Конструкционные материалы. Теплоносители

Конструкционные материалы. Теплоносители [c.389]

Использование в качестве охладителя инертного газа гелия. Уже при давлении 4—5 МПа гелиевый теплоноситель обеспечивает хорошие условия теплоотвода и позволяет достичь объемной плотности теплового потока на уровне 6—8 кВт/л при сравнительно умеренной потере энергии на прокачку теплоносителя. Гелий как теплоноситель имеет по сравнению с другими газами ряд преимуществ высокую теплоемкость и теплопроводность, термическую и радиационную стойкость, химическую стабильность и инертность к конструкционным материалам, минимальное сечение поглощения нейтронов. [c.3]

В настоящее время ртуть как жидкометаллический теплоноситель по причине его большой токсичности, агрессивного воздействия на конструкционные материалы и дороговизны заменяется на сплав СС-4. [c.277]

Изучение новых теплоносителей и конструкционных материалов, способных удовлетворить тем новым требованиям, которые предъявляют к ним разрабатываемые высокоэффективные циклы преобразования теплоты в работу. [c.54]

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]

В ходе ее проектирования и строительства возникало множество трудностей. Известные в то время ядерные реакторы действовали при низких температурах теплоносителя (50—100°С) и были непригодны для энергетических целей. Для осуществления приемлемого термодинамического цикла необходимо было повысить нагрев тепловыделяющих элементов (твэлов) и теплоносителя до 250—300° С. Это вызвало в свою очередь коренные изменения в реакторной технологии, необходимость конструирования специальных энергетических реакторов, разработку технически целесообразных и экономически перспективных схем использования тепла, получаемого в активной зоне реакторных установок, выбор и испытание новых конструкционных материалов. Помимо этого многообразного комплекса впервые ставившихся и решавшихся проблем серьезное внимание ученых и проектировщиков привлекла проблема обеспечения радиационной безопасности [c.173]

Важной частью технического прогресса в теплоэнергетике является повышение параметров пара. Увеличение давления и температуры теплоносителя — пара в энергетических установках обеспечивает увеличение к. п. д. цикла и как следствие снижение расхода топлива на вырабатываемый 1 кВт-ч. Но повышение параметров пара тесно связано с освоением производства конструкционных материалов, прочностных их характеристик, надежности таких ответственных элементов, как трубы и барабаны паровых кот.тов, проточной части турбин, трубопроводов и коллекторов и т. п. [c.60]

Состав и некоторые свойства органических теплоносителей приведены в табл. 16.1 и 16.2. Кроме перечисленных здесь теплоносителей применяются также минеральные масла, например, цилиндровое и компрессорное. Недостатком всех органических теплоносителей является то, что они горючи и при температуре выше 400 °С разлагаются. Преимуществом органических теплоносителей перед другими является их относительная инертность к конструкционным материалам. В контакте с органическими теплоносителями устойчивы чугун, железо, углеродистые и нержавеющие стали, медь, алюминий. [c.255]

Использование щелочных металлов в качестве теплоносителей связано с рядом затруднений, обусловленных их чрезвычайно высокой химической активностью при взаимодействии с водой, паром, кислородом. Технически освоены специальные способы работы с большими количествами этих металлов в вакууме или атмосфере инертного газа, способы их перекачки, очистки от примесей и т. д. По отношению к конструкционным материалам жидкие щелочные металлы характеризуются умеренной коррозионной активностью, однако примеси (кислород, углерод, азот, водород) существенно увеличивают их агрессивность. [c.259]

Установлено, что для большинства конструкционных материалов при температурах ниже 500 °С перенос масс в натриевом теплоносителе незначителен, а с повышением температуры до 700—900 С для хромоникелевых сталей и особенно жаропрочных материалов резко возрастает. На рис. 17.5 представлена в полулогарифмических координатах зависимость скорости переноса масс от температуры для аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе. [c.261]

Среди примесей, неизбежно накапливающихся в теплоносителе, особую роль играет углерод. Источником углерода служат углеродистые стали, находящиеся в контакте с жидким металлом, графит или примеси минеральных масел. Атомы углерода обладают высокой диффузионной подвижностью в металлах, соизмеримой с подвижностью водорода. Науглероживание ведет к образованию в металле твердых растворов и карбидных фаз, что вызывает снижение пластических свойств конструкционных материалов. [c.266]

Основные преимущества органических теплоносителей заключаются в том, что они имеют низкую упругость оа-ров при температурах 250—400 °С и не вызывают коррозии конструкционных материалов. [c.8]

Конкретный вид уравнений (11.57)—(11.62) зависит от конструкционных особенностей ПГ, используемых теплоносителей, конструкционных материалов, режимных параметров. [c.195]

Дули, обеспечивающие следующие расчеты теплофизических свойств воды и водяного пара теплофизических свойств греющего теплоносителя коэффициентов линейного расширения и теплопроводности конструкционных материалов коэффициентов теплообмена со стороны воды/пара коэффициентов теплообмена со стороны греющего теплоносителя термического сопротивления теплопередающих труб условий перехода к ухудшенному теплообмену со стороны воды/пара градиентов давления по трактам обоих теплоносителей местных сопротивлений. [c.198]

Основные реакции на легких элементах. Радиоактивные изотопы, представляющие опасность для здоровья, образуются в реакторах при активации ядер теплоносителя, конструкционных материалов и примесей. При этом протекают реакции трех типов захват медленных нейтронов, взаимодействие с быстрыми нейтронами и с быстрыми протонами. [c.125]

Материалами, облучаемыми в активной зоне реактора, являются ядерное топливо, оболочки твэлов и другие конструкционные материалы, отложения продуктов коррозии на поверхностях активной зоны, а также взвешенные и растворенные примеси теплоносителя. Радиоактивные изотопы могут попадать в воду из оболочки твэлов и из отложений как ядра отдачи, выходить путем диффузии из топлива, проникая через дефекты в покрытии твэлов. В случае трития необходимо считаться с возможностью его диффузии через неповрежденную оболочку. Продукты коррозии оболочек твэлов и конструкционных материалов активной зоны имеют высокую удельную активность, и их выход в контур дает заметный вклад в радиоактивную загрязненность станции. Дополнительным источником радиоактивной загрязненности АЭС является массообмен между отложениями и продуктами коррозии, циркулирующими в теплоносителе. Далее дается подробное изложение процессов диффузии и вылета ядер отдачи. [c.130]

Эксплуатация энергетических реакторов. Круг вопросов, включаемых в понятие радиохимия и ядерная химия водоохлаждаемых реакторов , кратко можно сформулировать следующим образом реактор как источник активности на установке. Этот источник можно разделить на два. Первый присутствует всегда и включает загрязнение поверхностей активной зоны ураном, а также активацию ядер теплоносителя, оболочек твэлов, конструкционных материалов и отложений на поверхностях в активной зоне. Второй источник связан с выходом продуктов деления из поврежденных твэлов. От него, вообще говоря, можно избавиться, определив место повреждения. Эти вопросы кратко излагаются ниже в свете опыта эксплуатации энергетических реакторов. [c.149]

К конструкционным материалам в реакторах предъявляется дополнительное требование радиационной стойкости, т. е. длительного сохранения физических и химических свойств в условиях интенсивнейшего нейтронного облучения. Особенно опасны коррозия и падение механической прочности. Так, коррозия оболочек твэлов и теплоносителей может привести к нарушению герметичности и тем самым к радиоактивному заражению теплоносителя, а иногда и к аварии. Для изготовления конструктивных элементов применяются алюминий, его сплавы с магнием или бериллием, цирконий, керамические материалы, нержавеющая сталь, графит, покрытия из ниобия, молибдена, никеля и некоторые другие материалы. [c.582]

Наиболее совершенными ВОТ являются дифенильная смесь и комбинированный теплоноситель КТ-2. Существенными достоинствами ВОТ являются высокие температуры нормального кипения, уменьшение объема при затвердевании, они не подвергают коррозии конструкционные материалы. Самым дорогим ВОТ является дифенильная смесь, самым дешевым — минеральное масло ИС-40А, последний является и самым недифицитным. [c.277]

Процесс коррозии многокомпонентных конструкционных материалов в жидкометаллических теплоносителях является сложным и состоит из нескольких параллельно идущих многостадийных гетерогенных процессов. При повышенном содержании кислорода в жидком щелочном металле в сталях на некоторой глубине происходит образование сложных оксидов типа MeO-NajO и Me0-(Na20)2—так называемое внутреннее окисление. Кроме того, как в циркулирующей, так и в неподвижной жидкометаллической системе происходит селективное растворение и перенос компонентов, перераспределение углерода и азота между различными конструкционными материалами или участками конструкции, находящимися при разных температурах, проникновение жидкого металла в твердый. Эти процессы вызывают не только коррозионные потери массы, но и физико-химические и структурные изменения материалов охрупчивание, азотирование, эрозионное разрушение, изменение состава поверхностного слоя. Скорость переноса массы и селективного растворения компонентов сталей [c.259]

В качестве конструкционных материалов в системах, работающих с жидкометаллическими теплоносителями, наряду с нержавеющими употребляют низколегированные стали типа 1Х2М, 1Х2МБФ. При совместной работе с аустенитными сталями в потоке теплоносителя ферритно-перлитные стали обезуглероживаются. Дополнительное легирование таких сталей ниобием, титаном, ванадием (см. табл. 17. ) снижает скорость их обезуглеро- [c.262]

Азотирование конструкционных материалов в жидкометаллических теплоносителях вызывает снижение их пластических свойств и, следовательно, снижение работоспособности аппаратов. В табл. 17.11 и 17.12 приведены результаты испытаний образцов из стали Х16Н15МЗБ в натрии под газовой подушкой азота и в атмосфере азота над натрием. Для испытания использовали натрий с исходным массовым содержанием кислорода (2 1)-10 , угле- [c.269]

Возможность широкого использования N2O4 в качестве теплоносителя определяется не только благоприятными теплофизическими, но и коррозионными свойствами этого вещества, его совместимостью с конструкционными материалами. [c.273]

Наличие Н2О, HNO3, HNO2 приводит к сильному возрастанию скорости коррозии конструкционных материалов. Снижение коррозионной активности теплоносителей на основе N2O4 может быть достигнуто введением 1—3 % N0, смещающего равновесие реакции [c.273]

J50—350°С и падение прочностных характеристик при температуре > 425 С. Характеристика Ea/k (см. 3.6, формула (3.17)), определяющая величину термических напряжений у циркониевых сплавов, мала, что очень важно, так как конструкционным материалам в атомных реакторах приходится выполнять ряд функций ) (создавать поверхности теплообмена, обеспечивать необходимую есущую способность, предохранять топливо от коррозии, предотвращать кон такт топлива и теплоносителя), вызывающих термические напряжения. [c.327]

Застывающие и жидкометаллические уплотнения. В последнее время получили значительное развитие реакторы-размножители на быстрых нейтронах. В качестве теплоносителя для таких реакторов используется жидкий натрий, обеспечивающий очень высокие козффициенты теплоотдачи при весьма малом замедлении нейтронов. Температура в контурах с жидкометаллическим натрием не превышает, как правило, 600-650°С. ПрименеиГие более высоких температур создает значительные трудности, связанные с коррозией конструкционных материалов и наружным уплотнением арматуры, не говоря уже о снижении прочности материалов. Следует отметить, что вязкость жидкого натрия в диапазоне от точки плавления до 400°С меняется, так же как у воды, от 40°С до точки кипения. [c.9]

Уравнения, определяющие изменение теплофизичееких свойств теплоносителей и конструкционных материалов с температурой [c.195]

Широкое развитие ядерной энергетики в ближайшие десятилетия, по-видимому, возможно лишь на основе реакторов на быстрых нейтронах, которые позволяют вовлечь в топливный цикл все запасы ядерного горючего и организовать расширенное воспроизводство делящихся изотопов урана [1]. Для обеспечения времен удвоения ядерного горючего (5—7 лет) в быстрых реакторах [1, 2], соответствующих необходимым темпам развития всей энергетики (8—10 лет) [3], требуется увеличение по сравнению с достигнутым в 2—3 раза удельной энергонапряженности активной зоны, максимальное увеличение концентрации ядерного горючего и минимальное смягчение спектра нейтронов в теплоносителе и конструкционных материалах активной зоны [4—6]. [c.3]

Опыт эксплуатации оборудования первого и второго контуров АЭС с реактором типа ВВЭР и одноконтурной АЭС с реактором типа РБМК показал, что обеспечивается приемлемая радиационная и эксплуатационная обстановка, если скорость коррозии конструкционных материалов, взаимодействующих с теплоносителем, не превышает 0,02—0,05 мм/год. Однако даже при сравнительно малых скоростях коррозии (10- —10-. мм/год), которые совершенно не опасны по прочностным характеристикам материалов, существенным является вопрос накопления продуктов коррозии в теплоносителе, их растворимости, радиоактивности, условий переноса и отложения на теплопередающих поверхностях оборудования и оболочках тепловыделяющих элементов ядерно-го реактора. [c.25]

Основное внимание при подготовке, и эксплуатации контуров уделяется обеспечению герметичности и исключению попадания влаги в теплоноситель, так как при увеличении содержания примесей в пересчете на HNO3 свыше 0,6—0,8% резко увеличивается коррозия конструкционных материалов. Поэтому при подготовке контура обеспечивается отсутствие в нем влаги путем прогрева и продувки осушенным азотом, вакуумирования и др. Промывка водой производится лишь в крайних случаях. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...