Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 6 - Kärnkraften i Storbritannien efter 1958, av H H Gott
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
väntas på grund av den goda värmeövergång
som uppnås med relativt liten tryckförlust.
Fastän det finns starka skäl för upphängning
av varje bränsleelement för sig i grafithylsan,
är den enkla metoden att trava elementen på
varandra i den vertikala kanalen mycket
tilltalande. Det är kanske fel att konstruera en
reaktor med grafithylsor i kanalerna utan
anordningar för individuell upphängning av
bränsleelementen, men det finns starka skäl
för att trava dessa åtminstone i den första
bränsleladdningen.
Reglering
Man har ägnat stor uppmärksamhet åt
reaktorernas reglering, och det sätt varpå denna
fråga diskuteras nu skiljer sig avsevärt från det
tidigare. Orsaken härtill är att de nya
reaktorerna är mycket större än Calder Halls, både
i volym och effekt.
Redan när Calder Hall var under byggnad
insåg man att moderatorns
temperaturkoefficient blir positiv vid betydande utbränning av
bränslet, dvs. att reaktorns reaktivitet stiger
med stigande temperatur hos moderatorn.
Orsaken härtill är anrikningen av plutonium i
bränsleelementen.
Då dessa under drift byts undan för undan,
kan man på grund härav inte betrakta
reaktorn som en enhet vid dess reglering utan
måste ta hänsyn till neutronflödets fördelning i
kärnan och det sätt varpå fördelningen ändras
med tiden. Konstruktionsproblemen måste
emellertid lösas i princip innan man kunde
börja studera neutronflödets fördelning.
Man måste först göra klart för sig om ett
tillfredsställande regleringssystem för reaktorn
kunde konstrueras på grundval av tillgängligt
vetande eller om dess konstruktion skulle
uppskjutas för fortsatt analys.
Regleringsprinciperna föreföll emellertid klara, tillgängliga
metoder ansågs tämligen säkert ge önskat
resultat, och apparaturen kunde installeras, om
vissa beslut fattades omedelbart.
Man kan inte vänta att neutronflödet skall bli
oförändrat ens vid drift med konstant effekt.
Det är då mycket upplysande att separat
betrakta flödesmönstret i en typisk bränslekanal
(axiell flödesfördelning) och avvikelserna från
normal flödesfördelning på de olika kanalerna
(radiell flödesfördelning).
I den aktuella typen av reaktor finns ca 3 000
vertikala kanaler för bränsle och kylmedel, och
systemet regleras med 100—150 reglerstavar
av borstål, vilka sänks ned i kärnan uppifrån.
Det föreföll därför a priori tänkbart att
undertrycka störningar i den radiella
flödesfördelningen genom en relativt enkel modifiering av
reglerstavarnas manövrering. Det var
emellertid mindre påtagligt att störningar av den
axiella flödesfördelningen kunde behärskas på
samma sätt.
De första beräkningarna visade att radiella
störningar var högst sannolika och att en
period av omkring en timme kunde väntas.
Därför var t.o.m. manuell reglering möjlig om
operatören kunde ges tillräckliga upplysningar
om förhållandena i kärnan. Axiella störningar
ansågs mindre sannolika.
I reaktorernas konstruktionsplan ingick redan
anordningar för mätning av temperaturen hos
bränsleelement och kylmedel i några utvalda
kanaler. Antalet sådana har utökats betydligt.
Informationerna grupperas i huvudsak i nio
zoner, en mittzon och åtta sektorer utanför
denna, och ger då upplysning om alla
tänkbara radiella störningar.
Fastän studiet av störningarna i
flödesfördelningen inte är på långt när avslutat har man
nått en tillfredsställande lösning av problemet,
och det hittills utförda arbetet visar tydligt
att reaktorer kan regleras vid hög utbränning
utan orimligt invecklad utrustning och utan
betydande minskning av effekten.
För automatiskt stopp av reaktorn vid för
högt neutronflöde har man föreslagit
jonkammare i en termisk kolonn mellan tryckkärlet
och strålskyddet. Till denna kolonn har fogats
två andra i ungefär samma horisontalplan.
Jonkamrarna i dem är kopplade till
stoppkretsarna.
Effekt
Beräkningen av en kärnreaktors effekt har
benägenhet att ge ett föga noggrant resultat trots
att den är grundad på ett stort antal
beräkningar som var och en är exakt.
Beräkningarna är givetvis halvempiriska och beror bl.a. på
en noggrann bestämning av de ingående
materialens kärnfysikaliska egenskaper,
expo-nentialexperiment, mätningar vid
igångsättning av reaktorer av liknande typ och en
noggrann bestämning av de mängder av olika
nuklider som bildas under reaktorns drift.
En framgångsrik syntes av denna information
ger en god uppskattning av värmeutvecklingen
i reaktorn, av värmekällornas fördelning och
av det sätt varpå denna varierar med tiden.
När de första kärnkraftstationerna planerades
hade man liten kvantitativ kännedom om
re-aktivitetens långtidsförändringar.
Den enda praktiska utvägen var då att
konstruera reaktorn så att den önskade
värmeutvecklingen erhölls när den var fullt laddad
med nytt bränsle. Numera kan man emellertid
grunda konstruktionen på den reaktivitet som
erhålls vid jämvikt under drift. Denna
reaktivitet uppnås naturligtvis inte under de första
årens drift, men det är lämpligt att konstruera
reaktorn för den, och det kan visas att man
kan prova resultatet bara några månader efter
det att reaktorn körts upp till full effekt.
Vid uppskattning av en reaktors effekt är det
enklast att låta en enda typisk bränslekanal
representera reaktorn. Den högsta
bränsleelementtemperaturen i denna kanal anses då vara
den högsta i hela reaktorn. Detta är
naturligtvis inte riktigt, då driftbetingelserna är olika
för olika kanaler, t.ex. på grund av närheten
till reglerstavar, variation i
värmeöverföringsytorna inom tillverkningstoleransen, olikhet i
utbränning och distorsion av bränsleelementen.
127 TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 5
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
