Выравнивание радиального энерговыделения в водо-водяном термоэмиссионном реакторе-преобразователе
Исследуется возможность уменьшения радиального коэффициента неравномерности kr энерговыделения в активной зоне водо-водяного термоэмиссионного реактора-преобразователя (ТРП). Из-за высокой неравномерности энерговыделения снижается вырабатываемая электрическая мощность ТРП и увеличивается температура элементов электрогенерирующего канала, что сказывается на продолжительности ресурса реактора. В ТРП с промежуточным спектром нейтронов электрогенерирующие элементы (ЭГК) в активной зоне располагают по концентрическим поясам, что обеспечивает неравномерный шаг расстановки и позволяет уменьшить k. В рассматриваемом водо-водяном ТРП значительно большее количество ЭГК располагают по шестигранной равномерной решетке. Выравнивать энерговыделение в активной зоне с равномерным шагом решетки можно, например, используя ядерное профилирование или применяя дополнительные конструкции в активной зоне. Первое приводит к необходимости учета и создания различных типов ЭГК, второе может привести к ухудшению нейтронно-физических характеристик реактора; все это скажется на экономической эффективности проекта. Предлагается разбить активную зону на части, каждая из которых имеет свой равномерный шаг, при этом шаг решетки увеличивается от центра к периферии, что приводит к снижению радиального коэффициента неравномерности энерговыделения до значений 1,06. Количество частей, на которые разбивается активная зона, зависит от шага решетки, от типа, размера ЭГК, толщины отражателя, ограничений, накладываемых на конструкцию реактора. Оптимальные для каждой части шаги решетки можно определить, применяя методику, основанную на технологии генетического алгоритма, которая позволяет находить решения, удовлетворяющие нескольким поставленным условиям. При данном подходе не требуется значительного увеличения габаритов реактора, учета и создания различных типов ЭГК, дополнительных конструкций в центре активной зоны.