ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплоносители и рабочие тела из "Теплообменные аппараты ядерных энергетических установок Изд.2 " Первичные теплоносители, кроме того, должны обладать устойчивостью при радиоактивном облучении в реакторе, иметь малое сечение захвата и рассеяния нейтронов (для обеспечения минимальной потери нейтронов в ходе ядерных реакций) и слабо активироваться при воздействии облучения (для уменьшения активности первого контура установки). [c.19] Рабочие тела должны иметь термодинамические характеристики, обеспечивающие высокий к. п. д. цикла. [c.19] Поскольку в реальных условиях теплоносители и рабочие тела не могут удовлетворять всем перечисленным требованиям, в каждом конкретном случае устанавливают основные требования. [c.19] Жидкие теплоносители (обычная и тяжелая вода, органические соединения, расплавленные соли и жидкие металлы) позволяют получить большую интенсивность теплообмена при относительно невысоких затратах энергии на перекачку. [c.19] Жидкие теплоносители (за исключением жидких металлов) представляют собой химические соединения. Это должно учитываться при выборе первичного теплоносителя, так как в реакторе они могут подвергаться радиолитическому разложению. При прохождении через реактор все жидкие теплоносители, как правило, активируются в результате образования радиоактивных изотопов. [c.19] Важной характеристикой жидких теплоносителей является зависимость температуры насыщенного пара от давления, по которой при заданной температуре определяется величина давления в режиме кипения и оценивается величина запаса температуры до кипения в режиме с отсутствием кипения. [c.20] В установках с гомогенными реакторами теплоносителями могут быть топливные растворы и взвеси урановых соединений. [c.20] Вода (HjO) является наиболее распространенным теплоносителем и в достаточной мере удовлетворяет указанным выше требованиям. Она используется также в качестве рабочего тела в большинстве существующих ядерных энергетических установок и является незаменимым теплоносителем нижней ступени комбинированных энергетических циклов. Хороший растворитель многих веществ — вода позволяет создавать установки с использованием растворов урановых солей одновременно в качестве ядерного топлива и теплоносителя. Основной ее недостаток — высокое давление пара при сравнительно небольших температурах (1 ата при 99° С и 225,5 ата при 374,2 С). Это вызывает дополнительные трудности при создании паросиловых установок высокой экономичности. Присутствие в воде растворенных солей, удаление которых довольно сложно, также является недостатком. Особо высокие требования предъявляются к обессоливающим устройствам первого контура. [c.20] При проектировании энергетических установок приходится считаться с заметной агрессивностью воды по отношению к конструкционным материалам. [c.20] Тяжелая вода (DjO) по теплофизическим и термодинамическим свойствам почти не отличается от обычной воды. Основное ее преимущество как теплоносителя состоит в меньшем сечении поглощения нейтронов по сравнению с обычной водой, что позволяет создавать реакторы на природном уране. Тяжелая вода обладает хорошими замедляющими свойствами по отношению к потоку нейтронов и применяется обычно в качестве замедлителя реакторов на природном уране, охлаждаемых тяжелой или обычной водой, газами или органическими теплоносителями. [c.20] Высокая стоимость тяжелой воды не позволяет рассматривать ее как рабочее тело энергетического цикла для одноконтурных установок. [c.20] Основными недостатками органических теплоносителей являются их ограниченная термическая и радиационная стойкость. [c.20] Последнее усложняет эксплуатацию установки, так как требует применения постоянно действующей системы очистки от образующихся высокомолекулярных соединений во избежание засмаливания контура. [c.21] Теплопередающие свойства органических теплоносителей несколько хуже, чем у воды. [c.21] Жидкие металлы (ртуть, натрий, калий, сплав натрий—калий, литий, висмут, свинец, сплав свинец—висмут и др.) отличаются относительно высокими температурами кипения, что позволяет в системе охлаждения реактора работать при низких давлениях. [c.21] Исключительно высокая интенсивность теплообмена жидких металлов обеспечивает съем больших мощностей с единицы объема активной зоны реактора. Это особенно важно при создании реакторов на быстрых нейтронах, а также космических установок, где отвод тепла цикла возможен только при высоких температурах [109]. [c.21] Жидкие металлы как простые вещества не подвержены разложению и допускают практически неограниченное повышение температуры и интенсивности облучения в установке. [c.21] В качестве рабочего тела энергетических установок до настоящего времени использовалась только одна металлическая жидкость—ртуть. Примером могут служить созданные в США энергетические ртутно-водяные установки. [c.21] С повышением уровня рабочих температур найдут применение и другие жидкие металлы, в первую очередь калий и натрий. [c.21] Вернуться к основной статье