Натрубных отложений

Особые требования предъявляются к арматуре и циркуляционным насосам. Арматура при использовании натриевого теплоносителя должна быть кованой для предупреждения межкри-сталлитной коррозии. Учитывая высокую теплопроводность натрия, приходится выдвигать такое требование, как стойкость арматуры против теплового удара, а малая вязкость натрия требует применения для арматуры твердых материалов, препятствующих задиранию.

20. Гренон М. Технологические аспекты использования натриевого теплоносителя на реакторах Rapsodie и Phenix. M.: ЦНИИатоминформ, 1971, 19 с.

Применение натриевого теплоносителя в созданных опытно-промышленных АЭС с быстрыми натриевыми реакторами подтвердило реальность создания таких реакторов с высокой энергонапряженностью 400 — 500 кВт/л.

При использовании натриевого теплоносителя минимальные гидравлические потери требуются для обеспечения условий бес-кавитационной работы насосов, при газовом теплоносителе — в основном из-за низкого КПД газодувок и ограниченных напоров, развиваемых ими.

соответственно возможного контакта натриевого теплоносителя с водой и паром целесообразно ориентироваться на повышенные температуры в промежуточном контуре. Именно такое направление проектных решений отмечается и в ряде зарубежных установок: «Феникс», «Супер-Феникс», CFR и др. (табл. 1.1). Вместе с тем к ПТО предъявляются жесткие требования по компактности, особенно это важно при баковой (интегральной) компоновке оборудования первого контура. Очевидна необходимость компромиссных решений, выбор которых определяется принятыми схемой и конструкцией.

Минимальное давление в баке реактора, что является преимуществом натриевого теплоносителя, требует специальных мер по обеспечению, в частности, бескавитационной работы насосов первого контура. При интегральной компоновке основное оборудование первого контура (промежуточные теплообменники, насосы) устанавливается в горловинах бака реактора, заполненного натрием.

Пуск ПГ может осуществляться с помощью вспомогательной котельной и без нее. Пуск с помощью котельной обязателен для ПГ, обогреваемых жидкометаллическим теплоносителем. Перед пуском такой ПГ, как и весь контур, разогревается электрическими нагревателями до температуры, заведомо превышающей температуру плавления и осаждения оксидов теплоносителя, а затем осуществляется его циркуляция. Для натриевого теплоносителя температура разогрева составляет 200—250 °С. Для исключения возникновения недопустимых перепадов температуры и деформаций питательная вода (в момент подачи ее в ПГ) должна подогреваться теплом от вспомогательной котельной. Перепад температуры между теплоносителем и питательной водой должен составлять не более 50—60 °С.

Диаметр топливного сердечника реактора на быстрых нейтронах (из-за высокой удельной мощности) обычно не превышает 5 мм. Наряду с топливным сердечником в тепловыделяющем элементе создают дополнительный объем для газообразных продуктов деления. В соответствии с этим длина тепловыделяющего элемента будет ~ 1 м. Такие тепловыделяющие элементы будут очень гибкими и должны крепиться, что достигается группиров-s кой их в сборки. Отдельные элементы крепят в ячеистой решетке с каждого конца. Дистанционирование их по длине активной зоны осуществляется с помощью либо таких же решеток, либо навитых на элементы проволочных спиралей. Элементы зоны воспроизводства, которые имеют больший диаметр, устанавливают в, торцах активной зоны. На рис. 10.10 показана типичная топливная, субсборка реактора PFR [27]. Топливные элементы для проектируемых реакторов CFR и «Феникс» сконструированы аналогичным образом. Необходимые кинетические характеристики активной зоны получаются при жестком креплении тепловыделяющих элементов на шаровые опоры основания, а обеспечение устойчивого положения тепловыделяющего элемента и предотвращение изгибов субсборки достигается за счет установочного стержня. Тепловыделяющие элементы работают в натриевом теплоносителе, температура которого достигает 400° С на входе и 600° С на выходе при максимальной скорости до 7,5 м/с и содержании кислорода <10~3%. Максимальная удельная мощность составляет 450 Вт/см, температура горячего пятна ~700° С. Топливо должно выдерживать выгорание до 10% тяжелых атомов и задерживать в себе продукты деления при использовании топлива с плотностью 80% теоретического значения и компенсационного объема в элементе, который должен собрать все газообразные продукты деления. Низкое давление натриевого теплоносителя в реакторах на быстрых нейтронах гарантирует отсутствие проблем трещино-образования в окисном топливе, вспучивания и разрушения оболочки. Поэтому проблема материалов ограничивается коррозионной стойкостью и стабильностью размеров оболочки шестигранного чехла.

Влияние скорости натриевого теплоносителя и концентрации кислорода в нем на коррозию нимоника 80А при 650°С

твэлов в ТВС. Зазоры между твэлами и сечения для прохода циркулирующего натриевого теплоносителя принимаются весьма малыми (зазор не более 1—1,2 мм). Твэлы здесь можно дистан-ционировать решетками, как в РТН; эту роль успешно выполняет в каждом твэле навитая по спирали на оболочке твэла стальная проволока или лента.

твэлов в ТВС. Зазоры между твэлами и сечения для прохода циркулирующего натриевого теплоносителя принимаются весьма малыми (зазор не более 1—1,2 мм). Твэлы здесь можно дистан-ционировать решетками, как в РТН; эту роль успешно выполняет в каждом твэле навитая по спирали на оболочке твэла стальная проволока или лента.

При интенсивном образовании натрубных отложений уменьшается тепловосприятие поверхностей нагрева, увеличивается их аэродинамическое сопротивление и происходит интенсивная коррозия и эрозия котельных труб, что в значительной мере снижает экономичность и надежность работы утилизационной установки.

проводность натрубных отложений приводит к повышению температуры наружного слоя отложений, а иногда и к образованию более или менее однородного жидкотекучего наружного слоя, к значительному увеличению собственного излучения экранов.

96. Михалъская Л. О., Чурсина Н. Я. О роли паров щелочных соединений в образовании первичного слоя натрубных отложений. — В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Вып. 8. Алма-Ата, «Наука» КазССР, 1972.

Сведения об удельном весе натрубных отложений отсутствуют. ' , - . ,: • ,

Для получения более полного представления о количестве химических элементов в загрязнениях был сделан спектральный анализ некоторых образцов натрубных отложений и лабораторных шлаков и золы. *

Чтобы объяснить содержание радиационного метода оценки коэффициента теплопроводности, представим себе, что на, радиометр падают одинаковые лучистые потоки, посылаемые различными серыми поверхностями (поверхностью незагрязненной окисленной стальной эталонной трубы и поверхностью натрубных отложений). Степень черноты этих поверхностей и температура равны соответственно еэт и е3, Тэт и Т3. Тогда при равных лучистых потоках, посылаемых трубами, показания радиометра будут одинаковыми для обоих случаев.'И можно записать:

В верхней части экрана, где располагается ядро факела, толщина натрубных отложений больше, чем в нижней части. На трубах наблюдаются отдельные сравнительно небольшие участки, с которых обваливается наружный золовой слой и открывается поверхность промежуточного угольно-сажистого слоя. -

Структура отложений, снятых с ошипованного слоя, резко отличается от структуры натрубных отложений. Посредине экрана и около горелок наблюдаются плотные и прочные оплавленные или спекшиеся слои черного цвета, имеющие толщину до 5—10 мм. На трубах, огибающих горелки и не обмазанных хромитовой массой, с наружной стороны находятся спекшиеся корки черного цвета толщиной 1—2 мм, прочно связанные с трубами, а с тыльной стороны поверхности труб, обращенной к обмуровке, — плотные и прочные корки серо-белого цвета толщиной до 3—5 мм. Эти светлые корки очень легко снимаются с труб и под ними обнажается тончайший сыпучий слой, который и является причиной слабого .сцепления осевшей золы с поверхностью нагрева.

Следует отметить, что сверхнизкая теплопроводность естественно образующихся сыпучих золовых натрубных отложений обнаружена впервые в данной работе.

Рис. 3-17. Степень черноты полного нормального излучения золовых натрубных отложений и шлаков в зависимости от температуры их поверхности:

Работы Гурвича, Митора, Ожигова, Прасолова, Геллера, Эпика [Л. 16, 25, 26, 29, 30, 128] свидетельствуют о возможности увеличения теплопоглощения экранов теоретически в 2—3 раза, если уменьшить тепловое сопротивление сыпучих натрубных отложений. В настоящее время решение в кратчайшие сроки вопроса интенсификации теплообмена в топках, ро-видимому, легче осуществить именно на пути борьбы с загрязнениями,, а не с помощью повышения температуры и скорости движения газов или создания проблемных конструкций котлов. В первом случае котлы с интенсифицированным теплообменом могут быть созданы на основе существующих методов теплового расчета топок, отработанных конструкций котлоагрегатов, опробованных методов борьбы с отложениями, а также на базе реконструкции действующих котлов. Для других же способов требуется разработка новых конструкций и методов расчета, возникают опасности шлакования всей топки, усиленного абразивного износа труб, резкого повышения затрат на собственные нужды и т. д.

Рекомендуем ознакомиться:

Направление относительно

Направление перемещения

Направление противоположно

Направление результирующей

Направление теплового

Направлении армирования

Направлении использования

Направлении коэффициент

Наблюдается максимальное

Направлении независимо

Направлении одновременно

Направлении относительно

Меню:

Главная страница Термины