168221. lajstromszámú szabadalom • Atomhajtómű

3 168221 4 sékletű hűtőfolyadékú reaktort fém tüzelőanyaggal, a többi zónát pedig keramikus tüzelőanyaggal látjuk el. Ha az alacsony kilépő hőmérsékletű hűtőfolyadékú reaktor céljára gyorsreaktort alkalmazunk, akkor célszerűen egyrészt az atomtüzelőanyag teljesítményének növelése, másrészt a magas hőmérsékletű hűtőfolyadékot kibocsátó reaktor munkaközeg hőmérsékletének növelése céljából gázhűtésű termikus reaktort alkalmazunk. Az atomhajtómű műszaki-gazdasági jellemzőinek javítása érdekében hasznos, ha az alkalmazott gyorsreaktor gázhűtésű, azaz gáz-grafitreaktor. A kevert urán, plutónium, tórium ciklusban az urán és tórium természetes védelmének komplex kihasználására a legcélszerűbb, ha a gyorsreaktor hasadási zónájában plutónium és urán tartalmú fűtőanyagot, a tenyésztési zóna anyagául pedig urán és tórium elemek csoportjába tartozó anyagot, végül pedig a gázhűtésű reaktor részónájában urán és tórium tartalmú tüzelőanyagot alkalmazunk. A tüzelőanyag tenyésztési reakciójának növelése érdekében előnyösen plutóniumot és uránt alkalmazunk fémötvözet alakjában. Igen célszerű, ha a reaktor hűtőközegeként hélium — kéndioxid gázok csoportjához tartozó gázt alkalmazunk. A munkaközeg hőmérsékletének növekedésével a berendezés biztonságának növelésére célszerű, ha a gázhűtésű gyorsreaktorban hűtőközegként széndioxidot, a gázhűtésű termikus reaktorban hűtőközegként héliumot alkalmazunk. A termikus gáz-grafitreaktor és a gázhűtésű gyorsreaktor teljesítménysűrűségei közötti jelentős különbségre való tekintettel célszerű, ha a gáz-grafitreaktor hűtőközegét hússzor kisebb nyomás alatt áramoltatjuk, mint a gázhűtésű gyorsreaktor hűtőközegét. Az atomhajtómű szerkezetének egyszerűsítése érdekében valamennyi reaktor hűtőkör áramát egyetlen köráramban egyesíthetjük. Ha az egyik reaktor teljesítményét változtatni kívánjuk, úgy célszerűen a kis kilépő hőmérsékletű hűtőközeggel üzemelő reaktor hűtőközeg kibocsátó csonkját hőcserélőszervhez csatlakoztatjuk. Az olyan atomhajtóműveknél, ahol a hűtőközeget egyben munkaközegként is alkalmazzák, célszerű valamennyi reaktor munkaközegének áramát sorbakötve egyesíteni. Célszerű, ha a hatásfok és az üzembiztonság növelésére munkaközegként széndioxidot alkalmazunk. Az atomhajtómű hűtőközeg áramába előnyösen legalább a két reaktor közé gázturbinát iktatunk, amely a reaktorok részére előírt hűtőközeg nyomásviszonyokat fenntartja. Az atomhajtómű biztonságának növelésére a reaktorokat közös házban helyezzük el. A találmány szerinti atomhajtómű biztosítja a legjobb gyorsreaktorokra jellemző nagy tenyésztési reakció-tényezőt, valamint a munkaközeg igen jó paramétereit, ami a nagy hőmérsékletű gáz-grafitreaktorokra jellemző. A fentiek következtében a több reaktorból alkotott atomhajtóművet főleg az atomtüzelőanyag nagy tenyésztési jellemzője és kis beruházási ráfordítás jellemzi. 5 A találmány példaként! kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra vázlatosan szemléltet két reaktorból álló 10 atomhajtóművet, amelynél kis kilépési hőmérsékletű hűtőfolyadékkal üzemelő reaktorként a találmány szerint gyorsreaktort alkalmazunk, a 2. ábra vázlatosan szemléltet reaktorként a találmány szerinti módon független hűtőfolyadék-15 árammal kialakított atomhajtóművet, a 3. ábra vázlatosan szemléltet két reaktorral kivitelezett atomhajtóművet, amelyek egyikének a. többitől független hűtőfolyadékáramában a találmány szerint zónák vannak kialakítva, a 20 4. ábra vázlatosan szemlélteti a találmány szerinti közös hűtőfolyadékáram cirkulációs körében levő hőcserélővel és reaktorral alkotott atomhajtóművet, az 5. ábra vázlatosan szemléltet egy olyan atom-25 hajtóművet, amelynél a találmány szerint egy alacsony hőfokú kilépő hűtőfolyadékkal üzemelő reaktor, a neki megfelelően méretezett hőcserélővel van közvetlenül összekötve, a 6. ábra vázlatosan szemléltet olyan atomhajtó-30 művet, amelynél a hűtőközeg a találmány szerint egyben a munkaközeg célját is szolgálja, a 7. ábra olyan atomhajtóművet ábrázol vázlatosan, amelynek munkaközege a találmány szerint széndioxid, a 35 8. ábra szerint vázlatosan ábrázolt atomhajtómű reaktorai közé a találmány szerint gázturbina van kapcsolva, a 9. ábra atomhajtómű szerkezetének vázlatos képe, ahol a reaktorok a találmány szerint közös 40 házban vannak elrendezve. Az 1. ábrán látható atomhajtóműnek 1 gyorsreaktora van, amely alacsony hőmérsékletű kilépő hűtőfolyadékkal üzemel. A hűtőközeg a hőenergiá-45 ját a magas hőmérsékletű kilépő hűtőfolyadékú 2 termikus reaktornak 3 hőcserélőben adja le, 4 és 5 hűtőáramkör útján. A 3 hőcserélő a magenergiaberendezés 6 gőzgépegységével van összekötve. 50 Az alacsony hőmérsékletű kilépő hűtőfolyadékú 1 reaktor folyékony fémmel (nátrium hűtésű) van hűtve. Folyékony fém-hűtőfolyadékként lítium is alkalmazható. A gyorsreaktor tüzelőanyaga fém-tüzelőanyag is lehet. 55 Magas hőfokon kilépő hűtőfolyadékkal üzemelő 2 reaktorként mind gyorsreaktor, mind gőzhűtésű termikus reaktor alkalmazható, amelynél kerámiai tüzelőanyagot alkalmazunk. A 2. ábrán vázlatosan szemléltetett atomhajtó-60 műnek 1 gyorsreaktora, valamint 2 termikus reaktora van, amelyek egymástól független 4 és 5 hűtőáramkörökkel rendelkeznek. Ezek 3 és 7 hőcserélőkkel vannak összekötve és a munkaközeg részére szolgáló 8 köráram útján a 6 gőzgép-65 egységhez vannak csatlakoztatva. 2