Journal Issue: Глобальная Ядерная Безопасность
Загружается...
Volume
2024
Number
2
Issue Date
Journal Title
Journal ISSN
2305-414X (Print)
Том журнала
Том журнала
Статьи
Публикация
Открытый доступ
О концепции обеспечения ядерной безопасности МТИР-СКД
(НИЯУ МИФИ, 2024) Лапин, А. С.; Бландинский, В. Ю.; Невиница, В. А. ; Фомиченко, П. А.; Волков, Ю, Н.
Реактор МТИР-СКД является исследовательским реактором с легководным теплоносителем, имеющим в номинальном режиме работы быстрый спектр нейтронов. Совокупность данных особенностей не имеет ни один из действующих или проектируемых реакторов, поэтому выбору конструкции органов регулирования и их расположению должно уделяться особое внимание. В статье рассматривается различные конструкции органов регулирования, характерные для разрабатываемого в настоящее время энергетического реактора ВВЭР-СКД, а также действующих исследовательских реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, имеющих быстрый спектр нейтронов с учетом особенностей МТИР-СКД: семипэльная конструкция сборки СУЗ, а также пэл кольцевого типа. Для каждой из рассматриваемых конструкций проведены расчеты эффективности и определено, что наибольшей удельной эффективностью обладает конструкция органа регулирования с кольцевым типом пэл. Данная конструкция выбрана основной для реактора МТИР-СКД. Предложены критерии и проведена оптимизация размещения органов регулирования в активной зоне реактора с целью снижения неопределенности получения нейтронно-физических характеристик в центральном автономном петлевом канале и повышению плотности потока в нем. При оптимизации размещения регулирующих органов в исследовательском реакторе учитывалось их влияние на основные нейтронные-физические характеристики, а особенно на их распределение во время работы в номинальных условиях. Аварийная защита и компенсирующие стержни, которые компенсируют температурные и плотностные эффекты при выходе реактора на номинальный уровень мощности извлечены, поэтому их влияние на нейтронно-физические характеристики реактора и петлевого канала во время работы на мощности не существенны, а компенсирующие стержни находятся в активной зоне и выводятся по мере выгорания топлива, поэтому их влияние на пространственное распределение нейтронно-физических характеристик будет существенным. Для снижения этого влияния компенсаторы выгорания и автоматические регуляторы предложено вынести за пределы активной зоны в отражатель. Для различных состояний реактора произведена оценка эффективности ОР СУЗ. Показано, что в различных состояниях органы регулирования переводят реактор на требуемый уровень подкритичности, в соответствии с НП-009-17.
Публикация
Открытый доступ
Исследование целесообразности сочетания солнечной электростанции с реактором малой мощности для опреснения морской воды
(НИЯУ МИФИ, 2024) Салех, М. М.; Абдельразек, А. А.; Мохаммед, А. Ф.; Калютик, А. А.; Соколова, Е. А.
В статье рассматривается технико-экономический анализ установки по опреснению морской воды. Источником энергии на предлагаемой станции является сочетание солнечной и атомной видов энергии, поскольку они являются одними из наиболее экологически чистых источников энергии по сравнению с электростанциями, работающими на ископаемом топливе. Источником ядерной энергии в данном исследовании является модульный реактор малой мощности (ММР). В состав комбинированной установки входит гибридная система опреснения морской воды: либо сочетание установки обратного осмоса с установкой многоступенчатой дистилляции (RO+MED), либо установка обратного осмоса с установкой дистилляции мгновенным вскипанием (RO+MSF). Реакторы малой мощности можно использовать не только для производства электроэнергии, но и для других, неэлектрических применений, поскольку они производят высокотемпературный пар для промышленных процессов (например, для производства водорода и опреснения морской воды). Реакторы малой мощности также считаются экономически более эффективными, безопасными, более гибкими и имеют большее количество применений по сравнению с реакторами большой мощности. Проводимый в работе анализ основан на расчете экономической стоимости одного кубометра пресной воды при использовании гибридной опреснительной установки и сравнении результатов с результатами, полученными в результате использования опреснительной установки, интегрированной с электростанцией, использующей исключительно ядерную энергию в качестве энергоисточника на базе реактора ВВЭР-1200. Также в данном исследовании рассматривается влияние степени гибридизации, то есть отношения мощности, используемой от солнечной энергии, к мощности, используемой от ядерной энергии, на стоимость опреснения одного кубометра воды, а также на качество опресненной воды.
Публикация
Открытый доступ
Нейтронное излучение источника движущегося в гравитационном поле
(НИЯУ МИФИ, 2024) Шпицер, В. Я.; Кривин, В. В.
Работа посвящена проблеме формирования нейтронного поля вблизи эллиптических орбит космических объектов, оснащённых ядерными энергетическими установками. На высокоэнергетическую часть спектра деления гравитационное поле не оказывает влияния. Радиационная безопасность обеспечивается справедливой для точечного источника триадой: активность–расстояние–время. Для тепловой (околотепловой) части спектра возникает связь между параметрами орбиты космического объекта и плотностью потока нейтронов. Рассмотрена гипотеза образования устойчивого нейтронного следа в объёме «тора» вокруг орбиты космического объекта. В работе представлены теоретические и численные свидетельства справедливости выдвинутой гипотезы. Во введении рассматривается сепарационный эффект принципа относительности Галилея при прямолинейном равномерном движении точечного изотропного источника нейтронов на плоскости. Иллюстрируется возникновение угловой асимметрии распределения нейтронов в неподвижной системе координат, когда их относительная скорость близка к переносной скорости источника. В этих условиях также фиксируется значительная дисперсия скоростей первоначально монохроматических нейтронов. Этот ожидаемый фундаментальный кинематический эффект обуславливает характерное распределение нейтронов в гравитационном поле при движении источника по кеплеровой орбите. Решение задачи проведено в пространстве скоростей. Утверждается, что если распределение нейтронов в пространстве скоростей таково, что их скорости коллинеарны орбитальной скорости источника, то это свидетельствует о существовании потока нейтронов вблизи орбиты. Проблема анализируется на примере одного витка гипотетической космической станции методом имитационного моделирования. С этой целью в восьми точках эллиптической орбиты генерировались пакеты тепловых нейтронов с изотропным угловым распределением. В системе координат, связанной с землёй, сравнивались потоки скоростей нейтронов и источника в выбранных точках орбиты. Полученные данные позволили рассчитать плотности потоков скоростей нейтронов в переднюю и заднюю полусферы относительно движения источника по орбите как функции полярного угла, при этом фиксировалось значение определителя корреляционной матрицы – индикатора коллинеарности векторов скоростей нейтронов в потоке. Результаты исследований подтверждают выдвинутую гипотезу о возможности образования «следа» на орбите источника тепловых нейтронов, что определяет необходимость учитывать его как значимый компонент радиационного риска.
Публикация
Открытый доступ
Расчетно-экспериментальное обоснование работоспособности уплотнений элементов локализующих систем безопасности энергоблоков с ВВЭР
(НИЯУ МИФИ, 2024) Кравец, С. Б.; Кузин, С. А.; Сапельников, В. М. ; Синельщикова, С. Е. ; Поволоцкая, А. А.; Бекетов, В. Г.
Актуальность данной работы определена необходимостью прогнозировать работу узлов уплотнений для элементов локализующих систем безопасности (ЛСБ) энергоблоков с ВВЭР, к которым относятся (проходки, люки, шлюзы, двери и другие элементы герметичного ограждения (ГО) в эксплуатационных режимах. Под эксплуатационными режимами понимаются режимы нормальной эксплуатации, режимы нарушения нормальной эксплуатации, а также аварийные ситуации. При изготовлении и эксплуатации элементов ЛСБ возникает проблема неравномерного выступания двухрядного резинового уплотнения из пазов в полотне элемента ЛСБ, что приводит к необходимости уточнения интегрального усилия обжатия уплотнения в целом для этого элемента. Проблема вызвана несовершенством технологии изготовления полотен больших размеров для элементов ЛСБ (двери, люки, шлюзы: периметр уплотнений может достигать 10-20 м, диаметр полотна 2-6 м) и необходимостью при этом выдерживать жесткие технологические требования по плоскостности, параллельности и предельным отклонениям по линейным и угловым размерам. Изготовление габаритных конструкций усложняется наличием сварных соединений, термообработки, сложности металлообработки. Усилие обжатия резиновой прокладки ПНАЭ-7-002-86 не регламентируется, поэтому для надежного конструирования механизмов обжатия прокладки была определена величина этого усилия. На основе полученных результатов испытаний резиновых уплотнений на герметичность и циклические нагружения выполнена оценка герметичности применяемых резиновых уплотнений, выполнены расчеты деформаций резиновых уплотнений по программному комплексу МКЭ. Разработаны рекомендации по увеличению надежности работы узлов уплотнений для элементов локализующих систем безопасности (ЛСБ) энергоблоков с ВВЭР в эксплуатационных режимах и выбору величины обжатия для определения необходимого усилия, обеспечивающего герметичность в начале эксплуатации и через 5000 циклов открытия-закрытия.
Публикация
Открытый доступ
Оптимизация программно-управляемой механической обработки ответственных деталей трубопроводной арматуры
(НИЯУ МИФИ, 2024) Виннийчук, К. А.; Моисеенко, А. А.; Подрезов, Н. Н.; Томилин, С. А.
В последнее время постоянно происходит ужесточение требований к качеству трубопроводной арматуры для АЭС, объектов нефтегазового хозяйства, что связано с обеспечением ресурса их безопасной эксплуатации. При изготовлении деталей с применением технологий вычитания механообработкой особое значение придается показателям точности линейно – угловых размеров и формы поверхностей. В данном исследовании рассмотрены пути оптимизации размерной токарной обработки на примере детали «сепаратор» на многофункциональном токарно-фрезерном центре с ЧПУ MULTICUT 630/2000S. Операции проектирования и оптимизации изготовления деталей все больше определяются результатами имитационного моделирования, виртуальными моделями, которые, по сути, являются неотъемлемой частью технологических процессов. В данной работе имитационное моделирование выполнялось на тренажерах с УЧПУ Sinumerik 810/840D/Operate Turn. Эта процедура представляет собой упрощенный вариант алгоритма отсечения Вейлера–Азертона применительно к токарной обработке снятия припуска. В дополнение к алгоритму предложены дополнительные модули динамических коррекций управляющих программ с целью гарантированного обеспечения требований конструкторской документации по точности в условиях динамической системы СПИД: станок – приспособление – инструмент – деталь. Из технологических управляющих параметров наибольшее влияние на процесс снятия припуска оказывают скорость резания, далее глубина резания и подача инструмента при токарной обработке. Модули динамических коррекций управляющих программ позволяет достаточно точно оценить влияние управляющих факторов в токарной обработке (скорости резания, глубины резания и подачи) на силу резания и точность обработки.