167776. lajstromszámú szabadalom • Gyorsreaktor
9 167776 10 paraméterek "g?& találmány szerinti reaktor közepes hőfeszültség (kW/l) 400 560 a fűtőanyag specifikus adagolása, pro 1 MW (el) 2,8 2,2 teljes tenyésztési tényező 1,8 1,75 az aktív zóna tenyésztési tényezője 1,15 1,05 kétszerezési periódus (félév, a tüzelőanyag külső előkészítése során) 5 4 a nátrium reaktivitási tényezője (a nátriumnak a központi tartománytól való 100%-os eltávolításakor) + 1,3 — 0,6 A találmány alkalmazása során a legelőnyösebb hatásfokot az olyan reaktoroknál remélhetjük, amelyek alacsony hőmérsékletű tüzelőanyaggal üzemelnek. Ezért tételezzük föl a számítások során, hogy reaktorként hengeres gyorsreaktort alkalmazunk, mert ez fémtüzelőanyaggal üzemel. Hőmérsékleti határérték szempontjából a következő hőmérsékleti értékből indulunk ki: ti = 650 °C, a fűtőelemek középpontjában mérve, t2 = 550 °C, a fűtőelemek köpenyének hőmérséklete, t3 = 400 °C, a hőelvezető közeg hőmérséklete a reaktor kilépőnyílásán mérve, t4 = 180 °C, a hőelvezető közeg közepes előmelegítésének hőmérséklete. Ilyen feltételek mellett a reaktor teljesítménye Q = 400 kW/l. Amennyiben a hőelvezetést az ilyen reaktorban a találmány szerint valósítjuk meg, akkor a teljesítményt 1,3—1,5-szörösére növelhetjük. Amint a táblázatból látható, a találmány szerinti gyorsreaktor biztonsági tényezőjét megnöveltük, mivel a reaktor központi terében jelenlevő folyékony nátriummal kitöltött tér a nátrium üregreaktivitásí tényező javítását idézi elő. A találmány szerint kialakított reaktor egy másik előnye az, hogy a reaktoron átfolyó közeg hidraulikus ellenállása csökkent. Ez a körülmény a reaktor paramétereit javítja, mert a hőelvezető közeg gyorsabban áramolhat, adott esetben pedig az aktív zóna méretei növelhetők. Végezetül megjegyezzük, hogy gázhalmazállapotú hőelvezető közeg alkalmazása esetén a reaktor hűtésével kapcsolatos áramlási zavarok egyáltalán nem léphetnek fel. A találmány szerinti gyorsreaktor lehetővé teszi, hogy radiális irányban a hőkeltés sűrűségének egyenlőtlenségi tényezője csökkenthető és hogy a hőkeltési tér paraméterei jelentős mértékben stabilizálódnak. Szabadalmi igénypontok 1. Gyorsreaktor, amelynek mind aktív zónáját, mind az ezt körülvevő oldalsó és felső, valamint alsó homlokoldali tenyésztési zónáját behelyezhető fűtőelemekből alkotott tüzelőanyag kötegek képezik, amelyeket hőelvezető közeg vesz körül; és továbbá, hogy a hőelvezető közeg bevezetésére bevezető kollektor, kivezetésére pedig a felső homlokoldali te-5 nyésztési zónában kivezető kollektor van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy valamennyi köteg (6) középső részén az aktív zóna (2) magasságában nyílások (8) vannak kiképezve, míg egy sík (7) fölött és alatt primer fűtőelemek vannak elrendezve, amely 10 sík a kötegek (6) nyílásainak (8) középpontjával esik egybe; és továbbá pótlólagos fűtőelemekkel rendelkezik, amelyek a primer elemekkel szemben az említett sík (7) alatt és fölött vannak elrendezve, míg a primer és a pótlólagos elemek közötti tér a 15 nyílásokkal (8) együttesen a hőelvezető köteget egymással ellentétes két irányba terelő bevezető kollektorral (11) rendelkezik; és továbbá, hogy az első homlokoldali tenyésztési zóna (5) alatt a hőelvezető közeg egyik áramát kivezető pótlólagos kivezető 20 kollektorhoz (16) van kiképezve. 2. Az 1. igénypont szerinti gyorsreaktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a reaktor aktív zónáját (2) alkotó primer és pótlólagos fűtőelemek (9 és 10) a reaktor függőleges tengelye irányában egy-25 máshoz képest növekvő távolságban vannak elrendezve. 3. A 2. igénypont szerinti gyorsreaktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a homlokoldali tenyésztési zónákat (4 és 5) alkotó primer és pótló-30 lagos fűtőelemek (19 és 20) a reaktor függőleges tengelye irányában egymáshoz képest egyre növekvő távolságban vannak elrendezve. 4. A 2. igénypont szerinti gyorsreaktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a homlokoldali te-35 nyésztési zónákat (4 és 5) alkotó primer és pótlólagos fűtőelemek (19 és 20) egymáshoz képest azonos távolságban vannak elhelyezve. 5. Az 1., 2., 3. és 4. igénypontok bármelyike szerinti gyorsreaktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, 40 hogy az aktív zónát (2) alkotó primer és pótlólagos fűtőelemek (9 és 10) az egyik kötegtől (6) a másik köteg (6) felé lépcsőzetes keresztmetszet-profilt alkotnak, ahol a fűtőelemek (9 és 10) magassági mérete a reaktor tengelyének közelében kisebb, mint 45 azon fűtőelemeké (9 és 10), amelyek ettől a tengelytől távolabb vannak elrendezve. 6. Az 5. igénypont szerinti gyorsreaktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a homlokoldali tenyésztési zónákat (4 és 5) alkotó primer és pótló-50 lagos fűtőelemei (19 és 20) úgy vannak elhelyezve, hogy azok lépcsőzetes négyszög profilt alkotnak, amelyben az elemek (19 és 20) magassága valamennyi kötegben (6) azonos méretű. 7. Az 5. igénypont szerinti gyorsreaktor kiviteli 55 alakja, azzal jellemezve, hogy a homlokoldali tenyésztési zónákat (4 és 5) alkotó primer- és pótlólagos fűtőelemek (19 és 20) úgy vannak elhelyezve, hogy azok olyan négyszögletes keresztmetszetet alkotnak, amelyben azon elemek (19 és 20) magas-60 sági mérete, amelyek a reaktor tengelyéhez közelebb helyezkednek el, nagyobb, mint azon elemek (19 és 20) magassági mérete, amelyek a reaktor tengelyétől távolabb esnek. 8. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti 65 gyorsreaktor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy 5
