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

Каналы для теплоносителя и системы трубопроводов - 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

Основная функция канала для теплоносителя или системы трубопроводов заключается в удалении (и утилизации) тепла, генерируемого в активной зоне ядерного (исследовательского или энергетического) реактора. В ядерных реакторах используются системы или контуры с теплоносителем трех типов.

Каналы для теплоносителя
Рис. 14.10. Каналы для теплоносителя между вертикальными пластинчатыми твэлами:
1 — ширина канала для теплоносителя; 2 — длина твэла; 3 — ширина твэла

Рис. 14.11. Каналы для теплоносителя, образованные вертикально расположенными цилиндрическими твэлами. Вертикальный поток в каналах для теплоносителя (а) и эквивалентные каналы для теплоносителя квадратной и шестигранной формы (б)

Одноконтурная система охлаждения. В этой простейшей прямоточной системе теплоноситель однократно проходит через охлаждающие каналы в активной зоне реактора, а затем сбрасывается. Такая система применяется в уран-графитовых реакторах, предназначенных для производства плутония.
Двухконтурная система охлаждения. В этой системе имеются первый контур с теплоносителем и второй охлаждающий контур, причем первый замкнутый контур с теплоносителем термически связан со вторым открытым охлаждающим контуром. В качестве примера можно привести исследовательский реактор ETR и ядерные энергетические демонстрационные реакторы типа CANDU, в которых тяжелая вода, циркулирующая по первому замкнутому контуру, служит теплоносителем и замедлителем, тогда как легкая вода во втором открытом контуре служит для отвода тепла от каналов для теплоносителя через систему трубопроводов.
Трехконтурная система охлаждения. В этой системе первый замкнутый контур с теплоносителем, второй замкнутый контур с теплоносителем и третий отдельный охлаждающий контур термически взаимосвязаны. Теплообменники первого и второго контуров предназначены для генерирования пара в атомных электростанциях с реакторами PWR и LMFBR. Отработанный в турбинах пар конденсируется в третьем контуре. Короче говоря, весь теплоноситель первого контура проходит через охлаждающие каналы и систему трубопроводов для удаления или удаления и утилизации тепла, генерируемого в активной зоне реактора.

На рис. 14.10 показаны каналы для теплоносителя, расположенные между вертикальными пластинчатыми твэлами и составляющими часть первого контура (см. также рис. 14.2, а). На рис. 14.11 показаны аналогичные каналы для теплоносителя в пространстве между вертикальными цилиндрическими твэлами, расположенными в активной зоне по квадратной или треугольной решеткам (см. также рис. 14.5 и 14.6). В легководных энергетических реакторах теплоноситель (вода) циркулирует через охлаждающие каналы в активной зоне и систему трубопроводов для удаления и эффективного использования ядерного тепла.

МАТЕРИАЛЫ КАНАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И СИСТЕМЫ ТРУБОПРОВОДОВ

Материалы, используемые в каналах для теплоносителя в активных зонах реакторов, определяются материалами оболочек и конструкционными материалами, выбранными для изготовления твэлов. Например, материалами оболочек и конструкционными материалами пластинчатых твэлов тепловых исследовательских реакторов с тяжеловодным замедлителем и легководным теплоносителем являются чистый алюминий и алюминиевые сплавы. Каналы для теплоносителя включают эти же материалы. В табл. 14.2 приведены материалы каналов для теплоносителя и конструкционные материалы, используемые в ядерных энергетических реакторах различных типов.

Таблица 14.2. Материалы каналов для теплоносителя, трубопроводов и конструкционные материалы, применяемые в различных ядерных энергетических реакторах


Реактор

Материалы каналов, трубопроводов и конструкционные материалы

GCR типа Саlder Hall

Магниевые сплавы, особенно магнокс А-12 ит.п.

BWR

Циркониевые сплавы, циркалой-2, нержавеющие стали

PWR

Циркониевые сплавы, циркалой-4, нержавеющие стали

HWR

Циркониевые сплавы, циркалой-2, сплав Zr- 2,5% Nb

LMFBR

Нержавеющие стали 304L, 308, 316, никелевые сплавы

В качестве материалов систем трубопроводов, теплообменников и т. д. в большинстве случаев используются нержавеющие и легированные стали.



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