У рамках "Весняної школи НАЕК "Енергоатом" 27 березня 2018 року експерт Консультанта ГУП КЗПБ Людвіг Литвинський розповів учасникам проекту про конструкцію ядерних енергетичних установок.

1. Конструкція ядерних
енергетичних установок:
яка, чому та навіщо?
Литвинський Людвиг
Леонідович
експерт консультанта ГУП КЗПБ

2. 1 ЯЕУ (Загальна інформація)
2 Яка? (Принципово можливі РУ та типи комерційних ЯЕУ)
3 Чому? (Причини вибору реактору водо-водяного типу під тиском)
3 Навіщо? (Особливості конструкції вітчизняних блоків з РУ типу ВВЕР)
Конструкція ЯЕУ: яка, чому та навіщо?

3. Практичне значення мають окремі
нейтроннонадлишкові актиноїди (А>230), які:
• наявні в природі (235U – 0,7% у природній
суміші) або можуть бути напрацьовані у значній
кількості з природних матеріалів (233U та 239Pu,
утворювані з природних торію або урану);
• при діленні випромінюють декілька нейтронів
(νf > 1).
Напрацювання:
• 232Th+n-> 233Th(β-,22,3 хв)-> 233Pa(β-,27 діб)->233U (1,6.105 р.)
• 238U+n -> 239U(β-, 23,5 хв)-> 239Np(β-,2,4 діб) ->239Pu (2,4.104 р.)
Загальна інформація

4. Ключові непозбутні вади всіх сьогоденних ЯУ:
- Короткий проміжок часу на коригування технологічного процесу (нейтрони,
що запізнюються, - від часток до десятків секунд)
аналог – автомобіль на автобані перед поворотом, що не проглядається
- Значне залишкове тепловиділення після зупинки ланцюгової реакції (години
– на примусове охолодження активної зони, роки – на вологу витримку ВЯП,
століття – на ізоляцію відходів від довкілля)
аналог – залізничний состав без гальма
Висновок: Існуючі АЕС є аж ніяк не найбезпечнішим рішенням з
енергозабезпечення, просто альтернативи за співвідношенням
«(витрати+шкода+ризики)/вигода» на сьогодні співставні або ще гірші
Загальна інформація

5. Класифікація типів РУ:
• За енергетичним спектром нейтронів:
 на теплових нейтронах;
 на проміжних нейтронах;
 на швидких нейтронах.
• За видом уповільнювача:
 легководні;
 важководні;
 графітові;
 без уповільнювача («швидкі» реактори).
• За видом теплоносія:
 легководні;
 важководні;
 газові;
 металеві/солеметалеві («швидкі»
реактори).
• За структурою активної зони:
- гомогенні;
- гетерогенні
• За конструкцією вміщуючої судини:
- корпусні;
- канальні
• За тиском вміщуючої судини:
- басейнові;
- під тиском
• За типом паливного циклу:
- уран-плутонієві;
- уран-торієві
• За агрегатним станом палива:
- метал;
- керамічне паливо;
- розплав.
• За агрегатним станом теплоносія:
- однофазні;
- двофазні (рідина + пара)
Принципово можливі РУ

6. Поширення основних типів РУ у світі
(теплоносій/уповільнювач)
• водо-водяні під тиском (ВВЕР/PWR) - сотні;
• водо-водяні киплячі (BWR) - десятки;
• важководні (CANDU) - десятки;
• водо-графітові (РБМК) - одиниці;
• газо-графітові (AGR) - одиниці;
• натрієві на швидких нейтронах (БН) - одиниці
Історичні причини суттєвого
поширення:
• прототип – транспортні РУ (к.СРСР, США);
• найпростіші технічні рішення (США);
• незбагачений уран (Канада)
• високі КВ, КВВП (к.СРСР)
Типи комерційних ЯЕУ

7. Причини вибору для АЕС України:
- Значна проробленість технічних рішень
завдяки транспортним РУ;
- Невисоке збагачення палива за U-235;
- Доступність (дешевизна), вивченість та
зручність теплоносія (вода);
- Компактність активної зони (високе
енерговиділення) і, як наслідок, легка
досяжність високої одиничної встановленої
потужності (до 1500 МВт-ел.)
Питоме енерговиділення (МВт/м3 АЗ)
Під тиском (ВВЕР, PWR) - більше 100
Киплячі (BWR, РБМК) - десятки
Газові (AGR, CANDU) - одиниці
Причини вибору РУ
водо-водяного типу під тиском

8. Особливості конструкції вітчизняних
блоків з РУ типу ВВЕР

9. Особливості конструкції вітчизняних
блоків з РУ типу ВВЕР