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.

[vkadomski]

Данная установка опирается на ранее отработанные технические решения. Газотурбинное преобразование пока отложили на перспективу, к которой обязательно вернёмся в ближайшем будущем.

Не совсем понятно что это значит. Пока только РУ без преобразования или пока c паровой турбиной? Да и "отложили на перспективу" и "вернёмся в ближайшем будущем" слабо сочетаются...

[AtomInfo.Ru]

Не совсем понятно что это значит. Пока только РУ без преобразования или пока c паровой турбиной? Да и "отложили на перспективу" и "вернёмся в ближайшем будущем" слабо сочетаются...

Правильно замечено, согласен. В согласованной версии так.

Реально пока нет чёткого понимания конкретного потребителя. То есть, не абстрактных сотни населённых пунктов в одной только Якутии, а конкретной первой площадки. Поэтому слона решили есть по частям, и в тексте это заметно. Скорость поедания кусков слона будет зависеть от множества факторов, ну а мы будем за этим процессом наблюдать и по мере возможности периодически выпускать публикации о ходе работ.

[AtomInfo.Ru]

Ну и по науке я написал выше, какой стенд ещё нужен.

[Татарин]

Ещё более привлекательным окажется использование МАСММ типа СВГТ с газотурбинным преобразователем открытого цикла на воздухе.

А вот это реально интересно, потому что исключает градирни/радиаторы (кроме интеркулера).

Но... 1МВт... 60 тонн, ядерный реактор, мучения с доставкой, физзащита...
Не, КМК, кроме как воякам в исключительных каких-то случаях (РЛС в Крайнем Заболотье за Полярным кругом) - не взлетит.

[Kapa6ac]

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.

Опыт эксплуатации свинцово-висмутовых реакторов менее 6 реакторо-лет.
11 лодочных РУ и 4 наземных.
5 лодочных - 4 закончили свою жизнь авариями на лодках, 1 заглушен не от хорошей жизни.
Из 4х построенных на суше два проработали менее года и были выведены из эксплуатации, оставшиеся два проработали 5 или 6 лет с КИУМ около 0.15.

Сказано на семинаре в НИЦ КИ.
Делайте выводы про тяжелый жидкометаллический теплоноситель.

[Татарин]

В интервью про СВЕТ попалась интересная (мне) тема про прямоконтактный парогенератор - это когда вода вдувается прямо в свинец/свинец-висмут и на выходе пар (с каким-то количеством водорода). В одноконтурной схеме от этого отказались (по кажется понятным причинам - водород, накопление оксидов, выход полония в турбинный тракт).

Но для малых необслуживаемых реакторов с необслуживаемой турбиной это возволило бы, КМК, радикально упростить/удешевить схему при замене воды на что-то менее активное.

При переходе от воды к какой-нить более-менее живучей органике, например или тяжёлому газу - гексан, ксенон, элегаз... вариантов масса.
Это позволяет даже от турбинного преобразования с движущимися частями перейти к чистому МГД-генератору и МГД-насосу, снимая энергию с движущегося металлла под давлением (перемешанного с кипящей жидкостью и паром).

[alien308]

Пожалуйста, поправьте настройки бредогенератора:)

[Kapa6ac]

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

[nuc]

Опыт эксплуатации свинцово-висмутовых реакторов менее 6 реакторо-лет.
11 лодочных РУ и 4 наземных.
5 лодочных - 4 закончили свою жизнь авариями на лодках, 1 заглушен не от хорошей жизни.
Из 4х построенных на суше два проработали менее года и были выведены из эксплуатации, оставшиеся два проработали 5 или 6 лет с КИУМ около 0.15.

Сказано на семинаре в НИЦ КИ.
Делайте выводы про тяжелый жидкометаллический теплоноситель.

Первое: Установки работали в совершенно иных режимах и не предназначались для производства электроэнергии в идеальных условиях. Так насиловать установку, как требует флот, надо еще научиться.
Второе: КИУМ считать на подобных объектах можно только при сильной ангажировнности. Смысла в этом никакого.
Третье: Не буду оспаривать, но данные подтасованы. В списках всех аварий такого количества просто нет. А список доступен.
Четвертое: Технологии и знания были иными.

[Stak]

В интервью про СВЕТ попалась интересная (мне) тема про прямоконтактный парогенератор - это когда вода вдувается прямо в свинец/свинец-висмут и на выходе пар (с каким-то количеством водорода). В одноконтурной схеме от этого отказались (по кажется понятным причинам - водород, накопление оксидов, выход полония в турбинный тракт).

Но для малых необслуживаемых реакторов с необслуживаемой турбиной это возволило бы, КМК, радикально упростить/удешевить схему при замене воды на что-то менее активное.

При переходе от воды к какой-нить более-менее живучей органике, например или тяжёлому газу - гексан, ксенон, элегаз... вариантов масса.
Это позволяет даже от турбинного преобразования с движущимися частями перейти к чистому МГД-генератору и МГД-насосу, снимая энергию с движущегося металлла под давлением (перемешанного с кипящей жидкостью и паром).

В порядке бреда - а почему бы в двухконтурном реакторе с ЖМТ (причем, любом - и натрий тоже подойдёт), не применить прямоконтактный теплообменник?
барботировать газ (азот, например) через слой теплоносителя, нагревая его.

[Stak]

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.

Почему-то схема СВГТ-1 осталось только на англоязычном сайте, тут : https://rosatomnewsletter.com/2023/01/31/le...al-circulation/

[eninav]

Опыт эксплуатации свинцово-висмутовых реакторов менее 6 реакторо-лет.
11 лодочных РУ и 4 наземных.
5 лодочных - 4 закончили свою жизнь авариями на лодках, 1 заглушен не от хорошей жизни.
Из 4х построенных на суше два проработали менее года и были выведены из эксплуатации, оставшиеся два проработали 5 или 6 лет с КИУМ около 0.15.

Сказано на семинаре в НИЦ КИ.
Делайте выводы про тяжелый жидкометаллический теплоноситель.

Лодочные реакторы вещь специфическая. Во-первых, маленькие. Во-вторых, очень низкий КИУМ и большие перерывы. АПЛ не ходит все время по морям с максимальной скоростью, а между походами могут месяцы пройти. Отсюда проблемы с застыванием теплоносителя. Поэтому и выбрали свинец-висмут, а не чистый свинец, 120 градусов еще как-то можно поддерживать, хотя очень непросто (приходилось подводить турбопроводы с перегретым паром), 370 гр вообще было бы нереально. Реактор АЭС работает с КИУМ порядка 0,8-0,9, а из-за огромного объема остывать это будет очень медленно. В БРЕСТе 10000 тонн свинца. И система подогрева предусмотрена, если вдруг что.
Аварии были из-за отложений шлаков, с которыми вроде как научились бороться.

[eninav]

В порядке бреда - а почему бы в двухконтурном реакторе с ЖМТ (причем, любом - и натрий тоже подойдёт), не применить прямоконтактный теплообменник?
барботировать газ (азот, например) через слой теплоносителя, нагревая его.

Пары будут уноситься с газом и конденсироваться где-нибудь на турбине или в охлаждающем теплообменнике. Если натрий еще можно относительно просто отмыть, то свинец проблематично.

[Stak]

Пары будут уноситься с газом и конденсироваться где-нибудь на турбине или в охлаждающем теплообменнике. Если натрий еще можно относительно просто отмыть, то свинец проблематично.

аргумент весомый...

[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.

[pappadeux]

В порядке бреда - а почему бы в двухконтурном реакторе с ЖМТ (причем, любом - и натрий тоже подойдёт), не применить прямоконтактный теплообменник?
барботировать газ (азот, например) через слой теплоносителя, нагревая его.

ггггг, Мечислав Таубе, отец-основатель быстрых хлоридных солевиков, ...
in 1967 he proposed the concept of cooling by boiling aluminum trichloride
(AlCl3), which was in direct contact with the fuel salt

[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.