192880. lajstromszámú szabadalom • Teljesítmény-finomszabályozó vízszint szabályozású nukleáris kritikus rendszerekhez
3 192880 4 A találmány teljeBÍtmény-finomszabályozó vizszintszabályozású nukleáris kritikus rendszerekhez, amely alacsony kritikus vízszinteknél is lehetőséget ad a teljesítmény pontos beállítására és igen alkalmas automatikus teljesítmény-szabályozó rendszerekbe való beépítésre. A kritikus rendszer egyszerű felépítésű, kis teljesítményű atomreaktor, segítségével olyan kísérleti vizsgálatok végezhetők, amelyek nagyteljesítményű (pl. erőművi) reaktorzónákon nem kivitelezhetők. Vízszintszabályozást! kritikus rendszerről akkor beszélünk, ha a rendszer a fűtőelemek részleges elárasztásával tehető kritikussá. Kritikus állapotban, ami egy adott vízszinten, az ún. kritikus vízszinten valósul meg, a rendszer teljesítménye állandó. A kritikus vízszint egy adott rendszernél nem állandó érték, hanem széles tartományon belül (pl. 250-1000 mm között) változik, függvénye a hasadó anyag töltetnek, a hőmérsékletnek, stb. Mint említettük, kritikus vízszintnél a rendszer teljesítménye állandó. Ha a vízszint a kritikus értéknél kisebb, a teljesítmény csökken, ha nagyobb, a teljesítmény növekszik. A rendszer teljesítmnénye tehát a vízszint változtatásával szabályozható. A vízszint növelésének megengedhető sebességét és mértékét nukleáris biztonsági szabályok határozzák meg. Ismeretesek olyan teljesítmény-szabályozó megoldások, amelyeknél a vízszintet töltő, illetve ürítő szelepek segítségével változtatják. Ezeknél a megoldásoknál alacsony kritikus vízszinteknél a teljesítmény folyamatos szabályozása, illetve állandó értéken tartása nehézkes; automatikus teljesítmény-szabályozó rendszerekbe való beépítése pedig nukleáris biztonsági szempontból nem megengedhető. Célunk a találmánnyal az említett hátrányok kiküszöbölése. A találmány szerint ezt egy olyan teljesítmény-finomszabályozóval érjük el, amely a kritikus rendszer aktív zónáján kívül, a reflektortérben elhelyezett, függőleges irányban hajtómű segítségével elmozdítható vízkiszorítót tartalmaz. A találmányt a továbbiakban kiviteli példa és rajz alapján részletesen ismertetjük. A rajzon a találmány szerinti teljesítmény-finomszabélyozóval ellátott vízszintszabályozást! nukleáris kritikus rendszer vázlata látható. Az 1 vízkiszorító a 2 aktív zóna közelében, a 3 reflektortérben található. Anyaga: 1 kg/dm*-nél nagyobb sűrűségű, a vízhez hasonló nukleáris tulajdonságú tömör műanyag. Alakja: változó keresztmetszetű hasáb. Az 1 vizkiszoritó a 4 fogasléchajtás és az 5 kardántengely közvetítésével a 7 reaktortartály falán keresztül csatlakozik a 6 hajtóműhöz, amelyek segítségével függőleges irányban +60 mm hosszon mozdítható el. A találmány szerinti teljesítmény-finomszabályozó működtetése az alábbiak Bzerint történik: A szokásos módon (töltőszivattyúval és - szeleppel) beállítjuk a kritikus vízszintet az előre meghatározott teljesítménynél. Az 1 vizkiszoritó ennél a műveletnél középső helyzetben van. Ha ezután pl. a teljesítmény növelésére van szükség, működtetjük a 6 hajtóművet, amely az 5 kardántengely és a 4 fogasléchajtás közvetítésével lesüllyeszti az 1 vizkiszorítót. A kiszorított víz mennyisége ekkor megnő, ami vízszintemelkedéBt és a teljesítmény növekedését eredményezi. A kívánt teljesítmény elérése után az 1 vizkiszoritó emelésével ismét beállítjuk a kritikus vizszintet. A találmány előnyei az alábbiakban foglalhatók össze: Az 1 vizkiszoritó a 2 aktiv zónán kívül, a 3 reflektortérben helyezkedik el, anyagénak rukleáris tulajdonságai hasonlóak a vizéhez, ezért nem hoz be perturbációt a 2 aktív zónába. Az 1 vízkiszorító profiljának kiképzése olyan, hogy 1 mm elmozdulásnak - különböző kritikus vízszinteknél - közel azonos, pl. 0,03 c reaktivitásváltozás felel meg, ami azt jelenti, hogy a teljesítmény-szabályozás érzékenysége a 300-700 mm-eB vízszinttartományban közel állandó. Az 1 vízkiszorító segítségével egészen kis, 0,01 C nagyságrendű reaktivitásváltozások is előálllthatók. Maximális elmozdulása +60 mm, ennek +1,8 c reakti■v itásváltozás felel meg. Fentiek kiválóan alkalmassá teszik automatikus teljesítmény-sza- Vjályozó rendszerekbe való beépítésre. Ezeknél ugyanis elsőrendű követelmény a nukleáris biztonság (azaz a szabályozó esetleges meghibásodása esetén sem legyen képes jelentős reaktivitást felszabadítani), továbbá a finom teljesítmény-szabályozás lehetősége. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Teljesitmény-finom87.abályozó vízszintszabályozásé nukleáris kritikus rendszerekhez, amelyeknek Bktiv zónája, reflektortere, valamint töltő és ürítő Bzelepe van, azzal jellemezve, hogy a reflektortérben (3) függőleges irányban elmozdítható vizkiszoritó (1) helyezkedik el, amely hajtóművel (6) van összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti teljeBÍtmény-finomszabályozó, azzal jellemezve, hogy a vizkiszoritó (1) fogasléchajtáson (4) és kardántengelyen (5) át van összekötve a hajtóművel (6). 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti teljesitmény-finomszabályozó, azzal jellemezve, hogy a vizkiszoritó (1) 1 kg/dm3-nél nagyobb sűrűségű, a vízhez hasonló nukleáris tulajdonságú tömör műanyagból van. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti teljesítmény-finomszabályozó, azzal jel5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
