Твэл "навыворот", или быстрый натрий без натрия Опции

[Татарин]

Была тема "АЭС на резинке", нужно бы туда, но не нашёл...

Идея очень проста: берём ТВЭЛ, внутри которого - тепловая гравитационная натриевая труба. Ну, налит внутрь натрий+калий, при нагреве сплав кипит, пар летит наверх в хвостовик, хвостовик вставлен в нормальный телообменник второго контура (с тем же натрием). Дальше - парогенератор и всё такое, совершенно обычное.

Смысл?
1. Выносим из зоны бОльшую часть (до 90%) теплоносителя с малой массой - получаем лучший КВ, сравнимый со свинцом и даже лучше. Но на отработанном натрии.
2. Выносим за скобки бОльшую часть проблем при сложных и тяжёлых авариях - ну НЕТ в системе много радиоактивного натрия, и даже тот, что есть, - и тот разложен по индивидуальным "коробочкам", разгерметизировать нужно каждую.
3. Улучшаем теплообмен в первом контуре (теплообмен со сменой фазы, причём внутри ТВЭЛа поверхность теплообмена с топливом можно сделать куда более развитой, чем снаружи).
4. ТВЭЛ работает пару лет максимум, частично решаем вопросы коррозии при работе на более высоких температурах внутри реактора.
5. Решаем проблемы с обслуживанием. В нормальном состоянии радиоактивный натрий - в топливе (куда и так не сунуться), а больше - нигде. Совсем нигде. Всё за пределами реактора - абсолютно чистое, как слеза ребёнка.

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 28.10.2017, 22:13

Причина редактирования: Переименовал тему. - Модератор

[AtomInfo.Ru]

Посмотрим на пальцах эффекты для нейтроники.

Т.к. на пальцах, то я сделал простейшую ячейку - два вложенных цилиндра, в первой зоне уран-235, во второй натрий.
Потом поменял местами уран и натрий с сохранением отношения площадей.

CODE

Data Cell
  Zones=2
  Isotopes=2
  Rad=0.4,0.6
  Names=U235, Na
  Tem=300,300
  Den=0.02,0, 0,0.04
EndData

Real S1,S2,w
S1=Pi*DC.R[1]*DC.R[1]
S2=Pi*DC.R[2]*DC.R[2]-S1
w=S2/S1
put s1,s2,w
Drop S1,S2,w

Solve
Put Kinf

Data Cell
  Zones=2
  Isotopes=2
  Rad=0.4,0.5367
  Names=U235,Na
  Tem=300,300
  Den=0, 0.04, 0.02,0
EndData

Real S1,S2,w
S1=Pi*DC.R[1]*DC.R[1]
S2=Pi*DC.R[2]*DC.R[2]-S1
w=S1/S2
put s1,s2,w
Drop S1,S2,w

Solve
Put Kinf

Stop

Имеем:

CODE

... 3.61  Code System
Çàïóñê ¹849       28.10.2017 21:49:57
It's a rare person who wants to hear what he doesn't want to hear.

S1=0.5026548 S2=0.6283185 W=1.2500000
KINF=2.1400274
S1=0.5026548 S2=0.4022712 W=1.2495423
KINF=2.1386542
Çàäàíèå çàâåðøåíî.

Иными словами, от перемены мест слагаемых в данном модельном примере физика не пострадала, коэффициент размножения остался примерно таким же.

Теперь во втором случае вскипятим натрий (уменьшим его концентрацию в 10 раз).
Имеем:

CODE

... 3.61  Code System
Çàïóñê ¹849       28.10.2017 21:53:42
Children have more needs of models than of critics.

S1=0.5026548 S2=0.6283185 W=1.2500000
KINF=2.1400274
S1=0.5026548 S2=0.4022712 W=1.2495423
KINF=2.2237446
Çàäàíèå çàâåðøåíî.

То есть, имеем прыжок в реактивности больше чем на десятку долларов.
Соотв., мне в моём модельном примере придётся потребовать очень чётко выдерживать общую картину кипения по высоте, иначе не могу гарантировать возникновения локальных пережогов, а то и более серьёзных неприятностей.
И это сразу создаёт большую проблему.

[Татарин]

То есть, имеем прыжок в реактивности больше чем на десятку долларов.
Соотв., мне в моём модельном примере придётся потребовать очень чётко выдерживать общую картину кипения по высоте, иначе не могу гарантировать возникновения локальных пережогов, а то и более серьёзных неприятностей.
И это сразу создаёт большую проблему.

Одинаковое количество натрия по высоте гарантировать нельзя - и это беда по нейтронике, наверное.

Но вот с теплом как раз всё на 100% однозначно и без вариантов вообще: давление по ТВЭЛу одинаковое, значит, натрий кипит при одной и той же температуре по всему ТВЭЛу. До тех пор, пока топливо вообще хоть как-то смачивается натрием, вне зависимости от энерговыделения температура равна температуре его кипения, ни на полградуса ниже, ни на полградуса выше. А с повышением местной температуры повышается давление опять по всему ТВЭЛу и ухудшается теплоотвод в других частях ТВЭЛ в пользу отвода от конкретного участка.

Не записать ли это 6-м пунктом?

___
По американским патентам искать сложно - для этого нужна очень серьёзная мотивация и деньги (гугл тут помошник слабый, нужны коммерческие базы с классификатором). Короче, нужна вера в личный коммерческий выхлоп с такого поиска, которой, ессно, нет никакой.