ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЩЕЛОЧНОГО ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (РЕТРОСПЕКТИВНО-ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ВЗГЛЯД)

В. В. Алексеев, Ю. А. Кузина, А. П. Сорокин

Аннотация


Изложены результаты исследований по физической химии, массопереносу и технологии щелочного жидкометаллического теплоносителя. Состояние теплоносителя определяется взаимодействием теплоноситель—примеси—конструкционные материалы—защитный газ. Определены источники примесей и их интенсивность: натрий и сплав натрий-калий — кислород, водород (тритий), углерод, продукты коррозии конструкционных материалов, азот в защитном газе, литий — азот. Получены данные о форме существования примесей в теплоносителе, их равновесной концентрации, растворимости, кинетике реакций, закономерностях гетерогенного и гомогенного массообмена. Показано, что требуемая концентрация примесей в натрии и сплаве натрий—калий, гарантирующая расчетные параметры и низкую скорость коррозии конструкционных материалов, обеспечивается при очистке холодными ловушками. Более глубокая очистка теплоносителей в высокотемпературных ЯЭУ с использованием ниобия, вольфрама, ванадия, тантала и ЯЭУ космического назначения достигается геттерами (горячие ловушки). Изучены закономерности поведения трития и водорода в натриевых контурах АЭС с быстрыми реакторами. Предложена новая комбинированная система очистки от примесей для высокотемпературной ЯЭУ для производства водорода при температуре натрия ~900 °С. Рис. 1, табл. 1, список лит. 17 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Ефанов А.Д., Козлов Ф.А., Рачков В.И. и др. Научная школа ГНЦ РФ — ФЭИ «Тепло- и массоперенос, физическая химия и технология теплоносителей в энергетических системах». — В сб.: Итоги научно-технической деятельности Института ядерных реакторов и теплофизики за 2014 год. Под общей ред. А.П. Сорокина, А.А. Труфанова, Т.Н. Верещагиной. Обнинск, ГНЦ РФ — ФЭИ, 2015, с. 24—51.

Козлов Ф.А., Волчков Л.Г., Кузнецов Э.К., Матюхин В.В. Жидкометаллические теплоносители ЯЭУ. Очистка от примесей и их контроль. Под ред. Ф.А. Козлова. М.: Энергоатомиздат, 1983.

Субботин В.И., Арнольдов М.Н., Козлов Ф.А., Шимкевич А.Л. Жидкометаллические теплоносители для ядерной энергетики. — Атомная энергия, 2002, т. 92, вып. 1, с. 31—42. // Subbotin V.I., Arnol'dov M.N., Kozlov F.A., Shimkevich A.L. Liquid-Metal Coolants for Nuclear Power. — Atomic Energy, 2002, v. 92, № 1, p. 29—40.

Субботин В.И., Арнольдов М.Н., Ивановский М.Н. и др. Литий. М.: ИздАТ, 1999.

Козлов Ф.А., Алексеев В.В., Сорокин А.П. Развитие технологии натрия как теплоносителя быстрых реакторов. — Атомная энергия, 2014, т. 116, вып. 4, с. 228—234. // Kozlov F.A., Alekseev V.V., Sorokin A.P. Development of Sodium Coolant Technology for Fast Reactors. — Atomic Energy, 2014, v. 116, № 4, p. 278—284.

Зотов В.В., Иванов В.А., Старков О.В., Краев Н.Д. Коррозия конструкционных материалов в жидких щелочных металлах. Под ред. Б.А. Невзорова. М.: Атомиздат, 1977.

Алексеев В.В., Козлов Ф.А., Сорокин А.П. и др. Массоперенос и коррозия стали в натрии при высоких концентрациях водорода. — Теплоэнергетика, 2015, № 10, с. 72—80. // Alekseev V.V., Kozlov F.A., Sorokin A.P. e.a. Mass Transfer of Corrosion Products and Corrosion of Steel in Sodium at High Hydrogen Concentrations. — Thermal Engineering, 2015, v. 62, № 10, p. 757—765.

Алексеев В.В., Ефанов А.Д., Козлов Ф.А., Сорокин А.П. Теплогидравлика, физическая химия и технология на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. — Теплоэнергетика, 2007, № 12, с. 2—9.

Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Коновалов М.А. Системы очистки натрия АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (ретроспективно-перспективный взгляд). — Изв. вузов. Ядерная энергетика, 2015, № 3, с. 5—19.

Алексеев В.В., Ковалев Ю.П., Калякин С.Г. и др. Системы очистки АЭС с реактором БН-1200. — Тепло-энергетика, 2013, № 5, с. 1—12.

Козлов Ф.А., Калякин С.Г., Сорокин А.П. и др. Особенности технологии очистки от примесей высокотемпературного натриевого теплоносителя в быстром реакторе для производства водорода и других инновационных применений. — Изв. вузов. Ядерная энергетика, 2016, № 4, с. 114—124.

Козлов Ф.А., Коновалов М.А., Сорокин А.П. Очистка геттерами жидкометаллических систем с натриевым теплоносителем от кислорода. — Теплоэнергетика, 2016, № 5, с. 63—69. // Kozlov F.A., Konovalov M.A., Sorokin A.P. Purification of Liquid Metal Systems with Sodium Coolant from Oxygen Using Getters. — Thermal Engineering, 2016, v. 63, № 5, p. 367—373.

Багдасаров Ю.Е., Козлов Ф.А., Круглов А.С. История создания и научно-технический вклад БР-5, -10 в разработку быстрых натриевых реакторов. — Атомная энергия, 2009, т. 106, вып. 3, с. 134—140. // Bagdasarov Yu.E., Kozlov F.A., Kruglov A.S. History of the Engineering and Scientific-Technical Contribution of BR-5 and BR-10 Reactors to the Development of Fast Sodium-Cooled Reactors. — Atomic Energy, 2009, v. 106, № 3, p. 168—174.

Чечеткин Ю.В., Кизин В.Д., Поляков В.И. Радиационная безопасность АЭС с быстрым реактором и натриевым теплоносителем. М.: Энергоатомиздат, 1983.

Блохин В.А., Борисов В.В., Камаев А.А. и др. Датчики для внутриреакторного контроля водорода и кислорода в натрии. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерно-реакторные константы, 2017, вып. 4, с. 3—12.

Рачков В.И., Арнольдов М.Н., Ефанов А.Д. и др. Использование жидких металлов в ядерной, термоядерной энергетике и других инновационных технологиях. — Теплоэнергетика, 2014, № 5, с. 20—30.

Poplavsky V.M., Efanov A.D., Kozlov F.A. e.a. Liquid metal coolants technology for fast reactors. — J. Mater. Sci. Engng, 2011, v. 1, № 7, p. 913—928.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.