Стартовая >> Архив >> Генерация >> Материалы ядерных энергетических установок

Материалы органов регулирования, теплоносители - Материалы ядерных энергетических установок

Оглавление
Материалы ядерных энергетических установок
Ядерная энергия и материалы
Легководный реактор LWR
Тяжеловодный реактор HWR
Реактор типа LMFBR
Перспективы использования термоядерной энергии
Радионуклидное производство энергии и ее использование
Требования, предъявляемые к выбору ядерных материалов
Свойства реакторных материалов
Анализ специфических свойств материалов при их выборе для ядерных реакторов
Выбор материалов и анализ конструкции с помощью ЭВМ
Компоненты и материалы ядерных реакторов деления
Ядерные топливные материалы
Конструкционные материалы
Материалы органов регулирования, теплоносители
Материалы защиты, системы аварийной защиты
Атомная электростанция (с реактором деления)
Фундаментальные радиационные явления в материалах
Радиационное повреждение нейтронами
Влияние облучения на реакторные материалы
Влияние облучения на физические свойства материалов
Влияние облучения на механические свойства материалов
Влияние облучения на коррозию, свелинг
Отжиг радиационных повреждений, влияние облучения на свойства при низких температурах
Металлический уран
Коррозия урана
Сплавы урана
Влияние облучения на урановое топливо
Керамический уран
Диоксид урана
Радиационное распухание оксидного топлива
Радиационная ползучесть оксидного топлива
Выделение газообразных продуктов деления из оксидного топлива
Монокарбид урана
Нитрид, силицид и сульфиды урана
Коррозия керамического урана, техника безопасности
Плутоний
Металлические сплавы плутония
Керамические соединения плутония
Смешанное керамическое уран-плутониевое топливо
Коэффициент воспроизводства, избыточный коэффициент и время удвоения плутония
Радиационные эффекты плутония
Коррозионные эффекты плутония
Меры безопасности при работе с плутонием
Торий
Свойства тория
Получение и сплавы тория
Керамические соединения тория
Радиационные и коррозионные эффекты тория
Радиоактивный распад в торий-урановом топливном цикле
Конструкционные материалы: металлы
Конструкционные материалы: бериллий и его соединения
Конструкционные материалы: магний
Конструкционные материалы: алюминий
Конструкционные материалы: цирконий
Конструкционные материалы: нержавеющая сталь и никелевые сплавы
Конструкционные материалы: керамика и керметы
Влияние облучения на конструкционные материалы
Коррозия конструкционных материалов
Материалы замедлителя и отражателя
Графит
Материал бланкета
Материал теплоносителя
Материалы систем регулирования, защиты и аварийной защиты
Защита реактора
Системы аварийной зашиты реактора и используемые в них материалы
Материалы в топливных циклах, процессах обогащения и переработки топлива
Обогащение топлива
Переработка топлива
Материалы, используемые в процессах переработки отработавшего топлива
Переработка ядерного топлива
Топливные материалы, участвующие в U-Pu-топливном цикле
Тепловыделяющие элементы
Связующий материал твэлов
Материалы, применяемые при изготовлении твэлов
Каналы для теплоносителя и системы трубопроводов
Корпуса реакторов под давлением
Радиационные эффекты при работе материалов ядерного топлива и конструкционных материалов
Коррозия и трещины материалов твэлов, коррозия каналов теплоносителя
Образование коррозионных и усталостных трещин и течей в каналах для теплоносителей, трубопроводах
Материалы радионуклидных генераторов энергии и термоядерных реакторов
Радионуклидное топливо
Материалы оболочек, материалы и теплоносители радионуклидных генераторов
Концептуальные проекты термоядерных реакторов
Компоненты и материалы термоядерных реакторов
Материалы для изготовления магнитной системы и системы безопасности термоядерных реакторов
Взаимодействие материалов с первой стенкой термоядерного реактора
Материалы первой стенки термоядерного реактора и влияние на них облучения

МАТЕРИАЛЫ ОРГАНОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Ядерный реактор деления должен всегда находиться год контролем, т.е. параметры реактора должны всегда лежать в точных пределах. Безопасная работа реактора может быть осуществлена путем регулирования скорости генерирования нейтронов, скорости потери нейтронов за счет утечки и скорости потери нейтронов за счет паразитного захвата их в активной зоне.
В процессе длительной эксплуатации реактора необходимо учитывать четыре важные фактора (при рассмотрении органов регулирования или регулирующих стержней) : снижение реактивности при выгорании топлива; образование нового топлива в результате облучения нейтронами; накопление продуктов деления или поглотителей нейтронов
и постепенное выгорание регулирующих стержней. Эти факторы требуют принудительной регулировки и прецизионного перемещения регулирующих стержней. Обычно применяются следующие регулирующие стержни: стержни тонкой регулировки, стержни грубой регулировки и аварийные стержни. Эти стержни осуществляют соответственно медленное, относительное быстрое и быстрое изменение скорости генерирования нейтронов или реактивности в активной зоне.
К элементам с относительно высоким сечением поглощения тепловых нейтронов относятся Cd (2450 б), В (755 б), Hf (105 б), Ir (440 б) и редкоземельные элементы. Поскольку Hf, Ir и редкоземельные элементы являются дорогостоящими материалами, предпочтение в первую очередь отдается Cd и В. Однако ни один из элементов не удовлетворяет всем основным требованиям. До настоящего времени для регулирующих стержней использовались материалы, содержащие карбид бора (B4С), например B4С — нержавеющая сталь. Такие оксиды редкоземельных элементов, как Eu2O3, Er2O3 и Gd2O3, иногда добавляются к урановому топливу в качестве выгорающих поглотителей для выравнивания мощности в легководных реакторах (особенно в кипящих реакторах). Сплавы Hf—Ag и Cd—Ir—Ag, которые являются эффективными поглотителями нейтронов в тепловой и надтепловой областях, используются для промежуточных реакторов с водой под давлением. Во многих случаях изменение реактивности реакторов с водой под давлением осуществляется химическими методами, т.е. путем изменения концентрации борной кислоты H3ВO3 в водяном теплоносителе. В общем случае регулирование легководных реакторов осуществляется с помощью регулирующих стержней, выгорающих поглотителей и химическим методом.

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ

Поскольку основное назначение теплоносителя заключается в удалении тепла или тепловой энергии из ядерного энергетического реактора с последующим использованием этого тепла, теплоноситель должен иметь хорошие характеристики теплопередачи. Другими словами, он должен обладать высокой теплопроводностью, низкой плотностью, большой теплоемкостью и низкой вязкостью. Чем ниже плотность, тем меньше энергии может потребоваться на принудительную циркуляцию теплоносителя. Низкая точка плавления желательна для исключения возможности затвердевания теплоносителя, а высокая точка кипения — для уменьшения давления пара и повышения рабочей температуры и коэффициента полезного действия атомной электростанции.
Таким образом, материалы реакторных теплоносителей должны иметь хорошие характеристики теплопередачи, низкую точку плавления и высокую точку кипения, низкое сечение поглощения нейтронов, низкую наведенную радиоактивность, высокую термическую и радиационную стабильность, небольшую агрессивность. Основные требования касаются теппофизических, ядерных и химических свойств теплоносителей. В частности, в легководных реакторах АЭС вода выполняет функции как теплоносителя, так и замедлителя, отражателя, защиты и рабочего тела для производства электроэнергии. Теплоносителями могут быть газы (Не, CO2), жидкие металлы (Na, NaK, Bi, Pb) и вода (H2O,D2O).



 
« Магнитный фильтр-сепаратор в схеме очистки производственного конденсата   Метод определения параметров тепловой изоляции паротурбинных блоков ТЭС »
электрические сети