Начальном обогащении

Емкостный элемент. Применяя преобразование к вольт-амперной характеристике элемента i — Cdujdt, получим при начальном напряжении «с(0) = «с(0—) ( 11.2, а):

задолго до пробоя, причем ударная ионизация начинается не во всем объеме газа, а локализуется в местах наибольшей напряженности поля. Ввиду этого при напряжении, существенно меньшем Uv ( так называемом начальном напряжении), возникает корона. Пробой газа в неоднородном поле характеризуется двумя значениями напряжений: начальным (коронным) и пробивным.

При начальном напряжении на выводах статора 0,4 f/ном пик тока в статоре составляет 2,41 /Н0м, а начальное значение тока в обмотке возбуждения — всего 0,1 /в>Ном-Асинхронный режим с характерными пульсациями тока статора, связанными с переменным индуктированным током в обмотке возбуждения, устанавливается через 1—1,5 с после включения. Ротор к этому времени сделал около четверти первого оборота, а в обмотках статора и ротора закончился начальный период пуска, сопровождающийся характерными апериодическими составляющими токов в них. Примерно через 19 с частота вращения достигает половины синхронной, что характеризуется временным прекращением пульсации тока статора. Асинхронный режим длится 28 с. К этому времени заметно снижается ток статора и в результате этого уменьшается падение напряжения

Задача V.54. Рассмотреть переходный процесс в схеме V.21 при начальном напряжении на конденсаторе UCQ и начальном токе в индуктивности //.о.

Слабонеоднородными называют поля разрядных промежутков в том случае, если при начальном напряжении самостоятельного разряда на всей длине промежутка вдоль линии максимальной напряженности а — т) е ^ 0. В этом случае возникшая с поверхности катода лавина электронов достигает анода. Если при начальном напряжении самостоятельного разряда на какой-либо части разрядного промежутка вдоль линии максимальной напряженности а — т]е<; 0, то ионизационные процессы вблизи катода и анода развиваются изолированно. Поля таких промежутков относят к сильнонеоднородным.

к аноду в качестве характеристики электрической прочности используют значения максимальной напряженности (на одном из электродов) при начальном напряжении самостоятельного разряда, которую называют начальной (разрядной) напряженностью. Она превышает разрядную напряженность в однородном поле и тем больше, чем больше

В сильнонеоднородных полях при начальном напряжении самостоятельного разряда не происходит пробой разрядных промежутков. Распространение стримера в глубь разрядного промежутка затормаживается из-за уменьшения напряженности поля ( 4.12). При увеличении напряжения на разрядном промежутке длина стримеров увеличивается практически пропорционально напряжению до тех пор, пока стримеры не достигают второго электрода. При этом, как и в слабоне-однородных полях, канал стримера разогревается потоком электронов, что приводит к возникновению дугового разряда.

бивное напряжение уменьшается, достигая значений начального напряжения самостоятельного разряда (/, 2, 4.17). Такой характер зависимости определяется увеличением числа электронов в начальных лавинах самостоятельного разряда при увеличении плотности газа ( 4.18, обозначения см. в табл. 4.2). При б < б кр стримеры возникают при напряжении на разрядном промежутке ?/стр > ?/н- Для пробоя промежутка необходимо дальнейшее повышение напряжения, чтобы стримеры достигли второго электрода. Поэтому пробивное напряжение ир %> UH. При увеличении 6 сверх 6кр (см. табл. 4.2) уже при начальном напряжении самостоятельного разряда число электронов в лавинах значительно превышает минимальное, необходимое для образования стримера (1,5-10'). Поэтому возникающие при U — UH стримеры пересекают значительную часть промежутка, что приводит к уменьшению отношения f/p/f/H. Наконец, при некоторой плотности газа число электронов, содержащихся в стримерах, развивающихся при U = t/H, настолько велико («1013), что достаточно для образования лидера.

Это условие дает значения пробивных напряжений несколько больше, чем начальные, что указывает на то, что начальная лавина не способна обеспечить условия для образования стримера. При начальном напряжении стример возникает лишь после прохождения ряда лавин и накопления достаточного положительного объемного заряда. Таким образом, начальное напряжение соглаено стримерной теории равно минимальному пробивному.

Основным принципом создания линейно изменяющегося напряжения, получившим в настоящее время наибольшее распространение, является принцип зарядки (разрядки) конденсатора током, неизменным в течение времени прямого хода. Функциональная схема подобных генераторов показана на 8.1. Будем считать, что требуется получить линейно нарастающее напряжение. В схеме 8.1 с этой целью разрядный каскад Р периодически разряжает конденсато В промежутках между включениями этого каскада конденсатор заряжается через зарядный каскад 3, являющийся во время зарядки генератором тока. При постоянстве зарядного тока напряжение на конденсаторе С возрастает линейно, и с него можно снять пилообразное напряжение. Пусть /0 = const — зарядный ток. При постоянном зарядном токе и нулевом начальном напряжении на конденсаторе

дет происходить по кривой АБ, аналогичной кривой на 22.14 (конденсатор- не успел зарядиться до напряжения 120 В, поэтому разрядка начинается при меньшем начальном напряжении).

При непрерывной перегрузке топлн-чо в реактор загружается при обогаще-1ии хи. Если топливо выгорит до содержания 23SU, равного *к, отвечающего предельному содержанию продуктов деления амакс, то тогда реактор должен иметь возможность работать при средней концентрации продуктов деления а/2 и при среднем содержании 235U в активной зоне, близком к (хн+хк)/2. Это означает, что в реакторе непрерывно будет находиться топливо с содержанием И5и в диапазоне от х„ до хк. Требуемый запас реактивности на выгорание в этом случае минимален, вместе с тем достигается максимальная глубина выгорания топлива при минимальном начальном обогащении.

5.6. Среднегодовые потребности в природном уране АЭС с водоохлаждае-мыми реакторами PWR и BWR электрической мощностью 1000 МВт при различных циклах использования топлива в зависимости от среднегодового коэффициента нагрузки (ф) и содержания 235U в отвалах разделительных заводов у при начальном .обогащении х=3 %, средней глубине выгорания #= =30-103 МВт1Сут/т, КПД (нетто) использования тепла т)тетто=0,32. Для загрузки PHWR (CANDU) применяется необогащенный природный уран с выгорани--ем 23SU до 0,35 %

В процессе выгорания ядерного (уранового) топлива (в результате ядерных реакций) происходят значительные изменения его нуклидного состава. На 5.7 приведен типичный график этого процесса применительно к проектным условиям активной зоны реактора ВВЭР-1000 при начальном обогащении х=4,4 %' (44 кг/т) и средней проектной глубине выгорания топлива Б= = 40-103 МВт-сут/т (или а=42 кг/т), а на 5.8 — расчетный график изменения нуклидного состава топлива при х=2 % и fi—20- 103 МВт-сут/т в активной зоне реактора РБМК-ЮОО Видно, что по мере выгорания 235U в результате радиационного захвата нейтронов ядрами 238U возникают и накапливаются делящиеся изотопы плутония 239Pu, 24IPu и неделящиеся изотопы

На 5.12 приведена зависимость накопления 236U в водо-водяном реакторе современной АЭС при различном начальном обогащении от глубины выгорания топлива. При накоплении 236U в активной зоне реактора происходят процессы, приводящие к некоторому расходу его за счет захвата нейтронов и образования ценных элементов: 237Np и 238Ри. При большом содержании 236U в.некоторый момент достигается состояние равновесия: количество вновь возникшего 236U становится равным его убыли. При построении кривых 5.12 учтено влияние этих процессов.

5Л2. Зависимость содержания assy в топливе от глубины выгорания при различном начальном обогащении

Видно, что в топливе водо-водяных реакторов на тепловых нейтронах при глубине выгорания (25—Щ-Ю3 МВт-сут/т и начальном обогащении ~3,4 % будет накоплено 0,35—0,4% 236U.

Анализ отработавшего топлива АЭС с реактором ВВЭР-440 при среднем расчетном выгорании 33,2±1,2 кг/т и начальном обогащении урана 3,6 %, после 3-летней выдержки, показал следующий нуклидный состав, кг/т: 232U—Ы0~6; 234U—0,215; 235U_1i)2; 23би_4,5; 238U—941±2; 236Pu — 1,6-10~6; 238Pu — 0,14; ^Pu—.5,37dfp,17; 240Pu — 2,17±0,07; 24IPu — 2,17+0,17; 242Pu — 0,43. В отработавшем топливе обнаружены "также Am и Cm (суммарно ~0Л кг/т).

При непрерывной перегрузке топлн-9О в реактор загружается при обогаще-1ии хк. Если топливо выгорит до содержания 23SU, равного хк, отвечающего предельному содержанию продуктов деления амакс, то тогда реактор должен иметь возможность работать при средней концентрации продуктов деления а/2 и при среднем содержании 235U в активной зоне, близком к (хИ+хк)/2. Это означает, что в реакторе непрерывно будет находиться топливо с содержанием M6U в диапазоне от хк до хк. Требуемый запас реактивности на выгорание в этом случае минимален, вместе с тем достигается максимальная глубина выгорания топлива при минимальном начальном обогащении. •II' " При непрерывной перегрузке систе-

5.6. Среднегодовые потребности в природном уране АЭС с водоохлаждае-мыми реакторами PWR и BWR электрической мощностью 1000 МВт при различных циклах использования топлива в зависимости от среднегодового коэффициента нагрузки (ф) и содержания 235U в отвалах разделительных заводов у при начальном .обогащении х=3 %, средней глубине выгорания #= =30-103 МВт1Сут/т, КПД (нетто) использования тепла т)тетто=0,32. Для загрузки PHWR (CANDU) применяется необогащенный природный уран с выгорани--ем 23SU до 0,35 %

В процессе выгорания ядерного (уранового) топлива (в ре-гльтате ядерных реакций) происходят значительные изменения 'о нуклидного состава. На 5.7 приведен типичный график того процесса применительно к проектным условиям активной эны реактора ВВЭР-1000 при начальном обогащении х=4,4 %' 14 кг/т) и средней проектной глубине выгорания топлива В= =40-103 МВт-сут/т (или а=42 кг/т), а на 5.8 — расчетный )афик изменения нуклидного состава топлива при х=2 % и :—20-Ю3 МВт-сут/т в активной зоне реактора РБМК-ЮОО идно, что по мере выгорания 235U в результате радиационного 1хвата нейтронов ядрами 238U возникают и накапливаются де-ящиеся изотопы плутония 239Pu, 24IPu и неделящиеся изотопы

На 5.12 приведена зависимость накопления 236U в водо-водяном реакторе современной АЭС при различном начальном обогащении от глубины выгорания топлива. При накоплении 236U в активной зоне реактора происходят процессы, приводящие к некоторому расходу его за счет захвата нейтронов и образования ценных элементов: 237Np и 238Ри. При большом содержании 236U в.некоторый момент достигается состояние равновесия: количество вновь возникшего 236U становится равным его убыли. При построении кривых 5.12 учтено влияние этих процессов.