Военная малая энергетика Опции

[Dozik]

Удельная мощность самих ТВЭЛов меньше, конечно. Но для диапазона мощностей до единиц МВт масса получается приемлимой. Так и более того - для более мелких выгода по массе на биозащите.

Я, сейчас далеко от дома, под рукой ничего нет, но мне сдается, чтодля получения стронция для ритега мегаваттного класса нужно не одну тонну ОЯТа переработать. Плюс, проблема распределения тепловыделения - у стронция с иттрием пробег беты в металле совсем маленький. Нужной хитрый твэл делать для приличного производства пара. Реактор попроще будет: в одном атомном институте мода была - заставлять студентов делать расчеты автономного необслуживаемого малого реактора для отопления дома-100 кВт.

Сообщение отредактировал Dozik - 11.11.2015, 8:46

[Татарин]

Я, сейчас далеко от дома, под рукой ничего нет, но мне сдается, чтодля получения стронция для ритега мегаваттного класса нужно не одну тонну ОЯТа переработать.

Не одну. Несколько сотен тонн, при нынешних выгораниях-то.

Плюс, проблема распределения тепловыделения - у стронция с иттрием пробег беты в металле совсем маленький.

Ну так у осколков деления - ещё меньше, ничего, живут с этим люди... Теплопроводностью обходятся.
А что касается хитрой формы, то РИ-ТВЭЛ не распухает, газов и внутреннего давления нет, нейтронов нет, активации нет, проблем с радиационной стойкостью (почти) нет (всё-таки, доза нейтронов разрушает материал куда поболее гаммы), ну и т.п.
Нейтронно-физических проблем (уран-водное соотношение, спектры и т.п.) - опять же нет. ТВЭЛ можно делать любым по форме и как угодно профилировать.
Плотность мощности - опять же меньше (в смысле, никакие ядерно-физические или инженерные соображения не заставляют делать "АЗ" предельно компактной). Отсюда требования к теплосъему попроще.

Нужной хитрый твэл делать для приличного производства пара. Реактор попроще будет

Так наоборот же, вроде...

[Smith]

Так наоборот же, вроде...

джентльмены, так все же наоборот или нет?
у меня самого знаний в данной области маловато, но понять хочется...

[LAV48]

В реакторном ТВЭЛе большая мощность на малую площадь, в РИ - мощность меньше, объём больше. Надо просто посчитать, возможно ли такое соотношение РИТВЭЛ и воды, что бы получался пар, а не тёплая водичка (нужно знать энерговыделение, плотность и необходимую упаковку). А то может случится, что литр воды скипятим кубом осколков...

[Татарин]

В реакторном ТВЭЛе большая мощность на малую площадь, в РИ - мощность меньше, объём больше. Надо просто посчитать, возможно ли такое соотношение РИТВЭЛ и воды, что бы получался пар, а не тёплая водичка (нужно знать энерговыделение, плотность и необходимую упаковку). А то может случится, что литр воды скипятим кубом осколков...

Это юмор?
Температура и энерговыделение никак не связаны.

[LAV48]

Это юмор?
Температура и энерговыделение никак не связаны.

А энерговыделение и паропроизводительность?

[Татарин]

А энерговыделение и паропроизводительность?

Они, конечно, связаны. Но в любом случае мощность по электричеству определяется только мощностью распада и максимальной допустимой для ТВЭЛов температурой.

[LAV48]

Если нужная мощность (скажем 10кВт эл.) будет сниматься с нескольких десятков кубических метров установки...

[Татарин]

Если нужная мощность (скажем 10кВт эл.) будет сниматься с нескольких десятков кубических метров установки...

То нафиг такая установка нужна?

Удельное энерговыделение наиболее удобных изотопов тут приводили. Для титаната Sr-90 (намый дешёвый и наиболее приемлимый для массовых РИТВЭЛов изотоп) - 500Вт/литр (соотвественно, 500кВт/м3).

[VBVB]

Удельное энерговыделение наиболее удобных изотопов тут приводили. Для титаната Sr-90 (намый дешёвый и наиболее приемлимый для массовых РИТВЭЛов изотоп) - 500Вт/литр (соотвественно, 500кВт/м3).

Однако же из этого немалого по величине тепловыделения нужно еще электроэнергию получить, а кпд термоэлектропреобразователей на уровне 8-12% в лучшем случае (если не нано-хайтек). При этом электричество с РИТЭГа идет низковольтное, а подъем напряжения до хотя бы 110-130 В - еще дополнительные потери.

Т.е. даже для приведенной величины удельного тепловыделения титаната Sr-90 установка на 50 КВт(эл) будет явно более кубического метра объем занимать. С учетом экранирующих материалов ит термоэлектропреобразователей видимо будем иметь что-то по величине 25-30 КВт(эл)/м3 в лучшем случае в начале работа РИТЭГа.

Может для северных военных баз имело бы смысл создать установку с высокомощным РИТЭГом стронциевым с водяным экранирующим защитным контуром? Тогда бы тепло избыточное РИТЭГа на обогрев домиков и ангаров полезно утилизировалось бы.

Склоняюсь к мысли, что предложение Татарина о том, что РИТЭГи высокомощные более простые и дешевые, чем малые ЯЭУ, полезнее для северных баз - явно дельное.

Сообщение отредактировал VBVB - 22.1.2016, 15:45

[Sinus]

Вопрос ЧАЙНИКА.
Дом 100 м^2, каких размеров будет "водогрей" мощностью 10 кВт. Пар, электричество не нужно. Нужна горячая (60-80С) вода в батареях?

[Татарин]

Однако же из этого немалого по величине тепловыделения нужно еще электроэнергию получить, а кпд термоэлектропреобразователей на уровне 8-12% в лучшем случае (если не нано-хайтек). При этом электричество с РИТЭГа идет низковольтное, а подъем напряжения до хотя бы 110-130 В - еще дополнительные потери.

А вообще причём тут именно ТЭГ?

Способов получить электричество из тепла много, особенно в таких масштабах: паровая машина (их КПД сейчас до 30%), паровая турбина, газовая турбина, термоэмиссия, ТЭГ, стирлинги всех видов, АМТЕС, термофотоэлектричество.
Возможны комбинации - например, термоэмиссия + паровая машина.

Тепло РИТВЭЛ даёт почти любого потенциала: тут ещё меньше ограничений по материалам, чем для ЯР (а потенциал топлива - до миллиардов С).

[Татарин]

Вопрос ЧАЙНИКА.
Дом 100 м^2, каких размеров будет "водогрей" мощностью 10 кВт. Пар, электричество не нужно. Нужна горячая (60-80С) вода в батареях?

Ядерный? Смотря в какую цену и какой срок службы.

На стронции-90 (~30 лет полураспад) - около 50-100л с биозащитой. РИГи на стронции (титанат стронция) выпускались серийно, стронция очень много, стоимость его (как материала, без работы) сильно отрицательна.
Примерно столько же на плутонии-238 (~86 лет полураспад). Только вот на такой денег уже заведомо не хватит. Это премиум класс.
Биозащиту, конечно, лучше из обеднённого урана. Прочно. Компактненько.

[VBVB]

Возможны комбинации - например, термоэмиссия + паровая машина.

Наиболее практичной в использовании и техобслуживании на удаленных военных базах кажется комбинация термоэмиссия + стирлинг.