ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTI C K Á R E P U B L I K A L Int. Cl. 2 G 21 C 1/02 Přihlášeno 08. II. 1974 (PV 881-74) ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY Zveřejněno 29. III. 197(3 Vydáno 15. III. 1978 MDT 621.039.002.5 621.039.51 621.039.511.2 Autor vynálezu STANISLAV BORISOVIČ BOBROV, VLADIMÍR GR1GORJEVIČ ILJUNIN, IGOR ALEXEJEVIČ KUZNECOV, VIKTOR MICHAJLOVIČ MUROGOV, OBNINSK, JURIJ VASILIEVIČi SILAJEV, LEV VASILjEVIČ TOČENY) a ANATOLIJ NIKOLAJEVIČ ŠMELEV, MOSKVA (SSSR) Rychlý jaderný reaktor 1 Vynález se týká jaderných reaktorů, jmenovitě rychlých jaderných reaktorů sloužících pro výrobu elektrické energie v jaderných elektrárnách. U známého rychlého jaderného reaktoru 5 je štěpné pásmo vytvořeno z většího počtu kazet s palivovými články, obtékaných chladicím médiem. V palivových článcích je u- místěno homogenní palivo kysličník uraničitý. Chladicí médium vstupuje do štěp- jn ného pásma přes vstupní sběrač a vystupuje z něho přes výstupní sběrač. Nedostatkem tohoto známého rychlého jaderného reaktoru je, že koeficient reprodukce je u něho sice vyšší než jedna, avšak 15 zdaleka nedosahuje koeficientu reprodukce rektorů s kovovým palivem. Použití kovového paliva v palivových článcích je však nemožné, respektive problematické. Souvisí to s tím, že udržování 2(1 vysokých parametrů termodynamického procesu vyžaduje na plášti palivového článku teplotu, jejíž maximum leží v oblasti 680 až 720 C, přičemž nejvýše přípustné teploty pro kovové palivo, respektive pro plo- 25 chu palivo-pouzdro činí 570 až 610 C, respektive 490 až 510 C. Účelem vynálezu je vytvoření rychlého jaderného reaktoru, klerý by byl oproštěn od uvedených nevýhod. 3o 2 Úkolem vynálezu je vyvinutí rychlého jaderného reaktoru s takovým uspořádáním štěpného pásma, při němž by bylo dosahováno vyšší rychlosti množení při zachování vysokých teplotních parametrů chladicího média. Tento úkol je vyřešen tím, že u rychlého jaderného reaktoru se štěpným pásmem vyplněným palivovými články obtékanými chladicím médiem a rozděleným do- dvou radiálních oblastí s odlišnými teplotami chladicího méclia, podle vynálezu obsahuje oblast s teplejším chladicím médiem palivové články naplněné keramickým palivem a oblast s chladnějším chladicím médiem obsahuje palivové články naplněné kovovým palivem. Jako kovového paliva se přitom účelně použije kovové slitiny na bázi U 235 U 323, jako keramického paliva kysličníku plutoničitého. Oblast s teplejším chladicím médiem má přitom být výškově maximálně dvakrát větší než oblast s chladnějším chladicím médium. Podíl chladnějšího chladicího média v příslušné oblasti má být rovněž maximálně chladi- dvojnásobný vůči podílu teplejšího cího média v druhé oblasti. Obě oblasti je možno také provést výš- 171967
3 1 7 1 9 6 7 kově přibližně stejné, přičemž mohou rovněž obsahovat přibližně stejné podíly chlaho média ve vnější oblasti a s větší výškou podle vynálezu, s větším podílem chladícídicího média a přičemž oblast s teplejším střední oblasti, na obr. 3 variantu provedení štěpného pásma rychlého jaderného re- chladicím médiem je uspořádána uprostřed štěpného pásma jaderného reaktoru. > r aktoru podle vynálezu, s větším podílem Oblast s teplejším chladícím médiem je chladícího média ve střední oblasti a s větší možno dále provést výškově přibližně dvakrát větší než oblast s chladnějším chladícím výškou vnější oblasti, na obr. 4 variantu provedení rychlého jaderného reaktoru po- médiem, přičemž bude uvedená oblast dle vynálezu se společným vstupním SÍDB- obsahovat přibližně dvakrát nižší podíl m račem chladícího média, na obr. 5 variantu chladícího média než oblast s chladnějším provedení štěpného pásma rychlého ja- chladícím médiem a bude uspořádána na derného reaktoru podle vynálezu se společným vnější straně štěpného pásma. výstupním sběračem chladícího média, Každá z oblastí může být opatřena vlastním na obr. 6 variantu provedení štěpného pásis vstupním, respektive výstupním sběra- čem ma rychlého jaderného reaktoru podle vyčemnálezu se zapojením chladicích okruhu za je také možno vstupní sběrače všech oblastí vyústit do jednoho společného sběra- rychlého jaderného reaktoru podle vynále- sebou, na obr. 7 průřez štěpným pásmem če. zu, s tepelně izolující rozdělovači vrstvou 20 Rovněž tak je možno výstupní sběrače mezi oblastmi s rozdílnými teplotami chladícího média, na obr. 8 tepelné schéma ja- všech oblastí vyústit do jednoho společného sběrače. derné elektrárny s rychlým jaderným reaktorem podle vynálezu, zařazeným do ter- Pouzdra palivových článků pro oblast vysokoteplotního chladícího média, popřípadě jen jejich části na straně výstupu se ú- 25 réhožto jaderného reaktoru jsou jednotlivé modynamického procesu vodní páry, u ktečelně provádějí z materiálů odolných proti oblasti štěpného pásma opatřeny vlastními teplu. vstupními, respektive výstupními sběrači, Oblasti je také možno uspořádat za sebou na obr. 9 zjednodušené tepelné schéma jaderné elektrárny s rychlým jaderným re- ve směru proudění chladícího média, přičemž se výstupní sběrač oblasti s chladnějším chladícím médiem propojí se vstup- aktorem podle vynálezu, u něhož jsou jednotlivé oblasti štěpného pásma opatřeny ním sběračem oblasti s teplejším chladícím společným výstupním sběračem a samostatnými vstupními sběrači, na obr. 10 zjedno- médiem. dušené tepelné schéma jaderné elektrárny Pro jednotlivé oblasti je přitom možno s rychlým jaderným reaktorem podle vynálezu, u něhož jsou jednotlivé oblasti štěp- použít různých chladících médií, přičemž se jako chladícího média má použít plynu ného pásma opatřeny společným vstupním pro oblast s teplejším chladícím médiem a sběračem a samostatnými výstupními sběrači. tekutého kovu pro oblast s chladnějším chladícím médiem. 40 Mezi oblasti s rozdílnými teplotami chladícího média je možno účelně začlenit teaktor obsahuje štěpné pásmo rozdělené clo Na obr. 1 znázorněný rychlý jaderný repelně izolační rozdělovači vrstvu, sestavenou z palivových článků naplněných nmo- teplotami chladícího média a reprodukční dvou radiálních oblastí 1 a 2 s rozdílnými živým materiálem. pásmo 3. Nízkoteplotní oblast štěpného pás- Výhoda rychlého jaderného reaktoru provedeného 15 ma 1 je umístěna na vnější straně štěpného podle vynálezu spočívá v tom, že pásma, je omývána chladnějším chladícím při jeho začlenění do tepelného systému médiem a je vyplněna svazky palivových jaderné elektrárny zůstanou zachovány vysoké článků, naplněnými kovovými slitinami urasu parametry termodynamického procenu jako nízkoteplotním palivem. vodní páry pro jadernou elektrárnu, přičemž 50 Vysokoteplotní oblast 2 štěpného pásma se zvýší koeficient reprodukce. je umístěna uprostřed štěpného pásma, je Kromě toho má navržený rychlý jaderný omývána teplejším chladícím médiem a je reaktor tu výhodu, že rozložení tepla v jeho štěpném pásmu se v průběhu jeho pranými v tomto případě keramickým vysoko- vyplněna svazky palivových článků, naplněcovního procesu mění podstatně méně, než 55 teplotním palivem. je tomu u známých rychlých jaderných reaktorů, vyvážených obohacením. Z toho vy- stran šlěpné pásmo jaderného reaktoru a Reprodukční pásmo 3 obkličuje ze všech plývá zvýšení hustoty energie pro použité sestává z palivových článků s množivým palivo a zlepšení charakteristik jaderné materiálem, který má v tomto případě obsafi0 hovat thorium-232 nebo uran-238. elektrárny. V dalším textu bude tento vynález blíže Nízkoteplotní oblast 1 je napojena na osvětlen s použitím příkladů provedení a vstupní sběrač 4 pro přívod chladícího média k tomu příslušejících vyobrazení, která znázorňují na obr. 1 schematicky variantu provedení a na výstupní sběrač 5 pro obvod chla- dícího média. rychlého jaderného reaktoru podle 65 Vysokoteplotní oblast 2 je napojena na vynálezu, na obr. 2 variantu provedení štěpného vstupní sběrač 6 pro přívod chladícího iné- pásma rychlého jaderného reaktoru 4
3 171967 4 clia a na výstupní sběrač 7 pro odvod chladícího média. Jako kovového paliva pro nízkoteplotní oblast 1 jo použito kovové slitiny na bázi U 235 U 238, jako paliva pro vysokoteplotní oblast 2 je použito kysličníku plutoničitého P11O2 UO2. Radiální oblasti 1 a 2 štěpného pásma mohou v něm být uspořádány různě. V předcházejícím textu byla popsána varianta provedení štěpného pásma rychlého jaderného reaktoru, při níž je nízkoteplotní oblast 1, obtékaná chladnějším chladícím médiem, uspořádána na vnější straně štěpného pásma a oblast 2, omývanú teplejším chladícím médiem je uspořádána uprostřed štěpného pásma. je však také možná taková varianta provedení štěpného pásma, při níž je oblast 1. umístěna uprostřed štěpného pásma. Jak je znázorněno na obr. 2 a 3 na nichž jsou zobrazeny varianty provedení štěpného pásma rychlého jaderného reaktoru, přičemž obr. 3 představuje variantu provedení, při níž je oblast 1 umístěna uprostřed štěpného pásma je vysokoteplotní oblast 2 štěpného pásma na výšku maximálně dvakrát větší než nízkoteplotní oblast 1. Objemový podíl chladnějšího chladícího média v oblasti 1 je přitom maximálně dvakrát větší nuž objemový podíl teplejšího chladicího média ve vysokoteplotní oblasti 2. Rozdílné podíly chladícího niódia v Oblastech 1 a 2 vyplývají z toho, že palivové články 8 jsou v oblasti 1 uspořádány v jejím rozmezí úsporněji než palivové články 9 v oblasti 2 v jejím rozmezí. Přitom mohou být průměry palivových článků 8 a 9 v oblastech 1, resp. 2 voleny různé, přičemž je jejich volba závislá 11a mnoha Taktorech, jako například na nejvýše přípustné teplotě pouzder palivových článků. Přívod, resp. odvod chladícího média muže být u rychlého jaderného reaktoru podle tohoto vynálezu uspořádán různě. Na obr. 4 je znázorněna varianta provedení rychlého jaderného reaktoru, při níž jsou oblasti 1 a 2 štěpného pásma napojeny na společný vstupní sběrač 10 a na samostatné výstupní sběrače 5, resp. 7. Na obr. 5 je znázorněna varianta provedení rychlého jaderného reaktoru, při níž jsou oblasti 1 a 2 štěpného pásma napojeny na společný výstupní sběrač 11 a na samostatné vstupní sběrače 4, resp. 6. Na obr. 6 jo znázorněna varianta provedení rychlého jaderného reaktoru, při níž je pro oblasti 1 a 2 štěpného pásma použito řazení za sebou, přičemž výstup chladícího média z oblasti 1 je přes sběrač 12 spojon se vstupem chladícího média pro oblast 2. Na obr. 7 je znázorněn příčný řez štěpným pásmem rychlého jaderného reaktoru, u něhož je mezi oblastmi 1 a 2 štěpného pásma provedena rozdělovači vrstva 13, jejíž použití je opodstatněno tím, že oblasti I a 2 vykazují různé teploty chladícího média. Rozdělovači vrstva 13 je sestavena z pali- 5 vových článků, naplněných množivým maleriálem, obsahujícím thorium-232 nebo uran-238. Pro lepší pochopení tohoto vynálezu je v dalším textu popsáno tepelné schéma jaderii) né cleklrárny se začleněným rychlým jaderným reaktorem podle tohoto vynálezu. Na obr. 8 znázorněné tepelné schéma jaderné elektrárny s rychlým jaderným reaktorem, u něhož je pro jednotlivé oblasti 15 štěpného pásma použito samostatných vstupních sběračů 4, 6 a samostatných výstupních sběračů 5, 7, obsahuje okruh chladícího média pro nízkoteplotní chladící médium, sestávající z uspořádaných za sebou jo nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma, výstupního sběrače 5, vyvíječe páry 14 a vstupního sběrače 4 pro nízkoteplotní oblast 1, a okruh chladícího média pro vysokoteplotní chladící tekutinu, sestávající z M uspořádaných za sebou vysokoteplotní oblasti 2 štěpného pásma, jejího výstupního sběrače 7, přehříváku páry 15 a vstupního sběrače 6 pro vysokoteplotní oblast 2. Na druhé straně schématu jsou za sebou zapo- :;n jeny vyvíječ páry 14, přehřívák páry 15, turbina 16 a kondenzátor 17, představující okruh pracovního média jaderné elektrárny. Na obr. 9 znázorněné tepelné schéma jaderné elektrárny s rychlým jaderným reaktorem, u něhož je pro jednotlivé oblasti 3. a 2 štěpného pásma použilo společného výstupního sběrače 11 a samostatných vstupních sběračů 4 a 6, obsahuje okruh chladícího média, v němž jsou oblasti 1, 2 štěpného pásma přes společný výstupní sběrač II napojeny na přehřívák páry 15, 11a vyvíječ páry 14 a zpět na vstupní sběrač 4. V určitém místě 18 vyvíječe páry 14 je provedena odbočka pro napojení obvodu., chladícího média na vstupní sběrač 6 vysokoteplotní oblasti 2. Volba umístění odbočovacího místa 18 je určována volbou parametrů pro termodynamický proces a podmínkami pro přestup tepla z chladícího mé- 30 dia do pracovního média turbiny 16. V okruhu pracovního média jaderné elektrárny pro turbinu 16 jsou za sebou uspořádány vyvíječ páry 14, přehřívák páry 15, vlastní turbina 16 a kondenzátor 17. 55 Na obr. 10 znázorněné tepelné schéma jaderné elektrány s rychlým jaderným reaktorem, u něhož je pro jednotlivé oblasti 1 a 2 štěpného pásma použilo společného vstupního sběrače 10 a samostatných vý- (,o stupních sběračů 5, resp. 7, obsahuje okruh chladícího média, v němž jsou oblasti 1 a 2 štěpného pásma přes výstupní sběrač 7 napojeny na přehřívák páry 15, vyvíječ páry 14 a zpět na vstupní sběrač 10. ér. V určitém místě 19 přehříváku páry 15 jo provedena přípojka chladícího média z výstupního sběrače 5 nízkoteplotní oblasti.
3 171967 4 Volba místa 19 je určována volbou parametrů pro termodynamický proces a podmínkami pro prestup tepla z chladícího média do pracovního média turbiny 16. V obvodě pracovního média jaderné elektrárny pro 5 turbinu 16 jsou za sebou uspořádány vyvíjet: páry 14, prehřívák páry 15, vlastní turbina 16 a kondenzátor 17. Rychlý jaderný reaktor podle tohoto vynálezu, začleněný do tepelného systému jn- to dorná ei;-ktrárny, plní následující funkci. Chladicí médium, obíhající v nízkoteplotním okruhu, vstupuje do vstupního sběrače 4 (obr. 8) nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma, protéká prostorami mezi palivovými u články, ohřívá se a přes výstupní sběrač 5 je odváděno do vyvíječe páry 14, v němž předá své teplo pracovnímu médiu turbiny 16 a po chlazení proudí zpět ke vstupnímu sběrači 4 nízkoteplotní oblasti 1 štěpného 20 pásma. Chladící médium, obíhající ve vysokoteplotním okruhu, protéká prostorami mezi palivovými články vysokoteplotní oblasti 2 štěpného pásma, ohřívá se a přes výstupní s sběrač 7 je odváděno do přehříváku páry 15, v němž předá své teplo pracovnímu médiu turbiny 16. Po projití přehřívákem páry 15 proudí ochlazené chladící médium zpět ke vstupnímu sběrači 6 vysokoteplotní ob- au lasti 2 štěpného pásma. Tím, že pracovní médium prochází postupně vyvíjefiem pávy 14 a přehřívákem páry 15, přejímá teplo předávané mu z chladícího média jaderného reaktoru a ohřívá se; pak proudí turbi-. «nou 18, v níž dojde k přeměně tepelné energie na práci, a kondenzuje v kondenzátoru 17, z něhož je pak pracovní médium vraceno zpět do vyvíječe páry 14. Při realizaci termodynamického procesu., vývinu vodní páry s tlakem páry před turbinou 16 130 ata a s teplotou 505 C obnáší teplota tekuto-kovového chladícího média na výstupu z vysokoteplotní oblasti 2 štěpného pásma 560 C. i 5 Teplota kovového chladícího média na výstupu z nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma se mění v závislosti na poměru počtu svazků pro oblasti 1 a 2 štěpného pásma. Poměr počtu svazků se muže značné,-,o různit v rozmezí 3 : 1 až 1 : 3. Přitom může výkon každé z oblastí štěpného pásma obnášet 30 až 70 % z celkového tepelného výkonu jaderného reaktoru. Teplota chladícího média na výstupu z 53 nízkoteplotní oblasti by měla ležet v rozmezí 400 až 480 C. Tím je umožněno použít jako paliva pro tuto oblast štěpného pásma kovových nízkoteplotních slitin, přičemž výkon na dél- kovou jednotku odebíraný z palivových článků této oblasti není nikterak nižší než ten, který odevzdávají palivové články vysokoteplotní oblasti 2 štěpného pásma ze svého keramického paliva. Koeficient re- r,5 produkce je však přitom o 0,15 až 0,20 vyšší, takže rychlost množení se zvyšuje a doba ll(, pro zdvojnásobení množení klesá o 30 až 50 procent, a to bez podstatného zhoršení účinnosti jaderné elektrárny. Kromě toho je zkreslení rozložení tepla ve štěpném pásmu, k němuž za provozu dochází, 3- až 4krát menší než při použití kyslíkatých množivých materiálů, vyvážených obohacením, čímž se také zvyšuje hustota energie u použitého paliva o 10 až 20 % a tím zlepšuje hospodárnost jaderné elektrárny. Dalšího zvýšení hustoty energie u daného paliva stabilizací rozložení tepla je možno docíci tím, že vysokoteplotní oblast štěpného pásma se zvolí výškově větší než nízkoteplotní oblast štěpného pásma. Tím je možno u rychlého jaderného reaktoru výkonu 1000 MW (elj docílit stabilního rozložení tepla při výšce vysokoteplotní oblasti 110 až 115 cm a při výšce nízkoteplotní oblasti 80 cm, jakož i při poměru podílů chladícího média v oblastech 1 a 2 štěpného pásma v rozmezí 0,3 až 0,4. Na základě lepších provozně technických vlastností kovového uranového paliva, které má v porovnání s plutoniovým palivem, mohou být maximální teploty pro palivové články s takovým palivem o něco vyšší, čímž se zlepšuje účinnost jaderné elektrárny a hustota energie se při daném palivu zvýší o 10 %. ještě další možnost zvýšení hustoty energie, při níž je dosažitelný zisk 10 až 20 %, vyplývá z volby vhodného chladícího média, například lithiového chladícího média pro nízkoteplotní okruh chladícího média a galiovtího cliladícího média pro vysokoteplotní okruh chladícího média. Snížení tepelných ztrát přetékáním tepla z vysokoteplotní oblasti 2 do nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma se dosáhne použitím tepelně izolační oddělovací vrstvy mezi oblastmi štěpného pásma, vytvořené ze svazků s materiálem obsahujícím uran- -238 nebo thorium. Na rozdíl od rychlého jaderného reaktoru v tepelném schématu jaderné elektrárny podle obr. 8 je jaderný reaktor v tepelném schématu atomové elektrárny podle obr. 9 opatřen společným výstupním sběračem 31 pro ohřáté chladící médium proudící z oblastí 1 a 2 štěpného pásma, v němž se podíly chladícího média z obou oblastí štěpného pásma směšují a z něhož pak jako společný proud proudí do p>'ehříváku páry 15 a pak do vyvíječe páry 14. Pak se proud c hladícího média, ochlazený až na teplotu chladícího média 11a vstupu do vysokoteplotní oblasti 2 štěpného pásma, rozdělí v místě 18 do dvou proudů, z nichž jeden je veden ke vstupnímu sběrači 6 vysokoteplotní oblasti 2 štěpného pásma a druhý je průchodem přes vyvíječ páry 14 ochlazen na teplotu chladícího média na vstupu clo nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma a pak je zaváděn do vstupního sběrače 4 nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma.
D Tato varianta provedení je zvlášť výhodná ještě z toho důvodu, že společným výstupním sběračem 11 je umožněn volný prístup k horní části štěpného pásma a tím je umožněno umístit do něho přístroje, jakož i regulační a 'ichranné příslušenství. Uvedených hodnot parameirů pro termodynamický proces vodní páry je možno dosíci, je-li poměr počtu svazků mezi oblastmi 1 a? štěpného pásma 1:1a obnáší-li teplota chladícího média na výstupu z oblasti 1 500 C a teplota chladícího média na výstupu z oblasti 2 600 C. Zvýšení teploty chladícího média na výstupu z vysokoteplotní oblasti 2 štěpného jásma (obr. 4) je umožněno tím, že palivové články 3 této oblasti jsou asi od poloviny vzdálenosti od výstupu chladícího média provedeny s pouzdrem ze žárovzdorného materiálu, v tomto případě ze slitin na bázi titanu a vanadu, které zajišťují funkční schopnost palivových článků při teplotách v rozdělovači ploše mezi palivem a pouzdrem dosahujících až 800 C. U varianty provedení rychlého jaderného reaktoru se společným vstupním sběračem a samostatnými výstupními sběrači pro jednotlivé oblasti štěpného pásni.? vstupuje chladící médium pro obě oblasti štěpného pásma společným proudem do vstupního sběrače 10 (obr. 10], protéká oblastmi 1 a 2, v nichž se ohřívá, a pak je přes výstupní sběrače 5 a 7 odváděno do okruhu pracovního média turbiny 16, v němž předává své teplo pracovnímu médiu. Přitom proudí chladící médium nejprve z výstupního sběrače 7 ke vstupu přehříváku páry 15. Toto chladící médium se pak, po svém ochlazení na teplotu chladícího média ve výstupním sběrači 5 nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma, v místě 13 směšuje s chladícím médiem z nízkoteplotní oblasti 1 a tento společný proud je pak použit pro ohřívání pracovního média pro turbinu 16 vo vyvíječi 171367 páry 14. V něm ochlazené chladící médium proudí pak zpět ke společnému vstupnímu sběrači 10. Při použití oběhu chladícího média štěp- _ ným pásmem směrem shora dolů se společný vstupní sběrač 10 uspořádá nad štěpným pásmem, čímž se u této varianty provedení rychlého jaderného reaktoru dosáhne stejných výhod jako u varianty proveiu dení se společným výstupním sběračem. U varianty provedení navrženého rychlého jaderného reaktoru s řadovým zapojením okruhu chladícího média (obr. 6] proudí chladící médium do vstupního sběrače i.-. 5, pak nejprve protéká prostorami mezi palivovými články nízkoteplotní oblasti 1 štěpného pásma a potom vysokoteplotní oblastí 2 štěpného pásma a z ní je pak výstupním sběračem 7 odváděno nejprve do 20 přehříváku páry 15, pak do vyvíječe páry 14, v nichž předá své teplo pracovnímu médiu turbiny 16 a po ochlazení proudí zpět do vstupního sběrače 5. Toto provedení rychlého jaderného reaks"> toru umožňuje pro normální chladicí okruh jaderné elektrárny s vysokou teplotou chladícího média na výstupu ze štěpného pásma použít kovového paliva a tím zvýšit koeficient reprodukce bez snížení hustoty ener- 30 10 gie pro dané palivo. Aby se při této variantě provedení dosáhlo zkrácení ohřívání a zlepšení hustoty energie pro dané palivo zlepšením průběhu změny teploty palivových článků za provozu, používá se tu jako chladícího média tekutého lithia, které má dvojnásobnou tepelnou kapacitu, než například konvenční chladící médium tekutý sodík. Kromě toho tato varianta provedení, v io případě, že se sběrač 12 uspořádá nad štěpným pásmem, vykazuje stejné výhody jako rychlý jaderný reaktor se společným výstupním sběračem. PŘEDMĚT 1. Rychlý jaderný reaktor se štěpným pásmem vyplněným palivovými články ochlazovanými chladícím médiem a rozděleným do dvou radiálních oblastí s odlišnými teplotami chladícího média, vyznačující se tím, že vysokoteplotní oblast (2) s teplejším chladícím médiem obsahuje palivové články naplněné keramickým palivem (9] a nízkoteplotní oblast (1] s chladnějším chladícím médiem obsahuje palivové články (8j naplněné kovovým palivem. 2. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 1, vyznačený tím, že jako kovového paliva je u něho použito kovové slitiny na bázi U 255 až U 258 a jako keramického paliva kysličníku plutoničitého. 3. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 1, vyznačený tím, že vysokoteplotní oblast (2j s teplejším chladícím médiem má výšku VYNÁLEZU, 5 nejvýše dvojnásobnou v porovnání s nízkoteplotní oblastí (1) s chladnějším chladícím médiem. 4. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 1, vyznačený tím, že podíl chladnějšího chla- - dícího média v nízkoteplotní oblasti (1) je nejvýše dvojnásobný v porovnání s podílem teplejšího chladícího média ve vysokoteplotní oblasti (2). 5. Rychlý jaderný reaktor podle bodů 3 a 55 4, vyznačený tím, že oblasti (1 a 2) jsou výškově stejné a obsahují stejné podíly chladícího média, přičemž vysokoteplotní oblast (2) s teplejším chladícím médiem je uspořádána uprostřed štěpného pásma rych-,, lého jaderného reaktoru. 6. Rychlý jaderný reaktor podle bodů 3 a 4, vyznačený tím, že vysokoteplotní oblast (2] s teplejším chladícím médiem je dvoj-
11 násobnú v porovnáni s nízkoteplotní oblastí (1) s chladnějším chladícím médiem, přičemž však obsahuje poloviční podíl chladícího média v porovnání s nízkoteplotní oblastí (.1) s chladnějším chladícím médiem a je uspořádána na vnější straně štěpného pásma rychlého jaderného reaktoru. 7. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 1 nebo 3, nebo 4, vyznačený tím, že každá z oblastí (1, 2) je opatřena vlastním vstupním (4, 6), respektive výstupním (5, 7) sběračem. 8. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 7, vyznačený tím, že vstupní sběrače obou oblastí (1, 2 j jsou sdruženy do společného sběrače (10). 9. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 7, vyznačený tím, že výslupní sběrače obou oblastí (1, 2) jsou sdruženy clo společného sběrače (11). 10. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 0, vyznačený tím, že pouzdro (20) palivových článku (9) s keramickým palivem pro vysokoteplotní oblast (2) s vysokoteplotním chladícím médiem, respektive jen jeho část na výtokové straně, jo provedeno z materiálů odolných proti teplu. 1 7 1 9 B 7 11. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 7, vyznačený tím, že oblastí (1, 2) jsou v toku chladícího média zapojeny za sebou, přičemž výstupní sběrač (12) nízkoteplotní ob- 5 lasti (1) s chladnějším chladícím médiem je propojen se vstupním sběračem (12) vysokoteplotní oblasti (2) s teplejším chladícím médiem. 12. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 7, io vyznačený tím, že pro jednotlivé oblasti (1, 2) se použije rozdílných chladících médií. 13. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 12, vyznačený tím, že jako chladícího média pro oblast (2) s teplejším chladícím i5 médiem je použito plynu a jako chladícího média pro oblast (1) s chladnějším chladícím médiem je použito tekutého kovu. 14. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 13, vyznačený tím, že mezi oblastmi [1, 2) s 20 rozdílnými teplotami chladícího média je uspořádána teptílně izolující rozdělovači vrstva. 15. Rychlý jaderný reaktor podle bodu 14, vyznačený tím, že tepelně izolující vrst- 25 va (Í3) je sestavena z palivových článků vyplněných množivým materiálem. 12 5 listů výkresů Severografta, n. p., provozovna 32. Mosl
1718B7 O B R. 2
171967 OBR. 3 OBR. A
1 7 1 9 B 7 5 ' M \ \ \ \> V OBR. 5 QBR.6
1719 67 OBR. 8
1 7 1 9 B 7 OBR.Ô /I -16 U OBR.10