Спектральное регулирование

1. Спектральное регулирование

Богданова Вероника студентка 1 курса ЯФТ1-Б24
Друганкина Ольга студентка 1 курса ЯРМ-С24

2. Актуальность

В настоящее время развитие ядерной энергетики ориентировано
на увеличение топливной базы для реакторов. Наиболее
перспективным направлением является замыкание ядерного
топливного цикла (ЗЯТЦ). Одним из решений перехода к ЗЯТЦ
является улучшение уже существующих технологий реакторов типа
ВВЭР – спектральное регулирование c применением стержней
вытеснителей из циркония и использование тяжелой воды.
Использование тяжелой воды имеет ряд преимуществ. Она не
требует высокого обогащения топлива, имеет низкое поглощение
нейтронов. Борная кислота увеличивает коррозию циркония,
требует контроля pH среды, концентрации.
1

3. Цель работы

В своей работе я рассматривала,
как стержни вытеснители,
размещенные на углах
шестиугольной решетки ячейки
реактора ВВЭР-1200 (рисунок 1),
влияют на нагрев стенки твэла и
распределение температур
теплоносителя внутри ячейки с
помощью ПК Ansys. И проводила
расчет расхода, при котором
температура теплоносителя на
выходе из ячейки совпадет с
проектной.
2

4.

Для того что бы провести оценку градиента температур, было
создано несколько моделей с использованием вытеснителей
разного размера: радиус их составил от 0 до 0,25 см в соответствии
с ранее проведенным нейтронно-физическим исследованием.
3

5. Изменение температур в зависимости от вытеснителей

5

6. Расход при котором температура теплоносителя на выходе из ячейки совпадет с проектной.

Модель с вытеснителем размера 0,5 мм
Temperature [ К ]
6,10E+02
Расход
вытеснителей в расход
модели, мм
6,05E+02
6,00E+02
5,95E+02
5,90E+02
5,85E+02
5,80E+02
5,75E+02
0
0.5
0.409
5,70E+02
5,65E+02
0,00E+00 5,00E-01 1,00E+00 1,50E+00 2,00E+00 2,50E+00 3,00E+00 3,50E+00 4,00E+00
Модель с вытеснителем размера 1 мм
Temperature [ К ]
0.550
6,05E+02
1
1.5
0.555
6,00E+02
5,95E+02
5,90E+02
0.560
5,85E+02
5,80E+02
6
5,75E+02
5,70E+02
0,00E+00 5,00E-01 1,00E+00 1,50E+00 2,00E+00 2,50E+00 3,00E+00 3,50E+00 4,00E+00

7. Цель работы

В программе "Serpent" была создана модель ячейки ВВЭР-1200 и
оценена зависимость коэффициента эффективного размножения
нейтронов от процентного содержания тяжелой воды и от
плотности теплоносителя.
7

8. Результаты рассчета

8

9. Список литературы

• 1. Элазака А. И., Тихомиров Г. В. Потенциал спектрального регулирования ВВЭР с
учетом выгорания топлива//Известия высших учебных заведений. Ядерная
энергетика,- Москва. 2020.
• 2. Махин В.М., Махин И.В., Шарый Н.В. Водоохлаждаемые реакторные установки
со спектральным регулированием реактивности //Вопросы атомной науки и
техники. Серия: физика ядерных реакторов,- г. Подольск, Московской обл. 2018.
• 3. Воронцова А.А., Внуков Р.А. Оценка возможности использования
альтернативных топливных материалов в качестве вытеснителей в реакторах
со спектральным регулированием // Волга-2024. Сборник тезисов
Международной конференции молодых специалистов, ученых и аспирантов по
физике ядерных реакторов. Москва, 2024. С. 51-52.
• 4. Струздин Н. С., Губарева В. В. Тяжеловодные атомные реакторы//Молодежь и
научно-технический прогресс,– Белгород,2016.
• 5. Алексеев Н. Н. Борное регулирование//Интеллектуальные энергосистемы :
труды V Международного молодёжного форума,– Томск,2017.
9