Канальных реакторов

Первыми широкое распространение получили МДП-транзисторы с каналами р-типа, затем начали применяться n-канальные транзисторы, затворы которых изготовляются из поликристаллического кремния. Такие транзисторы обладают более высоким быстродействием (в силу более высокой подвижности носителей — электронов), более низким пороговым напряжением, имеют меньшие размеры.

двух пар транзисторов: Т± и TI, T2 и Т2. При и1=и2—0 n-канальные транзисторы 7\, Т2 закрыты, а р-канальные транзисторы TI, Т'2 открыты и ивык—Е («1»). Если Mj=f:, a u2=0, то транзистор Т^ открыт, транзистор TI закрыт, транзистор Т2 закрыт, транзистор Т2 открыт и «вых=0, т. е. схема реализует операцию ИЛИ — НЕ. По схеме 8.29 построен, например, элемент 4ИЛИ — НЕ К176ЛЕ5 серии 176.

7.3. Полевые (канальные) транзисторы..............133

7.3. Полевые (канальные) транзисторы

В повторителях напряжения, приведенных на 2.3, мощность в нагрузке ограничивается током, протекающим через резистор R. Существенно большей мощности в нагрузке можно достичь в двухтактном каскаде (2.6). Двухтактный повторитель строится на транзисторах взаимодополняющего типа электропроводности. В схемах с БТ в качестве 7\ используют транзистор n-^-n-типа, а в качестве 72 — р-п-р-тнпа. В схемах с ПТ применяют канальные транзисторы п- и -р-типа.

и п--/>--типов различной конфигурации, строка 2 — п-ка-нальные транзисторы с разными значениями ширины и длины канала, строка 3 — тестовые ячейки из контактных «крестов», цепочек всех видов и простых диффузионных резисторов, строка 4 — тестовые ячейки типов «крест-мост» и диффузионных резисторов, строка 5 — МДП-конденсаторы всех видов, строка 6 — р-канальные транзисторы разных размеров.

Для повышения плотности компоновки /о-канальные транзисторы объединяются в группы и размещаются в одном л-кармане, соединенном с источником питания.

вход переключателя. На 2.32, в показан видоизмененный вариант принципиальной электрической схемы однополюсного переключателя на два направления, когда р- и /г-канальные транзисторы сгруппированы в виде, удобном

Пороговое напряжение транзисторов с индуцированным р-кана-лом составляет около —4 В в отличие от /г-канальных транзисторов, для которых оно может колебаться от долей до одного вольта. Отличие значений пороговых напряжений п- и р-канальных транзисторов затрудняет создание комплементарных структур. Кроме того, обычные р-канальные транзисторы плохо согласуются с биполярными структурами в логических схемах типов ТТЛ и ДТЛ. В подобных случаях находят применение МДП-транзисторы с ион-но-легированным каналом (ИЛ-МДП).

(КМДП) применяют транзисторы с индуцированными каналами п-и р-тпа. При одинаковой конструкции я-канальные транзисторы имеют большую крутизну и более высокую граничную частоту, чем р-ка-нальные, вследствие большей подвижности электронов по сравнению с дырками. В большинстве микросхем используют транзисторы с горизонтальным каналом (параллельным поверхности), однако существуют транзисторы и с вертикальным каналом, образующимся на стенках вытравленных канавок. Такие транзисторы занимают меньшую площадь на кристалле.

Площадь, приходящаяся на один транзистор, в комплементарной структуре больше, чем в структуре на однотипных /i-канальных транзисторах. Это обусловлено несколькими причинами, в частности существованием карманов с выводами к ним. При формировании кармана примеси распространяются в боковом направлении на такое же расстояние, как и вглубь (3...4 мкм), вследствие чего увеличиваются его размеры. Расстояние между р-п переходом карман — подложка и р-п переходом ближайшего /г-канального транзистора (например, между областями 2 и 5 на 4.13) должно быть бйльше суммы толщин обедненных слоев этих переходов, чтобы не было замыкания областей 2 и 5. Так как подложка слабо легирована, то толщина обедненных слоев получается весьма большой (примерно 3 мкм при /Va
1. Увеличение единичной мощности блоков АЭС. Так, мощность канальных реакторов увеличилась с 5 МВт на Первой АЭС до 1000 МВт на Ленинградской, Курской, Чернобыльской АЭС, блоки мощностью 1500 МВт строятся на Игналинской АЭС. Увеличивается мощность и ВВЭР, и реакторов на быстрых нейтронах. Вместе с ростом мощности блока увеличивается единичная мощность входящего в него оборудования — парогенераторов в двухконтурных установках, паротурбинных установок (мощность паровых турбин на АЭС составляет 500 и 1000 МВт), насосного оборудования и т. д.

У канальных реакторов прочный корпус отсутствует, и их активная зона с отражателем нейтронов заключается в тонкостенный кожух, свариваемый на монтажной площадке, что позволяет доводить мощность до нескольких тысяч мегаватт. Кроме того эта конструкция позволяет перегружать ядерное горючее и заменять дефектные каналы без остановки реактора, поддерживать высокие параметры пара, применяя ядерный перегрев, имеет лучшие маневренные характеристики.

Параметры канальных реакторов большой мощности

Накопленный на первой экспериментальной АЭС опыт позволил создать несколько иной тип промышленного реактора и обеспечить строительство и ввод в эксплуатацию двух первых мощных канальных реакторов на Белоярской атомной электростанции имени И. В. Курчатова. Первый блок этой АЭС имеет мощность 100 МВт. На этом блоке в отличие от реактора первой АЭС перегретый пар при давлении 100 ата и температуре 500° С получается непосредственно в активной зоне реактора. Для этой цели непосредственно в реакторе устанавливаются специальные пароперегре-вательные каналы «второго контура», в которых происходит перегрев пара. Получение непосредственно в реакторе пара указанных параметров позволило использовать серийно выпускаемую паровую турбину. В результате КПД тепловой части Белоярской АЭС стал таким же, как на тепловых электростанциях с органическим топливом, работающих на тех же параметрах пара.

5. Александров А П., Доллежаль Н. А. Развитие уран-графитовых канальных реакторов в СССР. — Атомная энергия, 1977, т. 43, вып. 5, с. 337—343.

На АЭС из-за циклов насыщенного пара и принудительной циркуляции теплоносителя через активную зону и промежуточный контур (в случае жидкометаллических теплоносителей) потребление электроэнергии на с. н. обычно получается большим, чем на конденсационной электростанции той же мощности на органическом топливе. На АЭС получил распространение электрический привод всех механизмов. Исключение могут составить газо-охлаждаемые реакторы. Доля электроэнергии, расходуемой на с. н. АЭС с реакторными блоками мощностью более 5СЮ МВт, составляет: 4—6 % для реакторов с водой под давлением (ВВЭР); 5—7 % для кипящих канальных реакторов с графитовым замедлителем (РБМК); 6—8 % для реакторов на быстрых нейтронах (БН) с жидкометаллическим теплоносителем; до 15 % для газо-охлаждаемых реакторов с электроприводом всех механизмов; 1,5—3 % для газоохлаждаемых реакторов с паро- или газотурбинным приводом газодувок и питательных насосов.

Первая загрузка должна быть поставлена на АЭС до ввода ее в эксплуатацию и оплачена за счет специально выделяемых для этих целей оборотных средств. Аналогично осуществляется финансирование заказа топлива на первую перегрузку зоны для корпусных реакторов, имеющих периодический режим перегрузок, и оплата некоторой части топлива для канальных реакторов с непрерывным режимом перегрузки.

Первая загрузка должна быть поставлена на АЭС до ввода ее в эксплуатацию и оплачена за счет специально выделяемых для этих целей оборотных средств. Аналогично осуществляется финансирование заказа топлива на первую перегрузку зоны для корпусных реакторов, имеющих периодический режим перегрузок, и оплата некоторой части топлива для канальных реакторов с непрерывным режимом перегрузки.

Для канальных реакторов (РБМК) в установившемся режиме используют квазинепрерывный режим перегрузок, когда ежедневно выгружают один-два канала с максимальной глубиной выгорания. В этом случае глубина выгорания зависит от обогащения и составляет 20—25 МВт • сут/кг U.

К особенностям канальных реакторов, облегчающим обеспечение безопасности при разрывах контура, относятся ограничение масштабов утечек теплоносителя при разрывах труб вследствие уменьшения их диаметра при увеличении числа петель охлаждения; использование питательной воды и питательных насосов в качестве независимого источника аварийного охлаждения активной зоны при разрывах контура; поканальный контроль запасов до кризиса, герметичности оболочек твэлов и целости технологических каналов; извлечение и замена на ходу топливных сборок, потерявших герметичность [2].

Другой важный аспект безопасности АЭС — обеспечение сохранности строительных конструкций здания и локализации выбросов активного теплоносителя при разрывах трубопроводов. Трубопроводы большого диаметра и оборудование контура циркуляции канальных реакторов размещаются в прочных боксах, рассчитанных на избыточное давление, которое установится в них при разрыве самого крупного трубопровода (0,1—0,3 МПа). Из прочных боксов парогазовая смесь через специальные клапаны сбрасывается в локализующее устройство барботажно-конденсационного типа, оборудованное теплообменными и спринклерными установками и обеспечивающее прием, конденсацию и выдержку образующейся при аварии парогазовой смеси. Общий объем этих помещений 15 тыс. м . Барботер-конденсатор имеет 776 труб диаметром 400 мм в верхней и 280 мм в нижней части.