Канальными генераторами

ГРАФИТО-ВОДНЫЙ РЕАКТОР - ЯДвр-ный реактор на тепловых нейтронах, в к-ром замедлителем нейтронов служит графит, а теплоносителем - вода; относится к классу канальных реакторов. Активная зона Г.-в.р. состоит из графитовых блоков, пронизанных металлич. каналами, по к-рым протекает теплоноситель. В каналах или на их внеш. стенках размещаются тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ). Графитовая кладка помещена в гер-метич. кожух. В Г.-в.р. может быть осуществлена самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция при использовании в качестве делящегося материала металлич. урана. Характеризуется малой энергонапряжённостью ед. объёма активной зоны. Мощн. до неск. ГВт. Г.-в. р. используют для выработки плутония, для энергетич. целей и как двухцелевой реактор.

У канальных реакторов прочный корпус отсутствует, и их активная зона с отражателем нейтронов заключается в тонкостенный кожух, свариваемый на монтажной площадке, что позволяет доводить мощность до нескольких тысяч мегаватт. Кроме того эта конструкция позволяет перегружать ядерное горючее и заменять дефектные каналы без остановки реактора, поддерживать высокие параметры пара, применяя ядерный перегрев, имеет лучшие маневренные характеристики.

Параметры канальных реакторов большой мощности

Накопленный на первой экспериментальной АЭС опыт позволил создать несколько иной тип промышленного реактора и обеспечить строительство и ввод в эксплуатацию двух первых мощных канальных реакторов на Белоярской атомной электростанции имени И. В. Курчатова. Первый блок этой АЭС имеет мощность 100 МВт. На этом блоке в отличие от реактора первой АЭС перегретый пар при давлении 100 ата и температуре 500° С получается непосредственно в активной зоне реактора. Для этой цели непосредственно в реакторе устанавливаются специальные пароперегре-вательные каналы «второго контура», в которых происходит перегрев пара. Получение непосредственно в реакторе пара указанных параметров позволило использовать серийно выпускаемую паровую турбину. В результате КПД тепловой части Белоярской АЭС стал таким же, как на тепловых электростанциях с органическим топливом, работающих на тех же параметрах пара.

5. Александров А П., Доллежаль Н. А. Развитие уран-графитовых канальных реакторов в СССР. — Атомная энергия, 1977, т. 43, вып. 5, с. 337—343.

Разрабатываются и исследуются тяжеловодные реакторы канального и корпусного типов. В канальных реакторах в качестве теплоносителя используются кипящая вода, тяжелая вода, газ, органические жидкости. Тяжелая вода во всех этих реакторах находится в корпусе под низким давлением, причем приняты все меры сведения к минимуму возможных потерь ее при эксплуатации. Отсутствие толстостенного корпуса высокого давления у канальных реакторов не ограничивает их достижимой мощности. Недостатком канальных реакторов является большая доля рассеяния тепла (до 6—7%) в большом объеме бака замедлителя, что требует дополнительного контура охлаждения, причем низкая температура замедлителя затрудняет использование отводимого тепла.

Все эти типы реакторов могут рассматриваться как база для развития на них ядерно-энергетической программы и для разработки ближних прогнозов развития ядерной энергетики. Каждый из этих реакторов обладает рядом особенностей, использование которых в соответствии с национальной спецификой может обеспечить наилучшее место и масштаб их применения в ядерной энергетике страны. Так, в частности, наличие двух различных по конструктивному принципу реакторов (корпусных и канальных) обеспечивает большую свободу выбора площадки для сооружения АЭС, поскольку строительство канальных реакторов меньше связано с транспортными и подъемно-транспортными проблемами. В то же время по мере развития ядерной энергетики трудности подыскания площадок для сооружения АЭС, очевидно, будут возрастать.

Основными преимуществами РБМ-К, как и других канальных реакторов, являются:

Первая загрузка должна быть поставлена на АЭС до ввода ее в эксплуатацию и оплачена за счет специально выделяемых для этих целей оборотных средств. Аналогично осуществляется финансирование заказа топлива на первую перегрузку зоны для корпусных реакторов, имеющих периодический режим перегрузок, и оплата некоторой части топлива для канальных реакторов с непрерывным режимом перегрузки.

Первая загрузка должна быть поставлена на АЭС до ввода ее в эксплуатацию и оплачена за счет специально выделяемых для этих целей оборотных средств. Аналогично осуществляется финансирование заказа топлива на первую перегрузку зоны для корпусных реакторов, имеющих периодический режим перегрузок, и оплата некоторой части топлива для канальных реакторов с непрерывным режимом перегрузки.

Для канальных реакторов (РБМК) в установившемся режиме используют квазинепрерывный режим перегрузок, когда ежедневно выгружают один-два канала с максимальной глубиной выгорания. В этом случае глубина выгорания зависит от обогащения и составляет 20—25 МВт • сут/кг U.

Универсальные ГШСВ содержат в основном многоканальные линейные формирователи. По способам соединения формирующих фильтров с генераторами шума различают ГШСВ с об-шим генератором шума и с канальными генераторами шума.

ГШСВ с общим генератором шума несколько проще с позиций аппаратурной реализации, однако неуправляемая взаимная корреляция между канальными сигналами вносит значительные погрешности в формируемый спектр и затрудняет анализ, синтез и настройку аппаратуры. ГШСВ с канальными генераторами шума реализуют простейший способ формирования, основанный на взвешенном суммировании независимых канальных сигналов, однако обладает наиболее ограниченными возможностями.

ющей осуществлять простой переход к различным структурным схемам, в результате чего упрощается эксплуатация универсального ГШСВ, либо построение специализированных устройств для решения задач более узкого класса. Выбор того или иного пути обусловлен требованиями конкретной задачи, поэтому рассмотрим упрощенную структурную схему универсального генератора широкополосных случайных вибропроцессов (рис. 11). Структурная схема универсального ГШСВ содержит набор генераторов шума с соответствующими формирующими каналами и набор генераторов гармоник вместе с узлами, обеспечивающими модуляцию их параметров. Сигналы всех каналов суммируются; суммарный сигнал используется для имитации реальных вибропроцессов. Гибкая внутренняя структура универсального ГШСВ позволяет осуществлять переход к различным схемам. Например, для получения схемы с канальными генераторами шума достаточно установить переключатель Пг в положение // и выключить канал широкополосного фильтра, т. е. установить коэффициент усиления KI— = 0. При положении / переключателя Пг имеем схему ГШСВ с общим источником шума, реализующую произвольные коэффициенты разложения (генераторы гармоник при этом предполагаются включенными). При нулевой фазе неминимально-фазовой цепи и А! = 0 имеем схему, изображенную на рис. 9. Генераторы гармоник с со-сответствующими блоками модуляции позволяют имитировать как эргоди-ческие (положение / переключателя Я2), так и неэргодические (положение // переключателя Я2) случайные процессы.

Универсальны и многофункциональный ГШСВ. Для воспроизведения произвольных спектров из класса предста-вимых гауссовых в структурных схемах ГШСВ должна быть реализована возможность перехода от ГШСВ с канальными генераторами шума к ГШСВ с общим генератором шума. При этом целесообразно исходный спектр разделить на компоненты таким образом, чтобы большая часть его воспроизводилась формирователем с канальными генераторами шума, для которых достаточно хорошо разработаны методы расчета и настройки, а оставшаяся часть воспроизводилась достаточно простым, малоканальным формирователем с общим генератором шума. В этом

Введение в схему ГШСВ широкополосного фильтра с коррекциями позволяет выделить в исходном спектре некоторый «средний уровень», соответствующий АЧХ широкополосного фильтра, и разделить узкополосные неравномерности спектра на всплески (участки спектра, расположенные выше среднего уровня) и провалы (участки спектра, лежащие ниже среднего уровня). В этом случае всплески и средний уровень воспроизводятся формирователем с канальными генераторами шума, а провалы — формирователем с общим генератором шумя. Такой подход открывает новые возможности упрощения аппаратуры без снижения ее универсальности, но требует более гибкой структурной схемы, содержащей формирователи различных типов.

Универсальные ГШСВ содержат в основном многоканальные линейные формирователи. По способам соединения формирующих фильтров с генераторами шума различают ГШСВ с об-шим генератором шума и с канальными генераторами шума.

ГШСВ с общим генератором шума несколько проще с позиций аппаратурной реализации, однако неуправляемая взаимная корреляция между канальными сигналами вносит значительные погрешности в формируемый спектр и затрудняет анализ, синтез и настройку аппаратуры. ГШСВ с канальными генераторами шума реализуют простейший способ формирования, основанный на взвешенном суммировании независимых канальных сигналов, однако обладает наиболее ограниченными возможностями.

ющеи осуществлять простои переход к различным структурным схемам, в результате чего упрощается эксплуатация универсального ГШСВ, либо построение специализированных устройств для решения задач более узкого класса. Выбор того или иного пути обусловлен требованиями конкретной задачи, поэтому рассмотрим упрощенную структурную схему универсального генератора широкополосных случайных вибропроцессов (рис. 11). Структурная схема универсального ГШСВ содержит набор генераторов шума с соответствующими формирующими каналами и набор генераторов гармоник вместе с узлами, обеспечивающими модуляцию их параметров. Сигналы всех каналов суммируются; суммарный сигнал используется для имитации реальных вибропроцессов. Гибкая внутренняя структура универсального ГШСВ позволяет осуществлять переход к различным схемам. Например, для получения схемы с канальными генераторами шума достаточно установить переключатель Пх в положение // и выключить канал широкополосного фильтра, т. е. установить коэффициент усиления Ki= = 0. При положении / переключателя П^ имеем схему ГШСВ с общим источником шума, реализующую произвольные коэффициенты разложения (генераторы гармоник при этом предполагаются включенными). При нулевой фазе неминимально-фазовой цепи и /Ci = О имеем схему, изображенную на рис. 9. Генераторы гармоник с со-сответствующими блоками модуляции позволяют имитировать как эргодй-ческие (положение / переключателя Яг), так и неэргодические (положение // переключателя П^) случайные процессы.

Универсальны й многофункциональный ГШСВ. Для воспроизведения произвольных спектров из класса предста-вимых гауссовых в структурных схемах ГШСВ должна быть реализована возможность перехода от ГШСВ с канальными генераторами щума к ГШСВ с общим генератором шума. При этом целесообразно исходный спектр разделить на компоненты таким образом, чтобы большая часть его воспроизводилась формирователем с канальными генераторами шума, для которых достаточно хорошо разработаны методы расчета и настройки, а оставшаяся часть воспроизводилась достаточно простым, малоканальным формирователем с общим генератором шума. В этом

Введение в схему ГШСВ широкополосного фильтра с коррекциями позволяет выделить в исходном спектре некоторый «средний уровень», соответствующий АЧХ широкополосного фильтра, и разделить узкополосные неравномерности спектра на всплески (участки спектра, расположенные выше среднего уровня) и провалы (участки спектра, лежащие ниже среднего уровня). В этом случае всплески и средний уровень воспроизводятся формирователем с канальными генераторами шума, а провалы — формирователем с общим генератором шума. Такой подход открывает новые возможности упрощения аппаратуры без снижения ее универсальности, но требует более гибкой структурной схемы, содержа-"щей формирователи различных типов.