Р рабочее с жидкометаллическим теплоносителем

Сальник в трубопроводной арматуре препятствует проходу рабочей среды в атмосферу через зазор в подвижном соединении шпинделя с крышкой. Во многих случаях неудовлетворительная работа арматуры связана с плохим техническим состоянием сальника, поэтому материал набивки сальника должен выбираться обоснованно. Материал должен обладать следующими свойствами иметь высокие упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стойкость против действия рабочей среды, износостойкость и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в отечественной арматуре для АЭС в основном применяются асбест с графитом, асбест с фторопластом, фторопласт и некоторые другие материалы. Наиболее часто используются асбестовый плетеный шнур квадратного или круглого сечения. Целесообразно применение набивки из заранее приготовленных и отформованных колец. В арматуре первого (реакторного) контура с жидкометаллическим теплоносителем применение набивок, содержащих графит, недопустимо, так как последний, попадая в жидкий натрий, вызывает при высокой температуре науглероживание металла оборудования контура, способствуя его охрупчиванию. [c.35]

О механизме взаимодействия. Цезий, литий и другие щелочные металлы обладают благоприятными теплофизическими свойствами для использования их в качестве теплоносителей в ядерных энергетических установках. При этом функцию теплоносителя эти металлы могут совмещать с функциями рабочей среды и смазочного материала, что позволяет во многих случаях уменьшить габариты и массу энергетических реакторов. Однако химическая активность жидкометаллических теплоносителей ограничивает их применимость из-за отсутствия достаточно коррозионно-стойких конструкционных материалов в этих средах. При контакте конструкционного металла с жидким или парообразным щелочным металлом могут происходить следующие процессы 1) растворение металла в расплаве, в том числе селективное растворение тех или иных компонентов сплава [c.142]

Поскольку использование жидкометаллических теплоносителей благодаря их высокой критической температуре представлялось очень заманчивым и обещало заметное повышение к. п.д., то возникла мысль о применении в паросиловой установке двух рабочих тел, каждого в определенном интервале температур, по отношению к которым давление насыщенных паров данного вещества наиболее приемлемо. [c.35]

В настоящее время использование сварных и паяных лопаток приобретает особую перспективность в связи с необходимостью интенсивного охлаждения лопаточного аппарата газовых турбин с рабочей температурой выше 800—900°. В качестве охлаждающей среды могут использоваться воздух, вода и жидкометаллические теплоносители. Наиболее перспективным [c.157]

Система, охлаждения рабочих лопаток — двухконтурная. Внутри лопаток имеются продольные глухие каналы, наполненные жидкометаллическим теплоносителем, циркуляция которого обеспечивает отвод тепла от периферии к корневой части лопатки, омываемой паром. [c.113]

Все сказанное приводит к заключению, что когда будут созданы рабочие лопатки с надежной внутренней циркуляцией жидкометаллического теплоносителя, то наиболее эффективной областью их применения явятся комбинированные установки с пропуском пара и газа через проточную часть объединенной газопаровой турбины. [c.116]

Рассмотрим особенности постановки и решения задачи (9.18) для комбинированной энергетической установки, содержащей двухкаскадный ТЭГ и двухконтурный ПТП с конденсирующим инжектором и одноступенчатой турбиной, рабочим телом которого является ДФС. Подвод теплоты от радиоизотопного генератора к ТЭГ и от него к ПТП осуществляется жидкометаллическим теплоносителем. [c.172]

Газовый теплоноситель допускает получе-, ние высокой температуры, но обладает малой теплопроводностью и, следовательно, малоэффективен в отношении отвода тепла из реактора. Поэтому при использовании газовых теплоносителей применяют меры, повышающие отвод тепла из реактора, к числу которых относятся повышение плотности газа путем увеличения его давления и скорости и конструирование развитых — ребристых и винтообразных— поверхностей нагрева. Сжатие газа требует применения воздуходувок значительной мощности, что снижает экономичность АЭС. Если при водном теплоносителе для организации движения воды по контуру расходуется 5—6% общей выработки электроэнергии, то газовый теплоноситель увеличивает этот расход примерно до 20%. Однако газовые теплоносители обеспечивают большую радиоактивную безопасность при утечке из контура. Утечка же водного или жидкометаллического теплоносителя не только повышает радиоактивную опасность, но оставляет реактор без охлаждения, что может привести к аварийному перегреву рабочих поверхностей. [c.229]

Проведенный выше анализ опытных данных по коррозийному -воздействию жидкометаллических теплоносителей на конструкционные материалы показывает, что теплоносители этой группы обладают большой агрессивностью по отношению большинства конструкционных материалов в области рабочих температур их применения (более 400—600°С), что является одним из основных недостатков этих теплоносителей. [c.118]

По причине высоких-рабочих температур жидкометаллических теплоносителей температурные условия работы поверхности нагрева весьма тяжелые, и поэтому в топочных устройствах должны быть исключены высокие температуры горения (особенно в установках малой мощности), а также непосредственный удар горящего факела о Поверхность нагрева. [c.397]

МИНИН, не должна откачиваться при температуре выше 450 К-Считалось, что минимальная температура откачки трубы из кор-розионно-стойкой стали равна 478 К. Однако если труба -из коррозионно-стойкой стали предназначена для работы с жидкометаллическим теплоносителем, ее рабочая температура может значительно превосходить 478 К. Общее правило состоит в том, чтобы откачка производилась при температуре не ниже рабочей температуры трубы. [c.175]

Улавливание и преобразование солнечной энергии в теплоту осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приемника сконцентрированной солнечной энергии, используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или жидкометаллического теплоносителя (рабочего тела). [c.17]

Исследования проводились на жидкометаллических теплоносителях с числами Прандтля Рг=0.03 и 0.007. Типичная конструкция рабочего участка показана на рис. 9.6. Сечение трех из испытанных участков изображено на [c.131]

Известно, что жидкие металлы характеризуются исключительно большими значениями коэффициента теплопроводности. В то же время закономерности течения жидких металлов аналогичны закономерностям течения обычных жидкостей. Эти особенности позволили применять жидкометаллические теплоносители в паросиловых установках. Известны, например, так называемые бинарные установки, где применяется два рабочих тела — вода (пар) и жидкая ртуть [46 ]. Теплота, выделяющаяся при конденсации ртутного пара (прошедшего через турбину), используется для испарения воды. [c.22]

Тепловые трубы вводят в обращение много новых металлов, помимо теплоносителей, в какой-то мере уже освоенных техникой натрий, калий, литий, ртуть. Но элемент новизны есть и в работе с перечисленными жидкими металлами, так как рабочие температуры тепловых труб значительно выше ранее освоенного интервала. Соответственно требуется применение новых, более жаропрочных конструкционных материалов, поведение которых в системах с жидкометаллическими теплоносителями еще не изучено. [c.15]

Важные преимущества имеет и непрямой способ нагрева рабочего тела двигателя, осуществляемый с помощью дополнительного жидкометаллического теплообменного контура, теплоносителем в котором обычно является эвтектический сплав КаК или Ыа. Эти преимущества заключаются в том, что такая система нагрева позволяет обеспечить высокие коэффициенты теплоотдачи от жидкометаллического теплоносителя к-внешним поверхностям труб нагревателя, сравниваемых с коэффициентами теплоотдачи для их внутренних поверхностей. В результате значительно уменьшается длина труб нагревателя, что приводит к снижению мертвого объема двигателя. [c.106]

Применение систем тепловых труб с процессами испарения и конденсации теплоносителя является весьма эффективным способом передачи теплоты. Фактически температуры подвода и отвода теплоносителя в этом случае одинаковы, а тепловые потоки могут быть величинами более высоких порядков, чем при обычном процессе передачи теплоты теплопроводностью. Другое важное преимущество такой системы в случае ее использования для двигателя Стирлинга состоит в том, что конденсирующиеся на трубках нагревателя и головке цилиндра двигателя пары жидкометаллического теплоносителя обеспечивают постоянную температуру. При этом не возникает локальных точек перегрева, которые практически неизбежны в системах с непосредственным нагревом рабочего тела продуктами сгорания топлива. В результате средняя температура нагревателя может повышаться до величины, ограниченной допустимым пределом материала трубок нагревателя. Это повышение обычно составляет примерно 75 °С при соответствующем увеличении мощности и КПД двигателя. [c.309]

В современном энергомашиностроении наиболее важны следующие области применения жидких металлов и их паров в качестве теплоносителей ядерных реакторов (главным образом реакторов-размножителей на быстрых нейтронах) в качестве рабочего тела жидкометаллических МГД-установок в качестве рабочего тела специальных энергетических установок, а также в качестве теплоносителя высокотемпературных технологических установок [42]. [c.45]

Для осуществления рабочего процесса тепловой трубы необходимо, чтобы ее фитиль оставался все время насыщенным жидкой фазой теплоносителя. К настоящему времени сконструированы трубы с различными теплоносителями от криогенных жидкостей До жидких металлов. По этому признаку тепловые трубы можно подразделить на криогенные, трубы для умеренных температур и жидкометаллические. Границей между криогенными и трубами для умеренных температур является 122 К, а между трубами для умеренных температур и жидкометаллическими температура 628 К. Эти границы логически обоснованы, так как 1) нормальные точки кипения так называемых постоянных газов таких, как водород, неон, азот, кислород и метан, лежат ниже 122 К, 2) точки кипения таких металлов, как ртуть, цезий, натрий, литий и серебро, лежат выше 628 К, 3) обычно все применяемые хладагенты и жидкости такие, как хладон, метанол, аммиак, вода, кипят при нормальном атмосферном давлении при температурах между 122 и 628 К- Кроме того, из наблюдений было установлено, что для большинства рабочих тел свойства, оказывающие наибольшее влияние на эффективность тепловой трубы, особенно благоприятны в окрестностях нормальных точек кипения жидкостей. Нормальные точки кипения некоторых жидкостей и целесообразные интервалы температур упомянутых классов тепловых труб указаны на термометре с логарифмической шкалой, изображенном на рис. 1.3. [c.17]

Экономичность АЭС с двухконтурной тепловой схемой при прочих равных условиях всегда меньше, чем с одноконтурной. Следует отметить, что стоимость второго контура и парогенератора соизмеримы со стоимостью биологической защиты в одноконтурной схеме. Поэтому стоимости I кВт установленной мощности на АЭС одноконтурного и двухконтурного типов примерно одинаковы. На АЭС предполагается широкое использование в качестве теплоносителя жидкого металла, что позволит понизить давление в первом контуре, получить высокий коэффициент теплоотдачи и уменьшить расход теплоносителя. Обычно в качестве теплоносителя применяют жидкий натрий, температура плавления которого 98 °С. Однако применение жидкого натрия вызывает ряд эксплуатационных трудностей. Особенно опасен его контакт с водой, приводящий к бурной химической реакции, что может создать опасность выноса радиационно-актив-ных веществ из первого контура в обслуживаемые помещения. Во избежание этого создается дополнительный промежуточный контур с более высоким давлением, чем в первом, и тепловая схема такой АЭС называется трехконтурной (рис. 1.31, в). В первом контуре радиоактивный теплоноситель насосом 9 прокачивается через реактор 1 и промежуточный теплообменник 8, в котором он отдает теплоту также жидкометаллическому, но не радиоактивному теплоносителю, прокачиваемому по промежуточному контуру теплообменник 8 — парогенератор 7. Контур рабочего тела аналогичен двухконтурной схеме АЭС (рис. 1.31,6). [c.34]

Тепловая труба — устройство непрямого способа нагрева рабочего тела, позволяющее передавать большие тепловые потоки при малых перепадах температуры, в зоне нагрева теплоноситель (обычно жидкометаллический натрий) испаряется и поглощает теплоту в зоне охлаждения теплоноситель конденсируется с отдачей теплоты. С помощью тепловой трубы можно осуществить передачу теплоты большой тепловой плотности. Отсутствие зон перегрева улучшает условия работы нагревателя и способствует повышению мощности и КПД двигателя. [c.380]

В созданных и проектируемых ЯЭУ с жидкометаллическим теплоносителем (натрий, сплав натрий—калий) в основных контурах применяются насосы двух типов механические (рис. 2.12) и электромагнитные (ЭМН). У механических насосов вал выводится к приводу через специальное уплотнение, которое Д0лл<н0 обеспечивать вакуумирование насоса в составе ЯЭУ перед заполнением теплоносителем и надежно удерживать нейтральный газ (азот, аргон) под избыточным давлением 0,01—0,3 МПа при работе. У таких насосов в качестве привода могут использоваться электродвигатели серийного исполнения или турборедукторы. Перед уплотнением вращающегося вала устанавливается стояночное уплотнение, позволяющее герметизировать рабочую полость, при остановленном насосе, когда необходимо заменить уплотнение вращающегося вала. С электроприводом вал насоса соединяется аналогично водяным ГЦН [5, 6]. [c.36]

В СССР разрабатывается тепловой реактор типа Топаз с топливом — обогащенной двуокисью урана [115J. В качестве теплоносителя в нем предполагается использовать жидкие щелочные металлы (Na, К или Li). Для циркуляции таких теплоносителей наиболее пригодны трубы из молибдена и сплавов на его основе. Это связано прежде всего с высокой рабочей температурой. Если для изготовления труб для циркуляции жидкометаллического теплоносителя с рабочей температурой 600— 800° С применяют никель или хастеллой, то для более высоких температур трубы изготовляют из молибдена и сплава ВМ-1 или TZM. Ресурсные испытания тепловых труб из сплава TZM с литиевым теплоносителем при 1500°С показали ресурс около 10000 ч, после чего тепловая труба вышла из строя из-за разрушения в месте сварки [60], Благодаря достигнутым успехам в технологии получения и обработки молибденовых труб, значительно усовершенствованы разработки автономных энергетиче- [c.24]

Одним из эффективных путей повышения экономичности энергетических установок и уменьшения габаритов теплообменных аипаратстз является повышение температуры рабочего тела — теплоносителя. По этой причине все чаще стали использоваться жидкометаллические теплоносители, которые по сравнению с другими жидкостями-теплоносителями имеют ряд преимуществ [1]. В настоящее время в качестве жидкометаллических теплоносителей используются главным образом щелочные металлы и их эвтектические сплавы, так как они, обладая хорошими теплофизическими свойствами, имеют довольно низкую температуру плавления, сравнительно высокую критическую температуру и слабо взаимодействуют с конструкционными материалами, широко применяемыми в технике. [c.68]

Во время пуска процессы теплопередачи в теплообменном оборудовании происходят при значительном избытке площади теплопередающей поверхности, еще больщем, чем при работе на частичных нагрузках. Учитывая этот факт, а также то, что средние водяные эквиваленты греющего теплоносителя всегда больще, чем подогреваемого теплоносителя или рабочего тела W >W2>Wz), температуры по горячим веткам контуров АЭС во время пуска приближаются к температуре теплоносителя или рабочего тела, передающего тепло потребителю. Этот эффект, как уже отмечалось в 1.3, в больщей мере проявляется в ТА с жидкометаллическими теплоносителями и в меньшей — с газовыми. Кроме того, особенностью режимов пуска является то, что они осуществляются при постоянных расходах теплоносителей по контурам. В связи с этим пропорционально увеличению мощности будут увеличиваться перепады температуры теплоносителей на входе в теплообменные аппараты и выходе из них. [c.28]

Современные паровые турбогенераторы имеют мощность до 1300 МВт. Обычные паровые котлы или реакторы с газовым или жидкометаллическим теплоносителем могут нагреть производимый пар до температуры 600° С, но более современные высокотемпературные реакторы стандартизировали температуру до 540° С, так как это ведет к уменьшению капитальных затрат и повышает надежность. То же самое касается использования двойного перегрева пара, приводящего к значительному увеличению сложности конструкции, поэтому в качестве оптимального решения на современных реакторах принят однократный перегрев. Для рециркуляционных паровых барабанов-сепараторов на современных реакторах давление пара также стандартизировано и имеет значение 168,5 бар. Это наивысшее давление, при котором может быть получена допустимая сепарация влажного пара. Котлы, в которых не происходит перегрева пара, могут работать при этом или более высоком давлении. Давление же, при котором происходит перегрев пара, существенно ниже и составляет 41 бар. Корпуса высокого давления ограничивают рабочую температуру водо-во-дяных реакторов 300° С. [c.10]

Обычно рабочие температуры, жидкометаллических теплоносителей в нагревательных установках настолько высокие, что даже применение противотока не исключает больших потерь с уходящими газами. Поэтому установка хвасгсиых поверхностей с целью пооы- [c.397]

В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550 °С, воздух и другие газы — до 1000 °С, иизкокипящие органические жидкости (в том числе фреоны)—до 100 °С, жидкометаллические теплоносители — до 800 °С. [c.19]

В опытах использовались калориметры с оболочкой из меди, стали СТ-3 или Х18Н10Т. Наиболее точным измерителем расхода жидкометаллического теплоносителя для экспериментальных стендов считается измерительное сопло с дифференциальным манометром, в котором рабочей средой является сам жидкий металл. Бу- [c.109]

Отличительной особенностью двигателя является то, что это первый из двигателей Стирлинга, использующий промежуточный жидкометаллический теплоноситель для- нагрева рабочего тела. Для переноса теплоты от поглотителя солнечной энергии к нагревателю двигателя была использована натрий-калиевая эвтектика. Применение промежуточного теплоносителя в настоящее время является достаточно известным для перспективных двигателей Стирлинга, применяемых для различных целей. Детальное описание космической энергоустановки, разработанной отделением Аллисон , приведено в гл. 11. [c.348]

Одним ИЗ основных требований к вьгсокотемператур-ным органическим теплоносителям является требование термической стойкости, поскольку в отличие от жидкометаллических и ионных теплоносителей коррозийное воздействие их на конструкционные материалы практически исключено. Сочетание этого требования с требованиями минимальной температуры плавления и максимальной температуры кипения при атмосферном давлении, а также с требованием дешевизны является достаточным осноВ1анием для характеристики данного теплоносителя как наиболее совершенного, экономически выгодного. Рассматривая с этой точки зрения описанные выше однокомпонентные ВОТ, следует отметить следующее. Молекулярные теплоносители с симметричными молекулами термически менее стойки, нежели молекулярные теплоносители с плоскими молекулами. Максимально допустимая рабочая те1мпература первых намного ниже, чем вторых. Молекулярные теплоносители с длинными молекулами имеют самую высокую температуру кипения при атмосферном давлении среди всех известных ВОТ однако термическая стойкость их не изучена. На основании их строения есть основания предполагать, что она ниже, чем у молекулярных теплоносителей спло-7—2411 97 [c.97]

Сприменениемв реакторостроепии двуокиси урана с предельной температурой центра ТВЭЛ 2800° С оптимальная температура подвода тепла к термодинамическому циклу АЭС возрастает до 700° С [1], что для циклов с водяным паром и кр = 374° С не может быть достигнуто из-за свойств рабочего тела. В связи с этим жидкометаллическое рабочее тело более чем какое-либо другое отвечает возможности применения высоких температур на АЭС. Так как в ряде работ [1—3] указывается на перспективность использования в атомной энергетике реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким металлом, то целесообразно изучение возможности использования жидкого металла одновременно в качестве теплоносителя в реакторе и рабочего тела в цикле. Некоторые вопросы осуществления турбинного цикла на парах жидкометаллического рабочего тела рассматриваются в [2]. Возможности использования МГД-преобразователя (МГДП) с жидкометаллическим рабочим телом иа АЭС анализируются в [3, 4]. Свойства жидких металлов как теплоносителей и высокий температурный уровень отводимого тепла позволяют рассмотреть возможность использования этих устройств в виде надстройки над паротурбинной установкой (ПТУ), т. е. осуществить бинарный энергетический цикл. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...