МГД-преобразование для реакторов, Почему рассматривалось, но не пошло? |
Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )
МГД-преобразование для реакторов, Почему рассматривалось, но не пошло? |
25.11.2013, 16:30
Сообщение
#1
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 461 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Как известно, в СССР проводились очень серьёзные работы по МГД-преобразованию для ТЭЦ. Главным затыком была высокая требуемая температура и проблема ионизации рабочего тела (даже с применением щелочных присадок). Соответственно - КПД менее ожидавшегося, запредельные требования к магнитам, износ электродов.
Почему отказались от газового/плазменного МГД в реакторах? Простые прикидки показывают, что газ как рабочее тело в АЗ реактора будет ионизирован по самое "не могу" даже неравновесно. Мощности дозы в АЗ такие, что "холодная", неравновесная плазма в реакторе по степени ионизации была бы сравнима с равновесной при температурах под 10 кК (чего, ессно, ни один материал не выдержал бы). При этом такая ионизация в реакторе не только требует никаких усилий, она является неотъемлимым условием работы. Все материалы реактора к ней готовы. Так почему же в реакторах не работают МГД-генераторы? Ведь это позволило бы поднять КПД при резком снижении стоимости/сложности оборудования и повышении его надёжности. Насколько я знаю, МГД рассматривался для Ген4. В чём видится главный затык? |
|
|
25.11.2013, 16:56
Сообщение
#2
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 941 Регистрация: 26.8.2011 Пользователь №: 33 445 |
Причины в материалах, а также огромных потребностях в гелии на подпитку утечек.
Также рассматривали МГД на жидком натрии, в принципе для БН резерв поднятия КПД на 10-15%. -------------------- |
|
|
25.11.2013, 17:08
Сообщение
#3
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 461 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Причины в материалах, а также огромных потребностях в гелии на подпитку утечек. Также рассматривали МГД на жидком натрии, в принципе для БН резерв поднятия КПД на 10-15%. А какие проблемы с материалами? Предполагаем работу при тех же температурах. Что касается гелия, разве это единственный газ-теплоноситель, рассматривавшийся для реакторов? Как минимум, СО2 точно был опробован и работал в промышленных масштабах (MAGNOX). Не говоря уж о воде, которая пар при вполне доступных температурах. С водой работают давно и умеют работать неплохо. |
|
|
25.11.2013, 21:13
Сообщение
#4
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 941 Регистрация: 26.8.2011 Пользователь №: 33 445 |
Гелий имеет небольшую вероятность поглощения нейтрона с образованием трития/дейтрия которые при высоких темпеатурах дают с металлам гидриды, причем нелько в АЗ, а по всему контуру, создавая центры напряженности и сокращая на порядок ресурс, а также увеличив утечку самого гелия.
СО2 не применим при температурах в 1000С, т.к. под ионозацией разлагается, закоксовывая (отложения углерода как от химического разложения СО2, так и незначительно через нейтронные реакции последоательно кислород=>азот>углерод) и давая атомарный кислород со всеми вытекающими. Еще в меньшей степени есть реакции продукта рспада под излучением, угарного газа (СО) с его ракцией при высоких температурах с металлами. Тоже с водяным паром при высоких температурах. Т.е. проблемы материалов до конца не решены. Керамика тут не идет из-за низкой теплопроводности. Есть проект графитового реактора с перегревом пара для турбин 13МПа/560С, но после РБМК его пока не хотят строить. Сообщение отредактировал Didro - 25.11.2013, 21:17 -------------------- |
|
|
28.11.2013, 0:33
Сообщение
#5
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 3 147 Регистрация: 16.3.2011 Из: Россия, Краснодар Пользователь №: 32 291 |
Также рассматривали МГД на жидком натрии, в принципе для БН резерв поднятия КПД на 10-15%. Есть ощущение, что использование однокомпонентного типа натриевых жидкометаллических МГД-генераторов с температурами характерными для БНов имеющихся вряд ли даст реальный к.п.д. более 10%. Заметно больший к.п.д. можно получить на двухкомпонентных паро-жидкостных МГД-генераторах (жидкий литий-7 и калиевый пар приемлемые по нейтронно-радиохимическим характеристикам). Однако, для БНов низкотемпературных имеющихся литий и калий все таки придется подогревать индукционно для нормального функционирования паро-жидкостного МГДГ. Или же придется делать что-то типа перегревательных каналов в БНах специализированных для МГДГ-конегерации. В принципе, современные вольфрамовые и ниобиевые сплавы позволяют в активной зоне БНов такие каналы для прогрева лития-7 и калия создать. Другой вопрос в том, сколько лет эксплуатации способны выдержать жидкометаллические и паро-жидкометаллические МГДГ? Что касается гелия, разве это единственный газ-теплоноситель, рассматривавшийся для реакторов? Ну еще неон и аргон в качестве газового теплоносителя для некоторых экзотических вариантов космических ЯЭУ. В принципе, в ходе ядерного деления урана-235 и плутониев в качестве РБГ криптона и ксенона немало генерится, если бы их забирать из твэлов сразу, подогревать высокочастотным разрядом и в МГДГ. Сообщение отредактировал VBVB - 28.11.2013, 0:47 -------------------- "чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
|
|
|
28.11.2013, 4:43
Сообщение
#6
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 941 Регистрация: 26.8.2011 Пользователь №: 33 445 |
Клиевый пар требует ещеочень много проработок, с распадом страны все исследования свернуты.
Единственно что в эксперементальной установке было, это именно на жидком натрии с КПД как раз 10%+- 0,2%. Лучшие характерисики показала евтетика натрий-калий. Потенциал поднятия рассматривался до 14-15%. Но и тут все заглохло в 93-94 г., оставшись лишь на 1 кВт петле. Из инертов рассматривался только гелий и частично аргон, как альтернатива гелию, с значительно худшими характерисиками, начиная от теплосъема и кончая ядерными преобразованиями, но зато самый доступный и дешевый, а также их смеси. Сообщение отредактировал Didro - 28.11.2013, 4:45 -------------------- |
|
|
Текстовая версия | Сейчас: 23.9.2024, 9:45 |