э*Й?/so '~~~ш" 24о ш~~ Sao ззо sso

вариантов о пустыми и 6 ипл^иксшными каналами СЖР

о

•i.S

МВт/lean.

0 JO 60 90

Рис.6. Распределение мощности для вариантов с пустыми и 10 заполнена "щ каналами СЖР

12

ность. Неравномерность энерговыделения по двум другим сортам так-

же заметно уменьшилась (см. таблицу I).

Таким образом, выборочное заполнение каналов СЖР замедлите-

лем позволяет улучшить выравнивание поля энергозыделения в IBC до

Jt^ =1.039 (вместо 1.056 со всеми заполненными каналами СЖР) без

воздействия на высотное распределение мощности.

3. Воздействие стержней СУЗ на радиальное и высотноераспределения экерговыделения в ТВО

Рассмотрим возможность воздействия стержней С73 на радиаль-

ное поле энерговыделения в ТВС. В качестве реперкого взят вариант

с заполненными замедлителем каналами СЖР. Длл устранения перекоса

использовались компенсаторы (один - в ячейке 15-12х' или три - в

ячейках 14-18, 15-12, 23-12, см. картограмму на рис.2), располо-

женные в области повышенного потока нейтронов.

Будем последовательно погружать компенсаторы на разную глу-

бину. Получающиеся при этом величины Ц.^,, ^ \}- и

Д К приведем в таблице 2, а радиальное распределение экерговыде-

ления (для двух наружных рядов ТВС, поскольку внутренний - самый

гладкий и меняется мало) - на рис. 7 и 8. Там же представлек ре-

перкый вариант (пунктирные линии).

Из рисунков видно, что радиальное выравнивание можно улучшить

в наибольшей степени погружением одного КО на глубину ~70 см (т.е.

на 10 см ниже верхнего уровня активной зоны), а трех КО - на глу-

бину ~ 60 см (т.е. примерно вровень с верхом активной зоны).

При этом, уменьшение коэффициента размножения по сравнению с ре-

перным вариантом составляет дК=0.9$ та 1Л% соответственно.

х^Номера ячеек содержат два числа - номер ряда и ячейки в ряду.

ik- pJO SO §0 t$t? J5O У8О £tO 8$O £?0 300

Рис.7. Распределение мощности для вариантов с заполненными каналами СЖР и одним опущенным КО

M

6 iO 60 90

Рис.8. Распределение мощности для вариантов с заполненными каналами СЖР я тремя опущенными КО

Погружение КО на большую глубину (80 и 70 см) приводит к тому,

что U^ начинает увеличиваться, в то время как выравнивание по

каждому отдельному сорту ТБС продолжает улучшаться; величина Л К

достигает ^ 1.2% и 2.2%, соответственно.

Т а б л и ц а 2

Радиальные характеристики неравномерности энерговыделенияв зависимости от положения КО

Вариант

релерн.

4К01

3KD*

Глубина

погруж.

0

70

80

90

60

70

80

1.0370

1.0280

1.0245

I.0I9

1.0230

I.UI46

1.0033

дк,*

—

0.90

1.25

1.80

1.40

2.24

3.37

1.056

1.050

1.053

1.059

1.055

1.057

I.07I

У

I.I65

I.I43

I.I43

1.202

I.I63

I.I65

I.I97

%

1.035

I.0I7

I.0I4

I.02I

1.022

I.0I5

I.0I6

1.087

1.045

1.039

1.073

1.054

1.050

1.090 i

I.II9

1.050

1.047

1.105

1.088

1.061

1.078

Солоставление полученных данных показывает, что погружение

одного компенсатора позволяет получить лучшее выравнивание при

меньшем значении Д К.

Сравним данные таблиц 1 (с заполнением каналов СЖР) и 2 (с

погружением компенсаторов). Можно видеть, что заполнение каналов

СЖР позволяет получить несколько лучшее выравнивание мощности по

радиусу; что касается неоднородности мощности в пределах одного

сорта ТВС, то она практически одинакова.

Рассмотрим влияние погружения компенсаторов на высотное поле

16

.

; У

alt

J^-Xr-

n_

$.0

46

— — -I

'

Sf-i | —a.....

- т 1 ^

A

" • / •

1 '

... i ;..i

4 бо \

/

f

?0_„.; j,_ I

ю

•

: j

/

r

// - /

""A ;/1 •/

A~ j

; j

r~—

T '• '-•

h:

/ j. .1

/ \

/

f

>

• ' : • '

\

Лi.

I '•

•~rr-

i -

: - J

.:. - L. '.

• . t

iO 90•

-—~

Ш \

—

: • ' ; • . ' • : : : . " . ; .

~- —-——

: ;_;J :: . .ii • ' i . ;: Г .

^ -

—\

#0 \

— \ —

Щ

—~—1

!

~—f

••-tea. A, • :!••• i •• j -

.' 1 . Л ' .. . J

- - - - -

- - ;

/•Г; A'..»:.-:

.•...•;:.. j • :

'•; : i •; ::-

;:•• г . •

•"•• • i ч • :

- -:: j . :. i- л :-.

; . i,

Рис.9. Воздействке одного КО на энерговвделение в ТВС 17-13

17

Рис. 10. Воздействие трех КО на энерговвделение в ТБС 27-13

18

энерговыделения. На рисунках 9 и 10 лок-.зана деформация распреде-

ления Vj[h) зри опускании одного или трех КО для ТВС третьего

сорта (с наибольшим выгоранием) в ячейке 17-13, где влияние

выбранных для выравнивания W(t-) компенсаторов максимально. Эта

деформация увеличивается по мере их погружения (реперное распре-

деление, изображенное пунктирной линией, соответствует полностью

извлеченным стержням)• При этом погружение компенсаторов приво-

дит к заметному уменьшению энерговыделения в верхней части ТВС;

в нижней ее части наблюдается небольшой рост экерговыделения.

Дня других ТВС деформация гнерговыдоления имеет меньшую ве-

личину. В частности это относится к TBCJ^KC» положение которой

меняется в зависимости от степени погружения КО. Соответствующие

распределения показаны на рисунках II и 12.

В таблице 3 приведены некоторые величины, характеризующие

осевые распределения энерговыделения в ТВС в ячейке 17-13 и

ТВС.„„_ в зависшости от глубины погружения компенсаторов:

%.•=• \л/( i JjuajK;/ W ( 2-) - коэффициент высотной неравномерности,

\)4= W ( i )

макс'

/ W ( г )

шя» W - мощность ТЕС, а также умень-

шение величины коэффициента размножения дК.

Можно видеть, что максималышй перекос энерговыделения по

высоте достигается при погружении компенсаторов примерно до се-

редины высоты активной зоны ( 1 = 90 с»0. В ТВС в ячейке 17-13 он

составляет Рг = 1.26 (при погружении одного КО) и 1.43 (при по-

гружении трех КО). В варианте с извлеченными КО 14 = I..II. Для

наиболее энергонапряженной ТВСм а к с

эта величина почти не меня-

ется (в пределах 3£).

Итак, можно улучшить радиальное выравнивание энерговыделе-

ния в ТВС путем погружения одного ш ш нескольких компенсаторов;

НО /20 Z.c*

Рис.11. Воздействие одного КО на энергсззделекие в ТБСмакс

20

60 ?O

Рис.12. Воздействие трех КО на энерговыделение в

21

при этом высотное распределение мощности в ТВС меняется в зави-

симости от глубины погруг.зния КО и доложения ТВС относительно КО.

Т а б л и ц а 3

Осевые характеристики неравномерности энерговыделения

в зависимости от положения КО

Вариант

реперн.

4К0^

3K0J

Глубина

0

70

80

90

100

ПО

120

50

60

70

80

90

Al

0.

I.

I.

.%

9С

25

80

2.14

2.

0.

I.

2.

3.

47

80

61

40

24

37

68

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

ТЕС

•tfi1

.049

.087

.073

.101

.105

.064

.054

.059

.079

.093

.110

.160

I.

I.

I.

I.

I.

I.

I.

I.

I.

I.

I.

I.

17-13

4

109

246

256

256

203

ИЗ

120

115

220

328!

400

433

IV

I

|I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Ийгкан.

.41

.33

.28 I

.22',

.17 1

•13 j

.091

.39J

.37|

.34)

.29!

.24

Ячейка)

i l

1

16-14

20-14

Л

21-16

•1

_ " _

18-14

-»-

_»_

21-16

20-17

!тГ"к1 -i! .i

i -

I1'

I1-

i I.1! -L *

^макс

I

042 |X

044! Ii

*» 1 T• — I i.

'"- i1

•"- 1 1

"" I1

046 j 1

046 j I

052! I

056 j I

05211

05l| I

•>*

.099

.106

.101

.104

.106

.110

.117

.100

.105

Л 37

.121 !

.129 ;

i

1.4/

1.46

1.46

1.47

1.48

1.49

1.50

1.46

1.47 ,

1,47

1.49

1.52

4. Поток нейтронов в отражателе

. Рассмотрим изменение потока тепловых нейтронов в отражателе,

связанное с отсутствием в каналах СЖР замедлителя ют о догруже-

нием компенсирующих стержней СУЗ. Поток рассчитывался в тех ячей-

22

ках отражателя, которые расположены пр вдеряо на одинаковом

расстоянии от центра активной зоны (£"35 см) и в тех местах,

где он достигает максимального значения. На рис.13 представ/, ti a

азимутальная зависимость потока в отражателе для вариантов, ког-

да все или часть каналов СЖР заполнены замедлителем. Если все ка-

налы пустые, то поток в отражателе увеличивается на ^ 8$ по срав-

нениг с вариантом с заполненными ф«0 каналами СЖР. Варианты с

частью заполненных каналов расположены, в основном, между двумя

предельными.

Аналогичная зависимость приведена ка рис.14 для случаев,

когда опускаются один или три компенсат-ора (там же показан ре-

перный вариант, когда все каналы СЖР залиты водой, но компенса-

торы полностью извлечены). Можно видеть, что при погружении КО

поток нейтронов вблизи него деформируется заметным образом -

уменьшение потока может достигать ~±5%; на достаточно большом

расстоянии от него («'SO0 по углу или, примерно, 8 шагов по ди-

аметру) поток почти не меняется, а с противоположной стороны от

компенсатора делается даже немного большим, чем в реперном ва-

рианте (на 2 + 35&), хотя и не достигает величины потока в вари-

анте с пустыми каналами СЖР.

В таблицах 4 и 5 приведены изменения активаций шшени из

урана-235 в нескольких экспериментальных каналах. Величина ак-

тивации определяется так:

где ф- Е 61 - поток нейтронов ж сечение урана-235 в каждой

энергетической группе, \Jg ж 0s - объем и число ядер урана-235

в мишени. За X принята активация в каналах для случая* когда все

so" /eo /so Ш~ ею ПРО ' ~JOO~~ ~ХПГ j£o'~ P

Рис.13. Азимутальное расцределенко потока тепловых нейтронов в отражателедля различных случаэв гаполнеиия каналов GIF

Рис.14. Азимутальное распределение потока тепловых нейтронов в отрачсатвледля вариантов с опущенными КО

го4

25

каналы СХР заполнены замедлителем к стержни СУЗ извлечены.

Т а б л и ц а 4

Изменение активаций в экспериментальных

в зависимости от числа пустых каналов СХР

f

11-15

12-18

11-13

20-11

24-13

13-6

27-6

Тип ЭК

IT-IIT

21-121

8Т

7S

4R

ВЭК 50

_"_

все пустые

8.4

8.1

8.4

6.0

6.8

9.2

9.3

6 с

7

7

7

5

6

8.

8.

ДА,!

.6

.6

.5

.0

.9

5

9

i

10 с

6.

6.

5.

3.

5.

6.

6.

D2o

2

6

9

I

2

4

8

18 с

5.

4.

5.

5.

2.

6.

5.

4

5

7

3

9

I

I

Т а б л и ц а 5

Изменение активаций в экспериментальных каналахв зависимости от положения компенсаторов

Ячейка

11-15

12-18

11-13

20-11

24-13

13-6

27-6

Тип ЭК

IT-IIT

2T-I2T

8Т

7К

4R

ВЭК 50

- " -

йА,%

I K0J

70

-5.0

0.9

-I.I

0.2

1.7

-II. 5

-1.5

80

-6.9

1.2

-2.8

-0.2

2.5

-15.2

-1.7

90

-8.7

0.9

-5.9

-1.5

3.1

-19.1

-2.0

60

-3.6

0.8

0.4

0.8

1.0

-6.1

-5.6

з ко;70

-7.2

1.6

С.6

1.3

2.0

-9.6

-8.9

80

-II. 6

2.7

0.7

1.7

3.2J-13.2]'

-12.2

26

Итак, можно видеть, что компенсация избытка реактивности

( A K ^ I . 5 + 3$) в начале кампании при помощи каналов СЖР приводит

к небольшому росту потока нейтронов (•* 8% для случая со всеми

пустыми каналами и « 5% - с половиной пустых); аналогичная ком-

пенсация стержнями КО сопровождается снижением потока в некоторых

экспериментальных каналах на 10 - 1Ъ%. В удаленных от конденсато-

ров ЭК поток не изменяется или даже незначительно увеличивается

(в пределах "3$).

5. В ы в о д ы

Сравнение возможностей выравнивания полей энерговыделенкя в

ТВР-М с помощью компенсирущих стержней или путем заполнения ка-

налов СЖР позволяет сделать следующие выводы.

1. Выборочное эалолнесте каналов СЖР замедлителем позволяет

улучшить поле энерговыделения без воздействия на висотное рас-

пределение мощности. Величина радиальной неравномерности может

быть снижена от [Цг=1.056 до 1.039; при этом изменение реактив-

ности LK*-2.A%. При помощи погружения одного или нескольких

компенсаторов можнс улучшить Молишь на ~0.Ь%; изменение реак-

тивности составляет ЬК-~1%,и коэффициент высотной неравномер-

ности з TBG, расположенных вблизи опускаемых КО, увеличивается

от (Mj -v 1.05 до ~ 1.08.

2. Поток нейтронов в отражателе при удалении ^gO из кана-

лов СЖР увеличивается на •* 8%. Погружение КО приводит к падению

потока BOVOIOZ компенсатора на ~15# и к некоторому увеличению

потока (~2 + 3%) вдали от неге. Те ке изменения потока (или ак-

тивации} имеются в экспериментальных каналах.

27

Л и т е р а т у р а

1. К о ч у р о в E.IL, М а л о ф е е в В.М. О трехмерных рас-

четах гетерогенных реакторов. - Атомная энергия, 1Э80, T.4S,

вып.6.

2. Б у р м и с т р о в А.Я., К о ч у р о в Б.П. Простран-

ствеН::?-энергетическое распределение нейтронов в цилиндри-

ческой ячейке реактора (программа TKTFOH5. Москва, препринт

ИТЭФ, 1978, ЖЕ07.

З.М.Михайлов, Л.А.МнрпымоэаВозможности вьтовнивания полей энерговыделения в тякеловодноммодершгзированном ревкторе ТВР-М.Редактор И.Н.Ломекинв Корректор О.Ю.ОльховниковзРабота поступала в О1ГГИ 26.12.84

Полплсзко к пепьтг 17.04.85 T0938I Формат 60x90 I/I6Офсетп.печ. Усл.-печ.л.1,75. Уч.-изд.л.1,3. Twvasi 150 экз.•

Заказ 52 Индекс 3624 Цена 19 коп.

Отпечетено т. ШЭЬ, II7259, Москва, Б.Черемушкинская, 25

1 9 К О П ИНДЕКС3624

М..ПРЕПРИНТ ИТЭФ, 1983, № 62, c l - 2 8