Теплопроводность топлива

Выше использованы следующие обозначения Я, Яэ — высота, эквивалентная высота активной зоны, м kz — коэффициент неравномерности тепловыделения по осп реактора ш — коэффициент теплоотдачи при кипении — теплопроводность оболочки твэла Хт — средняя теплопроводность топлива — число твэлов в ТК Атк — коэффициент неравномерности тепловыделения по сечению ТК Лтв — доля тепла, выделяющаяся в твэлах (т) гз 0,94) фтк — доля ТК из общего числа ячеек а. з. (фтк 0,85 -f- 0,90) кц = Ор/0 в — кратность циркуляции kg — коэффициент неточности дросселирования (kg 1,25 -т-1,31) Япр—доля расхода на продувку (Спр = 0,01 0,02) —коэффи- [c.156]

Теплопроводность топлива колеблется в значительных пределах в зависимости от его структуры. С увеличением плотности топлива и уменьшением выхода летучих веществ теплопроводность возрастает. Для каменных углей = 0,16—0,50 ккал/м час град для бурых углей и древесного угля X == 0,025 — 0,15 ккал/м .ас град. [c.328]

X — коэффициент теплопроводности топлива [c.287]

В реакторах ВГР и БГР применяется керамическое топливо— окислы, карбиды и нитриды урана и твердого сплава уран-плутоний. Двуокись урана имеет высокую температуру плавления, химически совместима со многими материалами, в том числе с нержавеющей сталью, не подвержена большим изменениям объема под действием нейтронного излучения и при большой глубине выгорания. Двуокись урана имеет теоретическую плотность около И г/см , однако при процессе спекания-не удается получить образцы с плотностью выше 95% теоретической. Существенные недостатки двуокиси урана — низкая теплопроводность, к тому же уменьшающаяся с ростом температуры, и склонность двуокиси урана к окислению и образованию окислов с большим содержанием кислорода. [c.9]

Перспективным высокотемпературным топливом являются также нитриды урана и плутония. По сравнению с карбидным топливом они обладают еще большей плотностью делящегося вещества при сохранении высоких значений теплопроводности и температуры плавления. Однако пока проведено недостаточное количество работ по исследованию совместимости нитридного топлива и его радиационной стойкости. В табл. 1.1 приведены физические характеристики топливных материалов, которые могут использоваться в реакторах ВГР и БГР. [c.10]

В настоящей главе приведены теплопроводности некоторых технических сталей и сплавов (табл. 15.7— 15.16), полупроводников (табл. 15.17), совершенных диэлектрических монокристаллов (табл. 15.18), стекол (табл. 15.19), огнеупорных материалов и высокотемпературных композиций ядерного топлива (табл. 15.20— 15.24), строительных и теплоизоляционных материалов, древесины, горных пород и прочих веществ (табл. 15.25— 15.29). [c.339]

Таблица 15.24. Теплопроводности высокотемпературных композиций ядерного топлива [22]

Как изменится температурный режим ТВЭЛа, если в тепловыделяющей сборке (ТВС) реактора, работающего на быстрых нейтронах, уменьшить скорость движения лития от 10 до 5 м/с. Максимально допустимая температура ТВЭЛа при Го = 3,45 мм = 1723 К = 500-10 Вт/м температура лития на входе в реактор 623 К, на выходе 823 К акв = 6,1 мм теплопроводность карбидного топлива 1=18 Вт/(м- К). [c.235]

В действительных машинах подвод тепла при сжигании топлива происходит необратимым путем поршни в них движутся с конечными скоростями, имеют место трение, теплопроводность при конечных разностях температур и излучение, т. е. в действительных машинах происходят необратимые явления, снижающие термический к. п. д. [c.149]

Наряду с разработкой и освоением рациональной технологии производства ядерного топлива большое значение для развития атомной техники имеют конструкционные материалы, применяемые в производстве специального промышленного и исследовательского оборудования. Помимо обычных требований механической прочности, теплопроводности, жаростойкости, коррозионной, эрозионной стойкости и т. д. к ним предъявляются специфические, определяемые особенностями атомной техники требования радиационной стойкости, необходимой степени поглощения нейтронов в зависимости от производственного назначения материала и пр. С учетом этих требований выбирались и изучались различные марки стали для элементов конструкции атомных реакторов, искусственного графита для элементов систем замедления и отражения нейтронов.в активной зоне реакторов, алюминия для защитных оболочек твэлов, предотвращающих возникновение химической реакции между химически несовместимыми урановыми сердечниками твэлов и теплоносителем (например, водой), бетона для нужд противорадиационной защиты и т. д. Применительно к этим же требованиям отечественной промышленностью освоены в производстве новые конструкционные материалы, ранее получавшиеся лишь в крайне ограниченных количествах на лабораторных установках — тяжелая вода, бериллий, цирконий и его сплавы и др. [c.163]

Одним из топливных элементов, имеюш их большие потенциальные возможности для применения в ядерной технике, является керамическое топливо в керамической матрице иОа — ВеО. Такая система представляет интерес для тепловых ядерных реакторов, поскольку ВеО имеет хорошие замедляющие свойства, увеличивает теплопроводность по сравнению с иОа, относительно инертна ко многим потенциальным теплоносителям, взаимодействует с нейтронами по реакции п, 2п), приводящей к усилению потока нейтронов. Однако эта система выделяет газообразные продукты деления, что приводит к необходимости применения оболочки или внешнего конструктивного элемента для продуктов деления. [c.450]

Основными мероприятиями, направленными на снижение коррозионных потерь металла труб, являются обеспечение соответствующего режима горения топлива и повышение стойкости ошипованного экрана. Последнее достигается использованием для шипов технологических материалов, обладающих более высокой жаропрочностью по сравнению с материалом труб экранов, а для футеровок теплопроводных огнеупорных-набивок, стойких к воздействию жидкого шлака. [c.235]

В котлах паропроизводительностью до 150 т/ч широко используются топки с подвижной (цепной) решеткой. Здесь процесс зажигания идет сверху вниз (теплота подводится путем излучения кладки, а не вследствие теплопроводности, как на неподвижных решетках). Топливо с малым выходом летучих горит здесь хуже, чем бурые или неспекающиеся каменные угли. [c.67]

В ранних конструкциях реакторов-размножителей для производства плутония в военных целях использовался чистый металлический уран с обогащением от 25 до 50 % по в виде твэлов с оболочкой из нержавеющей стали, размещенных в активной зоне объемом всего несколько кубических метров (или даже менее 1 м ). В качестве теплоносителя был использован жидкий металлический натрий. Несколько причин послужило причиной выбора этого теплоносителя, а именно жидкий металлический натрий обладает большой теплопроводностью и высокой точкой кипения, он характеризуется относительно низким сечением захвата и он слабо замедляет быстрые нейтроны. Топливную зону окружала зона воспроизводства, состоящая из топлива-воспроизводителя в которой происходило размножение. [c.177]

Выбор пал на использование для реакторов БН в качестве топлива окислов. Многолетний опыт эксплуатации окислов в качестве топлива для легководных реакторов показал, что хотя они и не лишены недостатков, они все же не подвергаются радиальному распуханию и имеют более высокую точку плавления, что в какой-то степени компенсирует их более низкую теплопроводность. Следует тем не менее отметить, что содержащийся в окисном топливе кислород, выполняя роль замедлителя, как бы смягчает нейтронный спектр [c.177]

Основная экономия может быть достигнута путем снижения теплопроводности ограждающих конструкций зданий и их чердачных перекрытий. Одним из наиболее эффективных средств является установка теплоизоляции на чердаках. Подсчитано, что экономия энергии при выполнении во всех домах стандартной теплоизоляции может составить около 1,6 млн. т условного топлива ежегодно. Однако реальная экономия энергии может и не быть такой большой, как ожидается, ввиду того, что некоторые жильцы потребляют намеренно или неумышленно излишнее тепло ввиду отсутствия возможностей регулировать работу отопительной системы. Во многих случаях при уменьшении отопительной нагрузки система отопления сама действует менее эффективно. [c.187]

По сравнению с углеводородным топливом водород может обеспечить более высокие удельные скорости нагрева объема. Это позволит существенно упростить камеру сгорания и, что важно для образования NOi, уменьшить время пребывания водорода в камере. Более высокая скорость горения обусловлена большей диффузионной подвижностью и теплопроводностью водорода. [c.87]

Композиты могут быть получены из полимерной матрицы и металлических частиц или чешуек, заключенных в этой матрице. Обычно такие композиты обладают хорошей теплопроводностью и небольшим тепловым расширением, а также малым износом. Часто в качестве матрицы используют эпоксидную смолу, в которой рассеяно серебро или медь, что позволяет получить материал с хорошей тепло- и электропроводностью. Полиуретан с рассеянными в нем алюминиевыми частицами используется в качестве ракетного топлива. [c.20]

Измерения физических свойств графита по сечению блоков, в частности восстановление длины образцов при отжиге, служившее мерой радиационного роста графита при облучении по сечению блоков, особенно теплопроводности (см. рис. 6.11), показывают зависимость радиационного эффекта от распределения повреждающего потока по сечению блока. Видно, что изменение свойств тем слабее, чем дальше находится образец от оси ячейки. Наблюдаемый эффект снижается вдвое на наружной наиболее удаленной от топлива стенке блока [137, с. 319]. Следствием несимметричной и неоднородной радиационной деформации по сечению периферийных [c.241]

Теплоемкость и теплопроводность топлива оказывают влияние на температуру и время профева топлива. Особенно при испарении факела распыленного топлива в камере сгорания, когда время смесеобразования мало. [c.97]

Замена натрия на химически пассивный высококипящий теплоноситель, отказ от уранового бланкета при обеспечении внутреннего воспроизводства А" 1, использование вместо оксидного плотного и теплопроводного топлива соответствуют этим целям. Эти и другие меры позволяют создать экономичный быстрый реактор большой мощности, обладающий качественно более высоким зфовнем безопасности. [c.384]

Урановое или уран-плутониевое карбидное топливо по сравнению с окисным имеет существенно более высокую теплопроводность, более высокую плотность ядер деления и низкую замедляющую способность, однако химическая совместимость его с наиболее распространенными материалами оболочек, в частности, нержавеющими сталями и цирконием, гораздо хуже. Так, при температуре 1100° С сталь 0Х18Н9Т науглероживается, зона взаимодействия 100 мкм появляется всего через 6 суток, а с цирконием и карбидом циркония карбид урана образует непрерывный твердый раствор. Карбид урана взаимодействует при 1500 С с ванадием и образует жидкую фазу. Карбид урана хорошо совместим вплоть, до температур 1500—1600° С с карбидами тяжелых металлов (ниобия, молибдена, вольфрама, тантала), а также с пиролитическим углеродом и карбидом кремния. Карбидное топливо сравнительно хорошо удерживает продукты деления. Так, скорость утечки газообразных продуктов деления составляет менее 0,1% (скорость диффузии при температуре 1500°С). [c.10]

Теплопроводность изотропного графита при облучении при T Mnepaitype выше 600° С на 30—40% ниже, чем теплопроводность без облучения, коэффициент линейного расширения в результате облучения интегральным потоком нейтронов 4-1021 нейтр./см2 при температуре выше 1000°С сначала увеличивается примерно на 20%, а потом уменьшается на 30—75% начального значения. Физико-механические характеристики прессованных сортов графита под влиянием облучения меняются больше, чем изотропных сортов. Изменения происходят в направлениях вдоль и поперек оси прессования или выдавливания, причем эти изменения по осям довольно различи , что практически исключает возможность использования анизотропных сортов графита в виде крупноразмерных блоков в качестве конструкционного материала активной зоны реактора В ГР с призматическими твэлами [6]. Этот факт является весьма важным доказательством преимущества варианта реактора ВГР с шаровыми твэлами, поскольку твэлы при достижении интегрального потока (5—7)-10 нейтр./см и глубине выгорания топлива 10—15 /о выводятся из активной зоны, графитовые же блоки отражателя находятся в зоне существенно меньших температур и потоков нейтронов. [c.29]

В 1969 г. Ок-Риджской лабораторией и фирмами Галф дженерал атомик и Бабкок энд Уилкокс под руководством Отделения реакторов и технологии КАЭ были выполнены расчетные проработки газоохлаждаемого реактора-размножителя, которые показали, что использование в таком реакторе разработанных для БН стержневых твэлов со стальными оболочками и окисным уран-плутониевым топливом позволяет получить более высокий коэффициент воспроизводства, однако объемная плотность теплового потока активной зоны оказывается меньшей, что существенно снижает преимущества реакторов ВГР. Переход в реакторах ВГР к более теплопроводному карбидному топливу и использование более тонких стальных покрытий и конструкции вентилируемых твэлов позволяет существенно увеличить объемную плотность теплового потока, что наряду с большим коэффициентом воспроизводства обеспечивает их решающее преимущество, по сравнению с реакторами ВН, в снижении почти вдвое времени удвоения ядерного топлива. В табл. 1.6 приведены результаты исследований влияния вида топлива на важнейшие характеристики реактора ВГР мощностью 1 млн. кВт с обычными стержневыми твэлами и температурой металлической оболочки 700° С. [c.32]

Расиространение горения в смесях газа с горючими частицами может происходить как за счет процессов переноса — теплопроводности и диффузии, передачи тепла излучением, так и за счет газодинамических процессов — конвективного двпженпя относительно частиц горячих продуктов реакции, ударных и детонационных волн. Реализация того или иного механизма зависит от режима горения частиц, концентрации топлива, геометрии устройства, где горение осуществляется, и особенностей инициирования. При этом скорость распространения фронта горения изменяется в широком диапазоне от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду. [c.402]

В реальных условиях весьма редко какой-либо из трех указанных способов распространения теплоты и теплообмена встречается изолированно. Так, например, в топочном простраг1стве котельного агрегата теплота передается от продуктов сгорания топлива к наружным стенкам кипятильных труб конвективным и лучистым теплообменом. Через стенки труб теплота передается теплопроводностью, а затем происходит процесс теплообмена между внутренними стенками труб и кипящей водой или паром. Совокупность этих видов теплообмена называется сложным теплообменом. [c.271]

Атомные замкнутые ГТУ (АЗГТУ), как правило, проектируются одноконтурными и включают агрегаты, повы-щающие их экономичность промежуточные газоохладители, регенератор и т. д. Термодинамические циклы таких АЗГТУ в принципе не отличаются от соответствующих циклов замкнутых ГТУ на органическом топливе. В стационарных и транспортных АЗГТУ в качестве рабочего тела используется гелий. Целесообразность применения гелия следует из сопоставления термодинамических, технико-экономических и эксплуатационных свойств различных рабочих тел. Гелий обладает высокой теплопроводностью, скорость его в канале реактора может быть большой, он удовлетворяет ряду специфических требований, предъявляемых к рабочим телам ядерных реакторов. Однако его стоимость высока, и требуется тщательное уплотнение контура лопаточные машины, работающие на гелии, получаются более сложными и имеют боль-щую стоимость (ступеней приблизительно в 2 раза больще, чем в компрессорах и турбинах, работающих на воздухе). [c.215]

В энергетических реакторах в качестве топлива чаще всего применяется оксид урана ПО. (II), нмею]цнй в1ясокую температуру п./1авле-ния (3073 К). Он химически нс реагирует с водой и углекислым газом, имеет хорошую термическую и раднацнонную стойкость. С применением оксида урана (И) стало возможным поддерживать температуру теплоносителя в пределах 1070—1270 К. При этих уеловиях КПД термодинамического цикла АЭС достигает, 33% (а всей станции ж 15%). Основным недостатком оксида урана (II) является низкая теплопроводность и, как следствие, резкий перепад температур от центра поверхности. [c.324]

Лучистая энергия, излучаемая нагретым телом в пространство, падает на другие тела и в общем случае частично поглощается ими, частично отражается и частью проходит сквозь тело. Отраженная телом и прошедшая сквозь него часть лучистой энергии рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, лучистый теплообмен, или передача тепла лучеиспусканием от одних тел к другим, связан с двойным преобразованием энергии теплоты — в лучистую энергию и обратно — лучистой энергии в теплоту. Лучеиспускают не только горячие твердые тела, но и трехатомные и многоатомные газы (углекислота, водяной пар и др.). В теплотехнике широко используются продукты сгорания или дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива. Тепло от этих газов передается поверхности нагрева не только конвекцией, но и лучеиспусканием. В теплоэнергетических установках протекает сложный теплообмен всеми видами распространения тепла. В жидкостях конвекция сопровождает теплопроводность и совместный теплообмен называют конвективно-кондуктивным, в газах совместно протекает конвективнорадиационный теплообмен. Теплообмен излучением без конвекции в технических установках может протекать при глубоком вакууме (<0,14 н м ). [c.136]

В ядерной промышленности композиционные материалы широко применяются в ядерном реакторе. Один из основных элементов реактора — топливный элемент, при изготовлении которого композиционные материалы нашли самое широкое применение. Первые реакторы были спроектированы в расчете на ураномопибде-новый сплав. Этот сплав имел лучшие рабочие характеристики, чем нелегированный уран, недостатком его было взаимодействие с другими материалами при повышенных температурах, относительно низкая температура плавления и др. В связи с этим обратили внимание на топливо системы керамика — окись. Одиако эти соединения, обладающие характерной для керамики хрупкостью, имеют низкую теплопроводность и относительно низкую плотность делящихся атомов, поэтому в поисках оптима.пьного состава топливных элементов основное внимание было уделено композиционным топливным элементам. [c.448]

Применение керамических топлив в металлической матрице началось со времени начала осуществления Манхеттенского про-зкта. Баттелевский мемориальный институт провел большие и оригинальные исследования по получению этих видов топлива. В одной из предыдущих статей [6] описаны способы получения и некоторые характеристики большинства систем с металлической матрицей. Основное преимущество такой системы по сравнению с керамической состоит в том, что металлическая матрица значительно увеличивает теплопроводность и механическую прочность полученной композиции. [c.449]

Легчайший из всех известных веществ (в 14,4 раза легче воздуха) водород является наиболее теплотворной частью топлива при сгорании 1 кг водорода выделяется около 125 600 кДж энергии. Водород — рекордсмен среди газов по величине теплопроводности при 0°С и 0,1 МПа она составляет 0,174 Вт/(м-К) (теплопроводность воздуха, например, в 7,25 раза меньше). [c.47]

Здесь tf—средняя массовая температура в субъячейке к, к — температуры оболочки и топлива > У, 2 — координаты ф — угол Ср — удельная теплоемкость, Дж/(кг.К) р — плотность теплоиосите-ля %j, A, , 7,2—коэффициенты теплопроводности теплоносителя, оболочки, топлива <7 — плотность тепловыделения Яэф — см. формулу (4.47) Цф — средняя скорость потока в субъячейке площадью F. [c.57]

Магний — пластичный металл блестящего серебристо-белого цвета. Плотность литого магния 1,737 г/см и уплотненного 1,739 г/см . Температура плавления 65ГС, кипения — 1107° С. Скрытая теплота плавления 70 кал/г. Теплопроводность 0,376 кал/(см-с-°С). Удельная теплоемкость, кал/(г-°С 0,241 — при 0° С 0,248 — при 20° С 0,254 — при 100 С и 0,312 — при 650° С. Коэффициент линейного расширения 25 10 +0,0188 г° (в пределах О—550° С). Удельное электрическое сопротивление при 18° С 0,047 Ом/(мм /м). Стандартный электродный потенциал 2,34 В. Электрохимический эквивалент 0,454 г/(А-ч). Магний неустойчив против коррозии, образующаяся поверхностная окисная пленка не защищает массу металла. Магний горюч, порошок или тонкая лента из него сгорают в воздухе с ярким ослепительным пламенем. Используется в магние-термии, в качестве твердого топлива — в реактивной технике. При повышения температуры возможно самовоспламененпе магниевого порошка или стружки. Магний устойчив против щелочей, фтористых солей, плавиковой кислоты и т. д. Чистый магний в качестве конструкционного материала почти не ис-по.льзуется, но является основой эффективных магниевых сплавов. Применяется в производстве стали, высокопрочного (магниевого) чугуна, для катодной защиты стали. [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...