Теплообмен в атомных реакторах

Теплообмен в атомных реакторах [c.234]

Богоявленский P. Г. Гидродинамика и теплообмен в высокотемпературных реакторах с шаровыми и призматическими твэлами (обзор).— В кн. Вопросы атомной науки и техники. Серия Атомно-водородная энергетика . Вып. 2(3). М., Изд. ИАЭ им. И. В. Курчатова, 1977, с. 67. [c.110]

В качестве твердого компонента могут быть использованы частицы искусственного графика, двуокиси урана и тория, кварцевые, керамические, базальтовые и прочие частицы. Согласно данным гл. 6, 8, 10 их наличие в потоке в большинстве случаев позволяет заметно усилить теплообмен за счет интенсификации процесса и значительного увеличения объемной теплоемкости. В атомных реакторах могут найти применение дисперсные потоки как с инертным, так и активным [c.385]

Почти во всех отраслях техники применяют сооружения и аппараты, основной технологический процесс в которых связан с перемещением жидкости или газа. Примерами такого оборудования могут служить теплообменные установки и аппараты (градирни, скрубберы, калориферы, радиаторы, экономайзеры и рекуператоры), газоочистные аппараты (электрофильтры, тканевые, волокнистые, сетчатые, слоевые и другие фильтры, батарейные и групповые циклоны), котлы, различные химические аппараты (абсорберы, адсорберы, каталитические реакторы, ректификаторы, выпарные аппараты и др.), промышленные печи (доменные, термические и др.), сушильные установки различных типов, атомные реакторы, вентиляционные и аспирационные устройства, системы форсунок. [c.3]

Инженеры и исследователи сталкиваются с задачами, связанными с движением двухфазных систем в проточной части низкого давления обычных конденсационных паровых турбин и в проточной части турбин атомных электростанций, работающих на насы-щенно.м паре, в парогенераторах и атомных реакторах, в различных теплообменных аппаратах. [c.6]

Теплообмен при кипении воды является важнейшим процессом, протекающим в парогенераторах и атомны реакторах, и по своей физической сущности отличается большой сложностью. Возникновение процесса кипения возможно только при наличии в жидкости центров парообразования, которыми являются взвешенные частички и неровности поверхности нагрева, а также адсорбированные на поверхности [c.174]

Судовая энергетическая установка с паровыми турбинами состоит из парогенератора (это паровой котел или атомный реактор), парового турбинного агрегата, вспомогательных механизмов и теплообменных аппаратов. Установка, обеспечивающая заданное дви- ение судна, называется главным турбинным агрегатом. В его [c.14]

Мощными источниками ядерных излучений являются специальные ускорители и ядерные реакторы. В СССР ведется изготовление промышленных ускорителей заряженных частиц, поставляемых производственным предприятиям и исследовательским учреждениям. Так, например, в 1966 г. вошла в эксплуатацию одна из новых облучающих установок этого типа —бетатрон (циклический ускоритель электронов), разработанный Томским политехническим институтом,— с двумя ускорительными камерами, генерирующими два скрещивающихся электронных пучка. Соответственно расширяется строительство специализированных производственных реакторов, используемых для облучения различных материалов. Так, с 1959 г. в Институте физики Академии наук Грузинской ССР находится в эксплуатации реактор со специальным ин-дий-галлиевым теплообменным контуром для облучения материалов и для других целей. Специализированными производственными реакторами располагают и другие атомные центры Советского Союза. [c.189]

Проточные каналы цилиндрических труб или стержней, широко применяемых во многих теплообменных системах (например, тепловыделяющие элементы—твэлы—атомных реакторов или обычные теплообменники), имеют форму поперечного сечения, отличную от круглой. Обычно стержни в пучке располагают или по углам равностороннего треугольника, или по углам квадрата (рис. 2-6). Поправочный коэффициент для формы сечения продольного пучка зависит как от относительного шага цилиндров s/d (j — расстояние между осями цилиндров), так и от формы упаковки цилиндров и их числа. [c.69]

Теплообмен при кипении воды является важнейшим процессом, протекающим в парогенераторах (котлах), различных испарителях и атомных реакторах, и по своей физической сущности отличается большой сложностью. [c.73]

К конструкционным сталям, используемым в высокотемпературных установках, могут быть условно отнесены материалы, эксплуатирующиеся в диапазоне температур, недостаточных для заметного развития процессов высокотемпературной ползучести. Для углеродистых сталей это диапазон температур от комнатной до 350° С, а для низколегированных до 400° С. В этих условиях находится большинство сосудов, работающих под давлением, в том числе барабаны высокого давления, корпуса атомных реакторов, теплообменные аппараты различного назначения и узлы низкотемпературной части энергетических установок. По удельному весу эти конструкции превосходят узлы, работающие в условиях ползучести. Расчет их производится исходя из значений пределов прочности или текучести. [c.158]

Следовательно, выбор теплообменной поверхности — один из важнейших моментов создания любого теплообменного устройства. Лучшей будет та поверхность, которая при прочих равных условиях обеспечит наибольший коэффициент теплоотдачи. Поэтому интенсификация теплообмена в каналах — реальный путь к уменьшению габаритных размеров и массы ТА и к снижению температуры стенок при охлаждении элементов конструкции или атомного реактора. [c.229]

Линейная часть магистралей, обвязка перекачивающих станций, промысловые и распределительные сети, тепловыделяющие элементы атомных реакторов и теплообменные контуры атомных электростанций (АЭС) сооружаются из металлических труб. Надежность трубопроводных плетей определяются маркой стали, качеством изготовления, в том числе наличием и качеством внутреннего и внешнего покрытия, условиями доставки, качеством проведения строительно-монтажных работ. [c.22]

В последних ступенях конденсационных паровых турбин и почти во всей проточной части турбин атомных электростанций, реакторах и трубах паровых котлов и других теплообменных аппаратах возникают различные сложные задачи, связанные с движением двухфазных сред. [c.5]

Кроме общих требований к теплообменным аппаратам турбоустановок к аппаратуре атомных электростанций предъявляются еще дополнительные требования. Важнейшим из них является абсолютная герметичность и устранение возможности смешивания теплоносителей и их просачивания наружу, что особенно важно для радиоактивных теплоносителей и жидких металлов. Это требование и условия работы с радиоактивными теплоносителями при довольно высоких температурах (до 600° и выше) обусловили широкое применение нержавеющих сталей, сварных соединений трубок с трубными досками применение конструкций с компенсацией термических деформаций и тщательный контроль материалов и сварных соединений. Если в качестве теплоносителя используют жидкое ядерное горючее (в так называемых гомогенных реакторах), жидкие металлы или другие дорогие вещества, существенным является уменьшение объема, занимаемого ими в теплообменниках и трубопроводах. [c.403]

Проблема защиты от катастрофического понижения прочности металлов под действием жидких металлических компонентов приобретает исключительное значение в современной технике. Так, примеси поверхностно-актпвных металлов — адсорбционных модификаторов, измельчающих структуру при кристаллизации сплавов и вследствие этого повышающих их механические свойства при обычных температурах, — способны резко понизить прочность сплава в условиях высоких температур. Поэтому решение задачи повышения жаропрочности тесно-связано с необходимостью устранения таких примесей как из самого сплава, так и из защитных покрытий. Б последнее десятилетие расплавленные металлы начинают использоваться, как жидкие теплоносители в теплообменных установках, например в атомных реакторах, где эти расплавы также могут приводить к серьезному понижению прочности омываемых ими металлических конструкций [81]. [c.142]

С 50-х годо XX в. газотурбинные установки стационарного назначения начали строиться в ряде стран в широком диапазоне мощностей 50—30 000 квт. Был достигнут экономический к. п. д. (в зависимости от мощности) 15—34%. Температура газа в начале расширения у большинства газовых турбин имеет величину порядка-650—750° С, что определяется длительностью эксплуатации и возможностями металлургии жароупорных сталей. Проектируются газотурбинные установки на 40 000 и 50 000кег. В газовых турбинах замкнутого цикла (см. стр. 192) можег быть достигнуто значение экономического к. п. д. 50% и выше, хотя их сооружение усложняется необходимостью создавать в теплообменниках громадные теплообмен ные поверхности. Весьма перопективным является использование в газотурбинных установках в качестве рабочего тела гелия или углекислоты, нагреваемых в атомных реакторах на атом ньпх электростанциях. В етом случае возможно достижение высоких мощностей порядка 200 000—300 000 квг в одном агрегате. [c.542]

При конструировании парогенерирующей аппаратуры очень часто возникает необходимость в расчете коэффициента теплоотдачи при поверхностном кипении. Например, тепловыделяющие элементы в некоторых видах атомных реакторов, сопла реактив-пых двигателей и поверхности нагрева ряда других теплообменных устройств охлаждаются кипящей водой, температура которой в ядре потока -ниже температуры насыщения. Часть поверхности парогенерирующих труб прямоточных паровых котлов также охлаждается водой, недогретой до температуры насыщения. На эко- [c.260]

Во многих теплообменных устройствах современной энергетики и ракетной техники поток теплоты, который должен отводиться от по- верхности нагрева, является фиксированным и часто практически не зависит от температурного режима теплоотдающей поверхности. Так, теплоподвод к внешней поверхности экранных труб, расположенных в топке котельного агрегата, определяется в основном за счет излучения из топочного пространства. Падающий лучистый поток практически не зависит от температуры поверхности труб, пока она существенно ниже температуры раскаленных продуктов сгорания в топке. Аналогичное положение имеет место в каналах ракетных двигателей, внутри тепловыделяющих элементов (твэлов) активной зоны атомного реактора, где происходит непрерывное выделение тепла вследствие ядерной реакции. Поэтому тепловой лоток на поверхнасти твэлов также является заданным. Он является заданным и в случае выделения теплоты при протекании через тело электрического тока. [c.322]

Богоявленский Р. Г. Гидродинамика и теплообмен в высокотемператур. ных реакторах с шаровыми и призматическими твэла.ми. Обзор. — В кн. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомно-водородная энергетика, 1977, вып. 2, № 3, с. 67—76. [c.275]

В книге изложены методы и алгоритмы теилофизического расчета ядерного реактора на быстрых нейтронах и теилообменных аппаратов атомных электростанций с диссоциирующим теплоносителем. Предлагаемые авторами методы ориентированы на использование ЭВМ и позволяют рассчитывать локальные характеристики тепломассообмена и сопротивления при течении диссоциирующего теплоносителя в каналах реактора и теплообменных аппаратов. Представлены результаты расчетов параметров реактора и теилообменных аппаратов для проектируемых в настоящее время АЭС с диссоциирующим теплоносителем, а также дано экспериментальное обоснование этих результатов. [c.2]

В настоящей монографии рассматриваются вопросы малоцик-ювой прочности элементов конструкций различных типов оборудования, которым в процессе эксплуатации в наиболее значительной степени присущи эффекты малоцикловой усталости. В области энергетического машиностроения для элементов конструкций типа корпусов атомных реакторов, трубопроводов, элементов активной зоны, корпусов и роторов турбин, элементов разъемных соединений, теплообменных аппаратов, герметизирующих и компенсирующих элементов актуальны вопросы кинетических закономерностей деформирования и перехода к предельным состояниям. Для этих конструкций важны вопросы моделирования эксплуатационных режимов по частотам, температурам и временам, разработка унифицированных методов расчета на прочность и долговечность при циклическом, длительном циклическом и термоциклическом нагружениях, учет специфики условий нагружения. [c.4]

Процесс кипения с незапамятных времен используется человеком. Тем не менее до сих пор нет сколько-нибудь строгой количественной теории процесса и даже не выяснены его основные физические закономерности. Между тем потребность в теории этого процесса исключительно велика. Особенно это стало ощущаться в последние годы в связи с потребностями новой техники, прежде всего атомной и ракетной. Только на количественной теории процесса кипения могут основываться теории теплообмена при кипении и кризиса кипения, а такцсе ядерно-физические расчеты кипящих атомных реакторов. То обстоятельство, что до сих пор нет ни одной попытки аналитическото решения задачи о теплообмене применительно к кипящим жидкостям, в значительной мере, если не главным образом, обязано отсутствию количественных закономерностей процесса кипения. Таким образом, исследования по физике кипения представляют большой интерес для ряда областей науки и техники. [c.5]

Кроме того, цирконий вызвал интерес как конструкционный материал для атомных реакторов. В 1950 г. было установлено, что он обладает малым поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов и поэтому может заменить алюминий, которьпг широко применяется для изготовления конструктивной части реактора. Алюминий, как и цирконий, слабо поглощает медленные нейтроны, но сильно уступает ему по коррозионной стойкости. Применение циркония позволило повысить температуру охлажадющей воды, увеличить теплообмен и повысить к. п. д. реактора. [c.431]

Основным достоинством газов (углекислота, гелий) как теплоносителей в ядерных реакторах является возможность получения высокой температуры на выходе из реактораприневысокихдавлениях. Существенные недостатки их — низкие коэффициенты теплоотдачи и в результате большие габариты реактора и теплообменной аппаратуры, а также значительный расход энергии на циркуляцию газа. Углекислый газ используется в качестве теплоносителя на первой английской атомной электростанции в Колдерхолле (пущена в 1956 г.) и будет использован на одной из строящихся у нас станций. [c.395]

Теплоотдача при кипении жидкостей на поверхностях нагрева твердых тел имеет очень важное значение в современной энергетике и находит широкое применение в различных теплообменных аппаратах химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности. В энергетике с згчастием теплоотдачи при кипении жидкости осуществляется производство пара в котельных агрегатах и атомных реакторах. В промышленности с участием теплоотдачи при кипении жидкостей работают различные технологические реакторы и выпарные аппараты. [c.361]

Если в качестве теплоносителя применяют жидкие металлы (натрий, калий), которые бурно реагируют с водой, то осуществляют два промежуточных контура. Последние умепынают опасность распростраиепня радиоактивного металла в случае аварии установки. На рис. 20-3 изображена схема трехконтурной атомной электростанции, где 1 — реактор 2 — первый промежуточный теплообмен-инк 3 — насос для перекачки теплоносителя 4 — парогенератор, НЛП второй теплообменник 5 — насос для данного контура 6 — турбогенератор 7 — конденсатор 8 — питательный насос 9 — биологическая защита. [c.320]

Выделяющаяся в реакторе теплота может передаваться рабочему телу либо путем непосредственного его нагревания в активной зоне реактора, либо путем использования промед<уточного теплоносителя, который отводит теплоту от активной зоны реактора и затем в теплообменном аппарате (парогенераторе) передает ее рабочему телу теплосиловой установки. В первом случае схема установки называется одноконтурной, а во втором — двухконтурной. Бывают и трехконтурные схемы атомных электростанций, в которых имеется дополнительный промежуточный контур. [c.127]

Атомная энергетика исчисляет свою историю с июня 1954 г., когда в СССР в г. Обнинске была введена в строй первая в мире АЭС мощностью 5 МВт. Основным элементом АЭС является ядерный реактор — источник энергии. Теплоноситель реактора (насыщенный, перегретый пар или гелий) достаточно высоких параметров можно иепользо-вать непосредственно в качестве рабочего тела паро- или газотурбинной установки (одноконтурная схема АЭС). В реакторе е водой под давлением, гелием с умеренной температурой или натрием теплота теплоносителя передается рабочему телу паротурбинной установки в специальных теплообменных аппаратах, что приводит к двухконтурным или трехконтурным схемам АЭС. [c.340]

Теплообменный аппарат и парогенератор АЭС EBR-II (США). Экспериментальная энергетическая атомная установка с охлаждаемым натрием реактором-размножителем на быстрых нейтронах тепловой мощностью 62,5 Мет была введена в эксплуатацию в 1963 г. Установка выполнена по трехконтурной схеме и включает теплообменный аппарат и парогенератор, состоящий из восьми испарительных и четырех нароперегревательных секций. [c.120]

Использование энергии топлива, солнечного излучения и атомной энергии для прикладных целей включает в себя в качестве промежуточной или конечной стадии преобразования тепловую форму энергии. Устройства, содержащие элементы, которые используют тепло как форму передачи энергии, относятся к категории теплотехнических установок. Они могут быть как стационарными, так и мобильными и широко применяются почти во всех отраслях современной техники. Во всех подобных устройствах имеются выполняющие однотипные функции агрегаты предназначенные для выделения тепловой энергии — топки, камеры сгорания, активные зоны ядер-ных реакторов обеспечивающие теплообмен между рабочими телами — котлы, теплообменники осуществляющие перемещение рабочих тел за счет изменения давления в жидкостях и газах — насосы, компрессоры преобразующие энергию рабочих тел в механическую энергию — поршни, диски турбин, и, наконец, агрегаты, обеспечивающие передачу рабочих тел, — гидравлические, газовые, паровые и пневматические трубопроводы с их запорной и регулирующей арматурой. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...