IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )



Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
 
Reply to this topicStart new topic
> Активное топливо
Татарин
сообщение 17.5.2022, 17:09
Сообщение #1


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 2 088
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



С учётом появления двухкомпонентных 3д-принтеров, печатающих тугоплавкими материалами, включая керамику (Тпл < 5000C), предлагаю такую предельно простую и безусловно гениальную идею.

Топливо реактора (в космическом исполнении - вся активная его зона) печатается из оксида урана/плутония таким образом, чтобы создавать замкнутые микроконтура из сети капилляров от периметра к центру и сопел от центра к периметру. Из металлического урана на боковушках сопел печатаются электроды, сопла соединяются последовательно, итоговые 2 контакта получившейся сети выводятся наружу.

Распечатаное топливо помещается в абсолютно герметичную прочную оболочку, перед герметизацией контура заполняются цезием.
Получившийся стержень помещается в магнитное поле, создаваемое внешним сверхпроводниковым магнитом.

Смысл в том, что если стенки капилляров из материала, который цезий смачивает, то силы поверхностного натяжения будут работать как насос, затягивая жидкость от периметра в капилляры. В микроканалах жидкость кипит, пар идёт в сопло. Если в центре стержня достигается температура порядка 2000-2500С (что вполне типично для керамического топлива в самом центре топливной таблетки в обычном водо-водяном), то обеспечивается более чем достаточная для работы МГД ионизация цезиевого пара. Более того, плотность ионизирующего излучения в работающем реакторе достаточна даже для эффективной неравновесной ионизации.

Получаем вполне эффективный цикл Ренкина с параметрами 2500К/1000К и индикаторным КПД порядка 10-30 процентов. Сколько-то теряется на трение в жидкости, в газе, на внутреннее электрическое сопротивление и т.п., но! Но при этом:

а) наружний магнит - это всё из "вспомогательного" оборудования реактора. Фактически, мы имеем активную зону, из которой прямо идут провода. Дополнительной массы - абсолютный минимум, вся масса реактора состоит из топлива + системы управления + магнит. Идеально для космического реактора.
б) изначально цикл использует сверхвысокие параметры, недостижимые для реактора с "внешним" теплоносителем; но все вещи, которые находятся тут при высокой температуре (а их самый минимум) - и так находятся при такой температуре в самом обычном ВВЭР;
в) все эти высокотемпературные вещи не требуют ресурса больше, чем у топлива, потому что меняются вместе с ним;
г) такое дополнение никак не мешает переработке;
д) внутреннее преобразование позволяет увеличить топливосодержание активной зоны на те же проценты КПД: тепла через периметр топлива прокачивается столько же, при этом каналы МГД играют роль аккумулятора ГПД;
е) новшество увеличивает безопасность, потому что это ничто иное, как тепловая труба (только с пользой) от центра к периметру, есть магнитное поле или нет, теплоотвод работает;;
ж) высокие параметры сбросного тепла (до 700С, и при желании выше) позволяют вторым контуром продолжить преобразование тепла в энергию, достигая итогового ОЧЕНЬ высокого КПД, до 60+%, немыслимого сейчас никаким иным образом. Повышение же КПД с 30 процентов до 60 для традиционной АЭС уменьшает то же дорогостоящее паровое-тепловое хозяйство вчетверо.



Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 17.5.2022, 17:17
Сообщение #2


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 2 088
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Прошу прощения, наверное, не там создал, нужно в "Разные стороны атома".
Но это, КМК, не совсем АЭС на верёвочке, потому что численно-эскизно всё, вроде, сходится и работать должно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 17.5.2022, 18:21
Сообщение #3


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 287
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Перенёс тему в этот подфорум. - Модератор
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ирина Дорохова
сообщение 17.5.2022, 18:32
Сообщение #4


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 529
Регистрация: 7.4.2015
Пользователь №: 34 148



Цитата
предлагаю такую предельно простую и безусловно гениальную идею.

1. из чего должен быть сделан корпус? и это корпус чего - стержня, которому нужен реактор, или это стержень, который реактор и есть?
2. Если второе - то как добиться абсолютной герметичности при выполнении условия "из стержня торчат провода"? А по проводам может ...эээ... течь ионизирующее излучение?
3. А из чего должны быть сделаны провода? И чем и в каком месте их изолировать?
4. А зачем нужен наружный магнит? Из опыта чтения инфы про ИТЭР приходит в голову, что это надо для того, чтобы высокотемпературный материал не касался оболочки и не прожигал ее. Нет? И в этом же русле родился образ о левитирующем стержне...

Если вопросы совсем "не тово", простите чайника. Но если не жалко времени - объясните..
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alex_bykov
сообщение 17.5.2022, 21:01
Сообщение #5


Эксперт
******

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 3 657
Регистрация: 9.6.2007
Из: Обнинск-Москва
Пользователь №: 89



Допустим, конструкционно такую зону сделать можно. Допустим даже, что всё управление будет вынесено за пределы зоны (отражателем).
Возникают следующие вопросы:
1) обратные связи в такой зоне (как не влететь в саморазгон),
2) запас реактивности на выход зоны в рабочую точку. При отрицательных обратных связях это будет мнооооого,
3) запас реактивности на отравление и выгорание (сколько и в каком режиме придётся зоне работать?)

Мне одному эти вопросы кажутся сводящими на нет всю прелесть предложенного?


--------------------
С уважением

Александр Быков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
armadillo
сообщение 18.5.2022, 10:16
Сообщение #6


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 450
Регистрация: 17.3.2011
Из: Russia, Moscow
Пользователь №: 32 515



не, как модель обсудить интересно. даже если с мест говорят "сначала сделайте капилляр тринтером"


--------------------
Спор - это когда обе стороны пытаются сказать последнее слово первыми
Go to the top of the page
 
+Quote Post
nuc
сообщение 19.5.2022, 14:19
Сообщение #7


Завсегдатай
****

Группа: Patrons
Сообщений: 804
Регистрация: 16.4.2019
Из: США
Пользователь №: 34 767



QUOTE(Татарин @ 17.5.2022, 17:09) *
С учётом появления двухкомпонентных 3д-принтеров, печатающих тугоплавкими материалами, включая керамику (Тпл < 5000C), предлагаю такую предельно простую и безусловно гениальную идею.

Топливо реактора (в космическом исполнении - вся активная его зона) печатается из оксида урана/плутония таким образом, чтобы создавать замкнутые микроконтура из сети капилляров от периметра к центру и сопел от центра к периметру. Из металлического урана на боковушках сопел печатаются электроды, сопла соединяются последовательно, итоговые 2 контакта получившейся сети выводятся наружу.

Распечатаное топливо помещается в абсолютно герметичную прочную оболочку, перед герметизацией контура заполняются цезием.
Получившийся стержень помещается в магнитное поле, создаваемое внешним сверхпроводниковым магнитом.

Смысл в том, что если стенки капилляров из материала, который цезий смачивает, то силы поверхностного натяжения будут работать как насос, затягивая жидкость от периметра в капилляры. В микроканалах жидкость кипит, пар идёт в сопло. Если в центре стержня достигается температура порядка 2000-2500С (что вполне типично для керамического топлива в самом центре топливной таблетки в обычном водо-водяном), то обеспечивается более чем достаточная для работы МГД ионизация цезиевого пара. Более того, плотность ионизирующего излучения в работающем реакторе достаточна даже для эффективной неравновесной ионизации.

Получаем вполне эффективный цикл Ренкина с параметрами 2500К/1000К и индикаторным КПД порядка 10-30 процентов. Сколько-то теряется на трение в жидкости, в газе, на внутреннее электрическое сопротивление и т.п., но! Но при этом:

а) наружний магнит - это всё из "вспомогательного" оборудования реактора. Фактически, мы имеем активную зону, из которой прямо идут провода. Дополнительной массы - абсолютный минимум, вся масса реактора состоит из топлива + системы управления + магнит. Идеально для космического реактора.
б) изначально цикл использует сверхвысокие параметры, недостижимые для реактора с "внешним" теплоносителем; но все вещи, которые находятся тут при высокой температуре (а их самый минимум) - и так находятся при такой температуре в самом обычном ВВЭР;
в) все эти высокотемпературные вещи не требуют ресурса больше, чем у топлива, потому что меняются вместе с ним;
г) такое дополнение никак не мешает переработке;
д) внутреннее преобразование позволяет увеличить топливосодержание активной зоны на те же проценты КПД: тепла через периметр топлива прокачивается столько же, при этом каналы МГД играют роль аккумулятора ГПД;
е) новшество увеличивает безопасность, потому что это ничто иное, как тепловая труба (только с пользой) от центра к периметру, есть магнитное поле или нет, теплоотвод работает;;
ж) высокие параметры сбросного тепла (до 700С, и при желании выше) позволяют вторым контуром продолжить преобразование тепла в энергию, достигая итогового ОЧЕНЬ высокого КПД, до 60+%, немыслимого сейчас никаким иным образом. Повышение же КПД с 30 процентов до 60 для традиционной АЭС уменьшает то же дорогостоящее паровое-тепловое хозяйство вчетверо.


blink.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
nuc
сообщение 19.5.2022, 14:20
Сообщение #8


Завсегдатай
****

Группа: Patrons
Сообщений: 804
Регистрация: 16.4.2019
Из: США
Пользователь №: 34 767



QUOTE(alex_bykov @ 17.5.2022, 21:01) *
Допустим, конструкционно такую зону сделать можно. Допустим даже, что всё управление будет вынесено за пределы зоны (отражателем).
Возникают следующие вопросы:
1) обратные связи в такой зоне (как не влететь в саморазгон),
2) запас реактивности на выход зоны в рабочую точку. При отрицательных обратных связях это будет мнооооого,
3) запас реактивности на отравление и выгорание (сколько и в каком режиме придётся зоне работать?)

Мне одному эти вопросы кажутся сводящими на нет всю прелесть предложенного?


Обратные свяди решаемы, "Древнеримский (?) Бог моря" тому пример.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MVS
сообщение 19.5.2022, 17:33
Сообщение #9


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 160
Регистрация: 3.1.2012
Из: Нижний Новгород
Пользователь №: 33 533



С учётом появления двухкомпонентных 3д-принтеров

У нас производство примитивных пульсоксиметров не могут наладить, а вы про 3д принтеры.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 25.6.2022, 7:55