Типичные характеристики современных канальных кипящих реакторов.

В современном канальном реакторе теплоносителем является вода, а замедлителем является графит. Эти реакторы имеют большие размеры, что определяется свойствами графита как замедлителя. Замедляющая способность графита меньше, чем у воды, поэтому для получения спектра тепловых нейтронов доля графита в активной зоне весьма велика. Графитоурановое отношение в десятки раз превышает водоурановое. Благодаря этому удельное энерговыделение в активной зоне канальных реакторов на 1-2 порядка меньше, чем у корпусных.

Достоинство графитового замедлителя – его чрезвычайно слабая способность поглощать нейтроны. Графит – распространенный в природе и доступный для использования материал, производство его достаточно хорошо освоено, химически он довольно стоек, обладает хорошей теплопроводностью, допускает сравнительно высокие рабочие температуры. Благодаря редкой решетке и большому числу параллельных каналов перегрузку топлива можно производить на ходу, не останавливая реактор и не снижая нагрузку.

При проектировании энергоблоков РБМК, в силу несовершенства расчетных методик, был выбран не оптимальным шаг решетки каналов. В результате реактор оказался несколько перезамедлен, что приводило к положительным значениям парового коэффициента реактивности в рабочей области, превышающим долю запаздывающих нейтронов. До аварии на ЧАЭС используемая методика расчета кривой парового коэффициента реактивности (программа BMP), показывала, что несмотря на положительный ПКР в области рабочих паросодержаний, по мере роста паросодержания эта величина меняет знак, так что эффект обезвоживания оказывался отрицательным. Соответственно состав и производительность систем безопасности проектировалась с учетом этой характеристики. Однако, как оказалось после аварии на Чернобыльской АЭС, расчетное значение парового коэффициента реактивности в областях с высоким паросодержанием было получено неверно: вместо отрицательного, он оказался положительным^[4]. Для изменения парового коэффициента реактивности был выполнен ряд мероприятий, в том числе в некоторые каналы вместо топлива установлены дополнительные поглотители. В последующем, для улучшения экономических показателей энергоблоков с РБМК дополнительные поглотители извлекались, для достижения заданных нейтроно-физических характеристик стали применять топливо более высокого обогащения с дополнительным поглотителем (оксид эрбия).

На строящемся 5-м блоке Курской АЭС (готовность на 2009 год 70 – 80%), помимо прочих мероприятий по усовершенствованию РБМК, принципиальной новизной обладает конструкция графитовой кладки реактора, имеющей в сечении вид восьмигранника. За счет уменьшения объема графита изменяется отношение доли топлива к доле замедлителя, что оказывает существенное влияние на паровой коэффициент реактивности. В результате, при гарантированном отрицательном паровом коэффициенте реактивности, реактор РБМК-1000 5-го блока Курской АЭС может работать с минимальным ОЗР, что дополнительно увеличивает его экономическую эффективность. В будущем возможно рассмотреть вопрос о повышении обогащения топлива для РБМК 5-го блока Курской АЭС, что позволит улучшить его экономические показатели, сохраняя высокий уровень безопасности.