СВГТ, СВЕТ, иные российские малые на Pb-Bi Опции

[AtomInfo.Ru]

Воспользовались случаем обновить публичную информацию по разработке СВГТ-1.
http://atominfo.ru/newsz07/a0414.htm

По научной части у проекта не хватает пока стенда для изучения ЕЦ в свинце-висмуте.

[Kapa6ac]

Все многоатомные газы - гексан, элегаз и прочие СО2 - имеют свойство диссоциировать пjд облучением.
Это проблема, которую надо эффективно решить.

[Stak]

Все многоатомные газы - гексан, элегаз и прочие СО2 - имеют свойство диссоциировать пjд облучением.
Это проблема, которую надо эффективно решить.

Похоже, уже (зеленые, правда будут против - страаашный парниковый газ же, но, надеюсь, в отрасли не слишком у ним прислушиваются, тем более, что второй контур с атмосферой напрямую не сообщается) :

Моркин Михаил Сергеевич
ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЛИЗА ФТОРУГЛЕРОДНОГО РАБОЧЕГО
ТЕЛА ДЛЯ ВТОРЫХ КОНТУРОВ РЕАКТОРНЫХ УСТАНОВОК НА
БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ

....фторуглеродные рабочие тела, в частности
октафторпропан, позволяют организовать цикл преобразования тепловой
энергии реактора на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем в
электрическую с повышенным, в сравнении с водяным паром, КПД и при более
низком давлении контура преобразования энергии. Для водопарового цикла
при давлении перед турбиной 24,0 МПа достигается максимально возможный
КПД 43 %, тогда как для цикла на ОФП более высокое значение КПД 48 %
достигается уже при давлении 16,0 МПа перед турбиной.
....
Выполненные реакторные эксперименты подтвердили расчетный
результат, полученный с использованием предложенной модели, что при
суммарной поглощенной дозе 1·105 Гр при облучении в течение 30 лет (без
учёта эксплуатационных потерь), соответствующей проектному значению для
РУ БРЕСТ-ОД-300 с наложением воздействия рабочих температур (от 410°С до
500°С на теплообменной поверхности) турбинного цикла в ОФП
нарабатывается малое количество (не более 0,2 % по объему) продуктов
радиолиза преимущественно в виде фторуглеродных газов-гомологов
октафторпропана (C2F6 и C4F10), которые не оказывают отрицательного влияния
на эффективность и безопасность энергоустановки.

https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=1745854...%3D0%26nosw%3D1

А ещё интересно, совместим ли октафторпропан с натрием) Если да - тогда и промежуточный контур в БН не нужен.

[Татарин]

А ещё интересно, совместим ли октафторпропан с натрием) Если да - тогда и промежуточный контур в БН не нужен.

Вопрос в температурах. До 300С точно, а дальше могут быть вопросы.
Пропан (в смысле, с водородом) совместим до довольно высоких температур и давлений. Даже гексан, говорят, "работает" вплоть до 30-50атм.

Кстати, прямоконтактный теплообменник даёт возможность ставить не газовую (паровую, в смысле) турбину, а более компактную, дешёвую и обладающую потенциально меньшими потерями гидротурбину. В смысле, на жидком натрии.
При этом основная масса движущегося материала - именно натрий, рабочее тело может иметь минимальный объём, как и объём высокого давления в контуре.

Контур выглядит так - нагнетающий натрий насос, впрыск рабочего тела как жидкости, через некоторое расстояние-время требуемое для парообразования - натриевая гидротурбина, пропускающая натрий-газовую смесь высокого давления, после гидротурбины забор отработавшего пара как жидкости при небольшом давлении.
Весь остальной натриевый контур может быть при атмосферном давлении и газа содержать не должен, сомневаюсь, что есть значимая растворимость гексана в натрии при температуре в сотни С.

Радиохимия рабочего тела при нормальной работе волновать сильно не должна: мы работаем с чистым (или почти чистым) натрием второго контура. Некоторую деградацию рабочего тела (из-за какой-то нештатной активности второго контура или медленных реакций при высоких давлениях-температуре) можно обрабатывать прямо на месте, отделяя высоколетучие или более тяжёлые фракции ректификацией прямо на теплообменнике "рабочее тело-охлаждающая вода".

_{(Вместо турбины можно даже МГД-преобразователь. Натрий прекрасный проводник, получается вполне банальный линейный асинхронный генератор без каких-то особых хитростей, всё точно так же, как было бы с твёрдым короткозамкнутым якорем.)}


Весь машинный зал можно уменьшить раз в 50-200. Удешевить соотвественно: исчезает теплообменник между вторым и третьим контуром (точнее, он становится контактным), из системы исчезает самый потенциально проблемный теплообменник "натрий-вода", вместо многоступенчатой паровой турбины - компактный гидропреобразователь высокого давления или даже сразу МГД-генератор, преобразующий движение натрия в ток сетевой частоты.

...
З.Ы.Примерно то же самое и со свинцом. Разве что он как жидкость сильно хуже и совсем плох как проводник. Как жидкость ещё куда ни шло, но годный МГД с ним вряд ли выйдет.

Сообщение отредактировал Татарин - 6.5.2025, 17:39

[Stak]

Вопрос в температурах. До 300С точно, а дальше могут быть вопросы.
Пропан (в смысле, с водородом) совместим до довольно высоких температур и давлений. Даже гексан, говорят, "работает" вплоть до 30-50атм.

Кстати, прямоконтактный теплообменник даёт возможность ставить не газовую (паровую, в смысле) турбину, а более компактную, дешёвую и обладающую потенциально меньшими потерями гидротурбину. В смысле, на жидком натрии.
При этом основная масса движущегося материала - именно натрий, рабочее тело может иметь минимальный объём, как и объём высокого давления в контуре.

Контур выглядит так - нагнетающий натрий насос, впрыск рабочего тела как жидкости, через некоторое расстояние-время требуемое для парообразования - натриевая гидротурбина, пропускающая натрий-газовую смесь высокого давления, после гидротурбины забор отработавшего пара как жидкости при небольшом давлении.
Весь остальной натриевый контур может быть при атмосферном давлении и газа содержать не должен, сомневаюсь, что есть значимая растворимость гексана в натрии при температуре в сотни С.

Радиохимия рабочего тела при нормальной работе волновать сильно не должна: мы работаем с чистым (или почти чистым) натрием второго контура. Некоторую деградацию рабочего тела (из-за какой-то нештатной активности второго контура или медленных реакций при высоких давлениях-температуре) можно обрабатывать прямо на месте, отделяя высоколетучие или более тяжёлые фракции ректификацией прямо на теплообменнике "рабочее тело-охлаждающая вода".

_{(Вместо турбины можно даже МГД-преобразователь. Натрий прекрасный проводник, получается вполне банальный линейный асинхронный генератор без каких-то особых хитростей, всё точно так же, как было бы с твёрдым короткозамкнутым якорем.)}


Весь машинный зал можно уменьшить раз в 50-200. Удешевить соотвественно: исчезает теплообменник между вторым и третьим контуром (точнее, он становится контактным), из системы исчезает самый потенциально проблемный теплообменник "натрий-вода", вместо многоступенчатой паровой турбины - компактный гидропреобразователь высокого давления или даже сразу МГД-генератор, преобразующий движение натрия в ток сетевой частоты.

...
З.Ы.Примерно то же самое и со свинцом. Разве что он как жидкость сильно хуже и совсем плох как проводник. Как жидкость ещё куда ни шло, но годный МГД с ним вряд ли выйдет.

В другой ветке уже писал:

Отвечу себе сам (спасибо ИИ в виде ДипСеек) :
Октафторпропан с натрием реагирует, хотя и не так бурно, как вода. А вот Перфторгексан - уже интереснее, он практически стабилен.
При радиолизе - из него должны также получаться в основном другие фтороуглероды, аналогично октафторпропану.
При протечках фторуглеродов из второго контура в первый, образовшийся фторид натрия может быть отделен центрифугованием и фильтрами. Углерод - наверное, тоже.

Цитата
Жидкий натрий может реагировать с **октафторпропаном (C₃F₈)**, хотя эта реакция не является мгновенной или чрезвычайно бурной, как в случае с более реакционноспособными фторуглеродами (например, гексафторидом урана или тетрафторметаном).

### **Возможные реакции:**
1. **Фторирование натрия**
Натрий (Na) может реагировать с C₃F₈, особенно при повышенных температурах, с образованием фторида натрия (NaF) и различных фторорганических продуктов:
\[
\text{C}_3\text{F}_8 + \text{Na} \rightarrow \text{NaF} + \text{фторированные углеводороды (например, C}_3\text{F}_7\text{H, C}_2\text{F}_6\text{ и др.)}
\]
Возможны также радикальные механизмы, особенно при нагревании или УФ-облучении.

2. **Дефторирование октафторпропана**
C₃F₈ является довольно инертным соединением (используется в огнетушителях), но при контакте с активными металлами (Na, K, Li) возможно отщепление фтора и образование фторидов металлов.

### **Условия реакции:**
- **Температура**: При комнатной температуре реакция может идти медленно, но при нагревании (>100–200°C) скорость увеличивается.
- **Чистота натрия**: Поверхность натрия должна быть чистой (без оксидной плёнки), иначе реакция может подавляться.
- **Агрегатное состояние**: В жидком состоянии (температура плавления Na ~97,8°C) натрий более реакционноспособен.


Цитата
3. **Термодинамическая стабильность**
- Даже при нагревании до температур плавления натрия (~100–500 °C) реакция маловероятна, так как образование NaF и углеродных продуктов энергетически невыгодно без дополнительных факторов (катализаторов, УФ-излучения).

### **Когда возможна реакция?**
- **При очень высоких температурах** (>800 °C) возможно частичное разложение C₆F₁₄ с образованием NaF и аморфного углерода.
- **В присутствии катализаторов** (например, никеля или платины) или под действием **плазмы/УФ-излучения** могут происходить радикальные реакции.

### **Практическое значение**
- Перфторгексан используется как **инертная жидкость** в химических процессах, где требуется устойчивость к щелочным металлам.
- В ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем (Na, NaK) перфторуглероды иногда применяют как герметики или гидрофобные покрытия.