О концепции обеспечения ядерной безопасности МТИР-СКД

Реактор МТИР-СКД является исследовательским реактором с легководным теплоносителем, имеющим в номинальном режиме работы быстрый спектр нейтронов. Совокупность данных особенностей не имеет ни один из действующих или проектируемых реакторов, поэтому выбору конструкции органов регулирования и их расположению должно уделяться особое внимание. В статье рассматривается различные конструкции органов регулирования, характерные для разрабатываемого в настоящее время энергетического реактора ВВЭР-СКД, а также действующих исследовательских реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, имеющих быстрый спектр нейтронов с учетом особенностей МТИР-СКД: семипэльная конструкция сборки СУЗ, а также пэл кольцевого типа. Для каждой из рассматриваемых конструкций проведены расчеты эффективности и определено, что наибольшей удельной эффективностью обладает конструкция органа регулирования с кольцевым типом пэл. Данная конструкция выбрана основной для реактора МТИР-СКД. Предложены критерии и проведена оптимизация размещения органов регулирования в активной зоне реактора с целью снижения неопределенности получения нейтронно-физических характеристик в центральном автономном петлевом канале и повышению плотности потока в нем. При оптимизации размещения регулирующих органов в исследовательском реакторе учитывалось их влияние на основные нейтронные-физические характеристики, а особенно на их распределение во время работы в номинальных условиях. Аварийная защита и компенсирующие стержни, которые компенсируют температурные и плотностные эффекты при выходе реактора на номинальный уровень мощности извлечены, поэтому их влияние на нейтронно-физические характеристики реактора и петлевого канала во время работы на мощности не существенны, а компенсирующие стержни находятся в активной зоне и выводятся по мере выгорания топлива, поэтому их влияние на пространственное распределение нейтронно-физических характеристик будет существенным. Для снижения этого влияния компенсаторы выгорания и автоматические регуляторы предложено вынести за пределы активной зоны в отражатель. Для различных состояний реактора произведена оценка эффективности ОР СУЗ. Показано, что в различных состояниях органы регулирования переводят реактор на требуемый уровень подкритичности, в соответствии с НП-009-17.

1. Алексеев П.Н., Ковалишин А.А., Седов А.А., Андрианова Е.А. [и др.]. Развитие технологии ВВЭР на базе энергетических реакторов с легководным теплоносителем сверхкритических параметров. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов. 2023;1:48–63. EDN: EXYEZU. Режим доступа: http://nrcki.ru/files/pdf/VANT-2023-01.pdf (дата обращения: 30.05.24)

2. Внуков Р.А., Котов Я.А., Невиница В.А., Колесов В.В. [и др.]. Оценка возможности получения экспериментальных данных для зон ВВЭР-СКД на стенде БФС. ВАНТ. Сер. Ядерно-реакторные константы. 2023;1:117–129. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50474933 (дата обращения: 30.05.24)

3. Седов А.А., Поляков П.С., Пустовалов С.Б., Паршин В.В., Симонов С.С. Основные результаты тестовых испытаний замкнутого контура с естественной циркуляцией легководного теплоносителя при сверхкритическом давлении. Теплоэнергетика. 2023;3:73–86. https://doi.org/10.56304/

4. S0040363623030074

5. Бландинский В.Ю., Колесов В.В., Невиница В.А., Фомиченко П.А. [и др.]. Особенности изменения изотопного состава опытных твэлов реактора типа ВВЭР-СКД при последовательном облучении в быстром и тепловом спектре нейтронов. ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов. 2022;2:90–96. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50487323 (дата обращения: 30.05.24)

6. Седов А.А., Бландинский В.Ю., Котов Я.А., Кузенкова Д.С., [и др.]. Концепция ядерной энергетической установки на базе многоцелевого тестового исследовательского реактора малой мощности с легководным теплоносителем сверхкритических параметров. Теплоэнергетика. 2023;5:5–22. EDN: GMHDNA. https://doi.org/10.56304/S0040363623050065

7. Жемков И.Ю. Оптимизация размещения органов СУЗ в исследовательском реакторе на быстрых нейтронах. Сборник трудов АО ГНЦ НИИАР. 2010;1:27–34. EDN YRPSFF. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29319756 (дата обращения: 30.05.24)