Концептуальные аспекты охлаждения корпуса плавильного агрегата тяжелым жидкометаллическим теплоносителем

28.03.2016 2016 - №02 Химия, физика и техника теплоносителей

А.Ю. Легких Р.Ш. Асхадуллин П.Н. Мартынов В.П. Мельников А.Н. Стороженко

https://doi.org/10.26583/npe.2016.2.14

Дан концептуальный анализ возможности применения свинцово-висмутового теплоносителя для охлаждения стального корпуса плавильного агрегата, предназначенного для реализации нового эффективного технологического способа переработки радиоактивных отходов. В обоснование целесообразности рассмотрения свинцово-висмутового теплоносителя представлены основные преимущества и особенности его применения с учетом имеющегося в России значительного опыта работы с этим теплоносителем (реакторные установки АПЛ, циркуляционные стенды), наличия отработанных методов и средств управления его качеством, свойств теплоносителя, обеспечивающих взрыво- и пожаробезопасность и способность отводить тепло при высоких температурах и низких давлениях. Выполнены предварительные расчетные оценки распределения температур при охлаждении стального корпуса плавильного агрегата свинцово-висмутовым теплоносителем. Расчеты выполнялись для нормального режима работы плавильного агрегата, при котором на внутренней поверхности корпуса имеется огнеупорная обмазка и образован слой шлакового гарнисажа заданной толщины.

Из результатов расчетных оценок следует, что при охлаждении стального корпуса плавильного агрегата свинцово-висмутовым теплоносителем обеспечивается принципиальная возможность поддержания температур стальных поверхностей, не превышающих предельные значения при приемлемом расходе. Представленные результаты получены впервые, и могут быть полезны при разработке конструкций плавильных агрегатов для переработки радиоактивных отходов.

Ссылки

1. Гудим Ю.А., Голубев А.А., Трегубов И.О. Пирометаллургическая переработка металлических радиоактивных отходов низкой и средней степени загрязненности и плавильный агрегат для ее осуществления // Ярмарка инновационных проектов в области обращения с РАО, вывода из эксплуатации и экологической реабилитации. Атомэко-2008. Материалы конференции. – 2008. – С. 25-27.
2. Патент 2345141 РФ, МПК C21B13/00, C22B7/00. Способ переработки металлических радиоактивных отходов и агрегат для его осуществления / Голубев А.А., Гудим Ю.А. – 2009 г.
3. Ефанов А.Д., Иванов К.Д., Мартынов П.Н., Орлов Ю.И. Технология свинцово-висмутового теплоносителя на ЯЭУ первого и второго поколений // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2007. - № 1. – С. 138-144.
4. Тошинский Г.И. А.И. Лейпунский и ядерные энергетические установки с жидкометаллическим теплоносителем свинец-висмут для атомных подводных лодок // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2003. - № 4. – С. 13-18.
5. Рыжов С.Б., Степанов В.С., Тошинский Г.И. и др. Инновационный проект реакторной установки СВБР-00 // Вопросы атомной науки и техники, серия «Обеспечение безопасности АЭС». – 2009. - № 24. – С. 5 – 7.
6. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Орлов Ю.И., Стороженко А.Н. Cовременные вопросы и задачи технологии тяжелых жидкометаллических теплоносителей ЯЭУ (свинец, свинец-висмут) / Сб. докл. международной конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2013)». – Обнинск, 2013. – C. 42-51.
7. Toshinsky G. I., Komlev O. G., Tormyshev I. V., Petrochenko V. V. Effect of Potential Energy Stored in Reactor Facility Coolant on NPP Safety and Economic Parameters // World Journal of Nuclear Science and Technology. – 2013. – № 3. – PP. 59-64.
8. Русанов А.Е., Левин О.Э., Гущина А.Г. Исследование коррозионной стойкости оболочек твэлов из стали ЭП823 после испытаний в потоке PbBi теплоносителя / Сб. докл. международной конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2013)», Обнинск, 2013. – С. 287-297.
9. Громов Б.Ф., Ячменев Г.С., Русанов А.Е. Кислородное ингибитирование конструкционных материалов в расплавах эвтектики свинец-висмут и свинца // Известия вузов. Ядерная энергетика. –1999. – №4. – С. 89-96.
10. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А. и др. Твердофазная технология регулирования кислорода в тяжелых жидкометаллических теплоносителях // Новые промышленные технологии. ЦНИЛОТ. – 2004. – №3. – С. 30-34.
11. Патент 2298176 РФ, МПК G01N 27/46. Твердоэлектролитный датчик концентрации кислорода и способы его изготовления / Мартынов П.Н., Чернов М.Е., Гулевский В.А. 2007.
12. Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А., Легких А.Ю. Твердофазные окислители теплоносителей Pb-Bi и Pb для формирования и сохранения противокоррозионных пленок на сталях // Новые промышленные технологии. ЦНИЛОТ. – 2011. – №1. – С. 33-39.
13. Ульянов В.В., Мартынов П.Н., Гулевский В.А. и др. Вопросы применения смесей «водород - водяной пар - инертный газ» в технологии тяжелых жидкометаллических теплоносителей // Сб. докл. научно-технической конференции «Теплофизика реакторов на быстрых нейтронах» (Теплофизика-2013)». – Обнинск, 2013. - С. 507-510.
14. Гудим Ю.А., Голубев А.А., Овчинников С.Г., Зинуров И.Ю. Перспективная технология производства стали с использованием лома и металлизированного сырья // Металлург. – 2009. - № 4. – С. 32-35.
15. Кириллов П.Л., Терентьева М.И., Денискина Н.Б. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. / Под общей ред. П.Л. Кириллова; 2-е изд. – М.: ИздАТ. – 2010. – 200 с.
16. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков Л.Н. Теплообмен излучением. / Справочник. – М.: Энергоатомиздат. – 1991.

жидкометаллический теплоноситель стальной корпус отвод тепла плавильный агрегат поверхность расчет свинец-висмут температура

Ссылка для цитирования статьи: Легких А.Ю., Асхадуллин Р.Ш., Мартынов П.Н., Мельников В.П., Стороженко А.Н. Концептуальные аспекты охлаждения корпуса плавильного агрегата тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 2. – С. 143-153. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2016.2.14 .