Войти

Пекин оживил споры вокруг АЭС нового поколения

4179
28
+5
Fukusima1
АЭС «Фукусима-1».

Перспективные энергоблоки будут безопасными с технической и военной точек зрения

После объявления Пекина о начале строительства первого в мире коммерческого ядерного реактора четвертого поколения российские атомщики тоже объявили о четвертом поколении АЭС. Специалисты расходятся в том, что можно считать четвертым поколением энергоблоков. Одни понимают под этим реакторы на быстрых нейтронах, другие – реакторы с нулевым риском техногенной аварии. Вчера российские специалисты заявили, что тоже участвуют в работе над технологиями АЭС четвертого поколения.


Авария на «Фукусиме» привела к спаду интереса к атомной энергетике во многих регионах мира. Однако все больше стран выражают свой интерес к сооружению АЭС.


Так, в сентябре Китай объявил о начале строительства первой в мире коммерческой атомной электростанции четвертого поколения. Принципиально новый и более эффективный китайский реактор заработает в 2021 году. Известно, что интерес к реактору четвертого поколения уже проявили ЮАР, Кения, Нигерия. Хотели бы построить свои АЭС уранодобывающие страны Намибия и Нигер, сообщает агентство AFK Insider. Строительство первой в стране АЭС идет в настоящее время в ОАЭ. Специалисты напомнили, что знаковым событием стало возвращение российских специалистов в Финляндию. В 2013 году Росатом выиграл тендер на строительство АЭС «Ханхикиви» (работы начались в 2015 году), потеснив французов, которые победили в тендере в этой стране 10 лет назад.


В Турции РФ сейчас возводит четыре энергоблока по новому принципу: «строй, владей, используй» – это будет атомная станция, владельцем которой останется Россия и будет в течение 15 лет заниматься продажей ее энергии.


При всем понимании, что атомная энергетика способна решить проблемы с электрификацией, бурному росту АЭС в мире мешают два основных фактора – цена вопроса и безопасность. Один из участников вчерашнего круглого стола, замдиректора Института проблем безопасного развития атомной энергетики Рафаэль Арутюнян уверен, что катастрофичность атомной энергетики преувеличена: «Известны всего 60 различных аварий, но из них только три крупнейшие: авария 1979 года на американской АЭС «Три-Майл», авария на четвертом блоке Чернобыльской АЭС в 1986 году и последняя авария на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году».


Считается, что именно реакторы четвертого поколения, перспективы создания которых обсуждали на вчерашнем круглом столе, будут наиболее безопасны в использовании. Однако однозначные требования к новейшим ядерным установкам еще только вырабатываются. Этим занимается международная организация Generation IV International Forum. Россия также участвует в данной работе. Четвертое поколение – это реакторы на быстрых нейтронах. В них существенно выше плотность делящегося материала. Важно, что в реакторах на быстрых нейтронах в качестве теплоносителя необходимы металлы (натрий, свинец, висмут и пр., подходящие по ядерным и теплофизическим характеристикам). Суть в том, что металлы будут находиться в реакторах в жидком виде, а возможно, даже не сами металлы, а их соли. «Большинство «революционных» реакторных технологий четвертого поколения в отличие от «эволюционных» третьего поколения замыкают ядерный топливный цикл и сводят к минимуму создание высокоактивных радиоактивных отходов, – объяснил «НГ» директор агентства «Российское атомное сообщество» Павел Яковлев. – Дополнительным преимуществом является невозможность использования технологий для военных целей».


Спрос на инновационные реакторные системы обеспечен тем, что они способны решить ключевые проблемы атомной отрасли – эффективное обращение с радиоактивными отходами, ядерную безопасность и экономическую конкурентоспособность.


«В идеале ожидаются решения, которые позволят обходиться чрезвычайно малыми количествами природного урана, используя оба изотопа, производя плутоний и т.д. Все это позволит замкнуть топливный цикл, сделает атомную энергетику фактически самообеспечивающейся и резко снизит нагрузку на природу», – рассказал «НГ» замруководителя Курчатовского института Павел Алексеев. Образно говоря, пока что реакторы топят «спичками». «Поджигают» уран-235 и вынуждены постоянно подбрасывать его для поддержания реакции. А цели такие – один раз запустить реакцию, и чтобы в самом реакторе из урана-238 вырабатывалось новое топливо, и реакция продолжалась.


«На текущий момент Generation IV сформулировал восемь технологических целей, которые можно считать характерными признаками реакторов четвертого поколения», – говорит президент «АтомИнфо-Центра» Александр Уваров. Эксперт пояснил, что обсуждаемые сегодня цели пока еще достаточно размытые, условно – за все хорошее против всего плохого: «Но есть и конкретика – например, авария на реакторе четвертого поколения не должна приводить к появлению зоны отчуждения вокруг станции, к долгосрочной эвакуации населения и иным неприятным последствиям по аналогии тех, что случились на «Фукусиме».


Реакторы четвертого поколения будут безопаснее современных реакторов, но не абсолютно безопасными. Абсолютно безопасных технологий вообще не существует. От разработчиков новых реакторов требуется значительно сократить все технологические риски. «Например, в российском реакторе «Брест» со свинцовым теплоносителем (эта технология входит в число отобранных форумом Generation IV) будут существенно снижены запасы реактивности, что позволяет устранить опасность реактивностной аварии или сделать ее практически невозможной», – отметил Уваров.


Нельзя отрицать и такой фактор риска, как киберугрозы. Вчера Интерфакс опубликовал выдержки из статьи Financial Times со ссылкой на доклад аналитического центра Chatham House, в котором упоминается 50 инцидентов, связанных с атаками хакеров, при этом всего несколько из них становились достоянием гласности. Многие ядерные объекты не в состоянии защитить себя от возможной киберугрозы. Результаты исследования Chatham House базируются на 30 интервью с руководителями АЭС и правительственными чиновниками Канады, Франции, Германии, Японии, Великобритании, Украины и США.


Сотрудники атомных станций, как утверждается в докладе, обычно сфокусированы на таких вопросах обеспечения физической безопасности, как, к примеру, охрана периметра, сигнализация, внешнее и внутреннее наблюдение или ограничение доступа посторонних. На самом деле, как утверждается в докладе Chatham House, «десятки атомных электростанций имеют системы контроля, к которым можно получить доступ через Интернет». При этом многие операторы ядерных объектов продолжают верить в миф, что их сеть физически отключена от компьютерных сетей и поэтому абсолютно безопасна, пишет Financial Times.


Одновременно с требованиями по повышению безопасности ожидается, что новые реакторы получат экономическое превосходство над другими энергоисточниками. «Вместо нескончаемого состязания «брони и снаряда» – рисков аварий и мер по их предотвращению – лучше принять меры по устранению или значительному снижению рисков, – говорит Уваров. – Сделать, как говорят специалисты, реакторы с внутренне присущей безопасностью. И в этом случае можно резко удешевить реакторные проекты».


Все передовые «атомные страны» – Россия, США, Франция – довольно близко приблизились к созданию коммерческого реактора четвертого поколения. Как объяснил Алексеев, до недавнего времени РФ и США совместно разрабатывали проект одноконтурного высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) ГТ-МГР. Это почти четвертое поколение, или, как говорят специалисты, «3+». «Во Франции также ведутся разработки быстрого ВТГР, причем в сотрудничестве с РФ», – добавил Алексеев. Эксперт отметил, что реакторы типа ВТГР принципиально отличаются от реакторов РБМК (Чернобыльского) типом топлива, теплоносителем, рабочими параметрами и конструктивным исполнением. В силу своих особенностей реакторы типа ВТГР имеют уникальные характеристики безопасности (отсутствие плавления при авариях и др.), минимальное (по сравнению с реакторами других типов) радиационное и тепловое воздействие на окружающую среду. Реакторы типа ВТГР также применяются в производстве высокопотенциального тепла (что не могут обеспечить другие типы реакторов) для технологических целей: производство водорода, синтетического моторного топлива, опреснение и др.


Специалисты уточняют, что сегодня в РФ есть два основных инновационных направления – сооружение реакторов типа «Брест» и БН-800. Они различаются теплоносителями. Между сторонниками и противниками проектов лет 20 ведутся споры, какой реактор эффективнее. «Если выберут один из вариантов, то для другого это будет означать прекращение финансирования», – полагают эксперты.


Несмотря на очевидные плюсы реакторов четвертого поколения, вопросов к новым АЭС еще много. Среди них – эффективность применительно к экономике конкретной страны, порядок утилизации отходов и отработанного ядерного топлива и, конечно же, безопасность. Технологии на быстрых нейтронах не является большим научно-промышленным секретом. Основная проблема: насколько это необходимо, экономически и экологически оправдано.


Нина Забелина

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
08.09.2014
Страны Северной и Северо-Восточной Африки вышли в мировые лидеры по темпам роста военных расходов в 2006-2013 гг.
12.11.2012
Алмазы и нефть в обмен на пушки
20.09.2012
Страны «тропической» Африки в структуре мирового экспорта/импорта вооружений
21.10.2011
В тройку крупнейших экспортеров вооружений в страны Африки по периоду 2003-2010 гг. входят Германия, Швеция и Китай
24.05.2010
III Международный салон «Комплексная безопасность-2010» завершен
28 комментариев
№1
07.10.2015 18:41
Замечание:
Брест в природе существует как проект, а БН-800 как фактически промышленный реактор
+1
Сообщить
№2
30.10.2015 03:52
Похоже, что "Брест" вообще плавно похоронят. И это крайне хреновая перспектива.

Потому что на натрии столкнулись в итоге с теми же гвоздями, что есть в свинце, плюс еще химическая активность горячего натрия.

Когда-то Брест топили, заявляя что "с натрием этих проблем нет". В итоге с натрием проблем оказалось значительно больше, чем со свинцом.

А сейчас, когда прет явная тенденция к замыканию всего первого контура в общую компоновку "одно большое корыто", свинец-висмут выглядит еще выигрышней, так как проблема расхолаживания становится менее острой. А у натрия наоборот наметились косяки с временем выхода на мощность.

Не знаю, тематика по Брест интересней, конечно, это ИМХО.
0
Сообщить
№3
30.10.2015 14:16
Цитата, Викторович сообщ. №2
Свинец-висмут с ОК-550 на 705 не ставят, на то свои причины, меньшее сечение захвата и большая температура плавления, а значит для того-же ресурса, что и у БН-а нужны другие конструкционные материалы с другими ценами.  Как извлекать теплоноситель на время регламента? чем подогревать его?

На счет окислов теплоносителя, как начали делать ловушки, так и работают, при больших регламентах конечно меняют парогенераторы или завариваю часть трубок на БН, пока площадь не критична

Химическая активность и взрывоопасность компенсируется перепадом давления между контурами, например у БН-а она выше с номером контура, в тоге не натрий попадает в воду при протечеке, а вода в натрий, далее в ловушку окисла.

Ну и последнее, БН на натрии давно работает, а флот так и не вренулся к ЖМТ С-В, хотя они и дают сумасшедшие температуры и время выхода на мощность.
0
Сообщить
№4
31.10.2015 03:08
На натрии у французов тема тоже неплохо проработана.

Цитата, Kali4 сообщ. №3
Ну и последнее, БН на натрии давно работает, а флот так и не вренулся к ЖМТ С-В, хотя они и дают сумасшедшие температуры и время выхода на мощность.

У флота никто особо не спрашивал, на что он хочет вернуться )...
И параметры на свинце или С-В, особенно габарит и КПД - они сильно решают в пользу флота.

Главная проблема - с плавлением и застыванием. В обоих случаях есть значительные нагрузки на конструктивные элементы АЗ, все остальное решаемо относительно легко (раскисление, шлак и т.д.)

Часть проблем уходит сама собой, если не пытаться загнать свинец в трубы. Ну даже не "часть проблем" а львиная доля. Еще хороший "букет" можно сильно подвинуть или устранить вообще, если не пытаться и трубы пихать в свинец.
Т.е. стенки АЗ и котла = толстостенные водо/паро-проточные рубашки с брутальным оребрением. Выполненные фрезерованием и глубоким сверлением с отводами по механически соединяемым фланцам. А не литьем с пузырями и не ручной сваркой.
0
Сообщить
№5
01.11.2015 23:18
Цитата, Викторович сообщ. №4
Часть проблем уходит сама собой, если не пытаться загнать свинец в трубы. Ну даже не "часть проблем" а львиная доля. Еще хороший "букет" можно сильно подвинуть или устранить вообще, если не пытаться и трубы пихать в свинец.
Т.е. стенки АЗ и котла = толстостенные водо/паро-проточные рубашки с брутальным оребрением. Выполненные фрезерованием и глубоким сверлением с отводами по механически соединяемым фланцам. А не литьем с пузырями и не ручной сваркой.

Ну ок сделаем по типу БН или BWR, только со свинцом, всех проблем все равно не решит. Во первых в котле так и так будут "трубки в свинце" -ТВС или каналы ТВС, по типу РБМК, как можно догадаться, только из циркония, теплообменник на второй контур (ежели мы собрались делать моноблок, как сейчас модно), ГЦК/ГЦН

Далее, стенки котла, которые контактируют с теплоносителем, так и так делать цилиндрическими, но от деформаций при застывании/расплавлении С-В это не спасет. Предлагаю в качестве бреда поворотную крышку АЗ сделать на сильфоне, ТВС крепить к крышке, получим АЗ жестко не связанную с котлом, может и нагрузки будут поменьше
+2
Сообщить
№6
02.11.2015 00:09
Цитата, Kali4 сообщ. №5
Во первых в котле так и так будут "трубки в свинце" -ТВС или каналы ТВС,

Можно рискнуть "накидать" таблэток, запаянных в цирконий. Они будут несколько более живучи, чем классические стержни. Другое дело, что на быстрых нейтронах с произвольно бултыхающимися, пусть даже в ограниченном объеме, таблетками, будет тяжелее контролировать реактивность. Тихо подозреваю, что эта задача нерешаема с допустимым уровнем безопасности.

Цитата, Kali4 сообщ. №5
... крышку АЗ сделать на сильфоне, ТВС крепить к крышке, получим АЗ жестко не связанную с котлом

Не обязательно сильфон, но ощая мысль недурна. Давление паров свинца и продуктов распада в котле очень незначительное, так что мысль даже очень недурна. Если зону изоляции отвести подальше от горячей зоны, то будут работоспособны даже полимерные уплотнения. Второй момент - это должно работать даже при полном обесточивании систем управления реактора, таковы современные требования. Можно поплавки, и принудительно топить в С-В при запуске из холодного состояния. Это упростит и процедуру разогрева эвтектики - ее можно будет расплавить не делая поправок на нежные элементы внутри котла.

Как крайность, можно и трубы со вторым контуром в крышу. Крышу зафиксировать, а поднимать - котел. Электричество здохло - защита опустилась. Если расплав начинает остывать - на гидравлике открываются клапана (например противодавленим на остывший газ в управлении клапанами) и корыто уползает вниз.
0
Сообщить
№7
02.11.2015 00:47
А почему используют именно жидкий металл?
Нельзя что ли сделать теплоноситель из шариков из тугоплавкого материала и не мучиться?
0
Сообщить
№8
02.11.2015 00:51
Цитата, Андрей_К сообщ. №7
А почему используют именно жидкий металл?
Нельзя что ли сделать теплоноситель из шариков из тугоплавкого материала и не мучиться?

Скорость теплопередачи такими шариками будет очень низкой. В каждом литре активной зоны реактора выделяется несколько десятков кВт тепла. Их надо успевать отводить к рабочей среде (вода аммиак, неважно) на которой работают турбины/стирлинги/неважночто.
+1
Сообщить
№9
02.11.2015 09:44
Цитата, q
Скорость теплопередачи такими шариками будет очень низкой.
Неизвестно, может и не низкой.
Если тепло производиться в основном в виде излучения, то куча шариков будет более активно его поглощать, потому-что их площадь поверхности очень большая и они образуют целый лабиринт пустот в котором излучение постоянно отражаясь будет поглощаться сразу всем массивом шариков, а не только в месте контакта.
Если же надо охлаждать активную зону при помощи теплопередачи, то ничего не мешает делать это при помощи какого ни будь посредника - инертного газа , нагретого до состояния плазмы.
Ведь инертный газ не используют как теплоноситель только из-за его низкой теплоемкости, а  как посредник он сойдет - тем более что у массива шариков ,опять же, большая площадь контакта и теплопередача от газа металлу будет идти быстро.
0
Сообщить
№10
03.11.2015 01:07
Цитата, Андрей_К сообщ. №9

Андрей_К

Будет не просто низкой, а никакой.

Плюс абразивный износ (шарики тугоплава - считайте, что вы засунули активную зону в галтовку, по опыту эксплуатации галтовок, скажу, что ТВЭЛы там проживут максимум сутки, прежде чем превратятся в металлическую пудру).

Лучевой теплоперенос наиболее эффективен так же при прямом контакте. И не забывайте, что лучевой перенос всегда идет в обе стороны. А разница температур по входу и выходу теплоносителя обычно очень небольшая (50-70 °С).

Если "добавить газу" - то проще заменить теплоноситель на газ.
Но тогда забудьте о быстром нейтронном спектре, потому что годный теплоноситель - это легкий гелий под большим давлением.

И с  гелием есть проблемы - он фильтрется в любые металлы. В горячие - особенно охотно. И разрушает их. Вам известен энергоблок, работающий на гелии (из реально эксплуатируемых, не на бумаге)? - Мне нет.
0
Сообщить
№11
03.11.2015 11:39
Цитата, q
Будет не просто низкой, а никакой
Почему?

Цитата, q
Плюс абразивный износ
Ну можно же что-то придумать (сделать прослойку из газа под давлением) чтоб не соприкасались.
Шарики же могут проноситься на большой скорости не касаясь никаких деталей а рабочую зону будет обдувать газ.

Цитата, q
Лучевой теплоперенос наиболее эффективен так же при прямом контакте. И не забывайте, что лучевой перенос всегда идет в обе стороны. А разница температур по входу и выходу теплоносителя обычно очень небольшая (50-70 °С).
Все решает рабочая площадь поглощения.
Вот ,например, лунный грунт - его альбедо ,на самом деле, такое же как у земных пород, но за счет структуры (наличия множества пор) он имеет альбедо очень низкое - как у угля.
Излучение в пористой структуре теряется "с концами" - поскольку площадь поверхности очень велика и идет нагрев сразу большого массива шариков - это же радиаторы наоборот.
Увеличиваем скорость циркуляции "теплоносителя" и разница температур увеличивается.

Цитата, q
И с  гелием есть проблемы
Ну, есть же и другие инертные газы:  неон, аргон, криптон, ксенон
А может и не обязательно инертные - углекислый газ или что-то подобное ...
0
Сообщить
№12
03.11.2015 14:12
Цитата, Андрей_К сообщ. №11
Если тепло производиться в основном в виде излучения, то куча шариков будет более активно его поглощать
1. жидкий теплоноситель полностью поглощает излучение на растоянии 1 длинны волны от точки сопрокоснования
2. жидкий теплоноситель также часто является замедлителем, поглощая медленные нейтроны на малом растоянии и большое кличество больших на промежутках между ТВС
3. при контакте с каналом или ТВС жидкий теплоноситель также осуществляет непосредственный перенос тепловроводностью
4. жидкий теплоноситель обладает большей теплоемкостью по сравнению с газом того же вещества
5. жидкий теплоноситель достаточно эффективно перекачивается и по тем же принципам отдает тепло следующему контуру

Газообразный теплоноситель, относительно тех же шариков обладает одним плюсом, по сравнению с жидким - он легче перкачивается и заполняет весь объем, но при этом:
1. не может эффективно работать как замедлитель, так как имеет большое растояние между атомами, даже если у них большой сечение захвата. Необходим дополнительный замедлитель, котрый сложно утилизировать.
2. имеет меньшую теплоемкость, соответственно экспоненциально возрастают затраты на его перекачку, уменьшается размер АЗ для эффектвного теплоотвода таким объемом, либо увеличиваются габариты на ту же мощность.

про тугоплавкие сферы, спасибо весело, пескоструйка с недостатками как газа, так и жидкостида еще и из недешевых сплавов, которые потом невозможно утилизировать.

Забыл, что обещал с Вами не уступать в дискуссию, дописал, исправляюсь, больше не буду.
0
Сообщить
№13
03.11.2015 14:58
Цитата, Kali4
жидкий теплоноситель полностью поглощает излучение на растоянии 1 длинны волны от точки сопрокоснования
Структура из шариков будет поглощать излучение в глубину нескольких метров.
Цитата, Kali4
жидкий теплоноситель также часто является замедлителем
Ну ,положим, свойства замедлять нейтроны от фазы вещества не зависит.

Цитата, Kali4
про тугоплавкие сферы, спасибо весело, пескоструйка с недостатками как газа, так и жидкостида
С преимуществами обоих.
И хорошо, что Вас изобретатель шарикоподшипников не слышал ,что оказывается железные шарики - это пескоструйка, иначе он бы никогда такую "глупую" вещь ,как подшипник, не изобрел бы.
0
Сообщить
№14
04.11.2015 03:38
Цитата, Андрей_К сообщ. №11
Почему?

Давайте так, отбросив то, что решение в принципе абсолютно неприемлемо по условиям просыпки "шаров" и по условиям абразивного износа...

Обычно бы я за это взял много денег, но здесь сделаю прикидочный расчет бесплатно.

1. Парадокс Максвелла, к счастью, в реальной жизни не происходит.
2. Температура входящих шариков - 800°K, исходящих шариков - 850°K
3. Температура твэлов - 1000°K
4.1. Теплоемкость шариков в этом интервале темератур пусть даже 1500Дж/кг/°K, сильно в разы в вашу пользу.
4.2. Потность их пусть даже 20000кг/м3, сильно в разы в вашу пользу.
5. Поверхность твэлов в одном кубометре активной зоны - 5000*0.01*3.1416 ~=~ 160м2
6. Тепловая мощность 70МВт/м3 (70кВт/литр)
7. Объем твэлов в 1м3 -  5000*0.01*0.01*0.7854 ~=~ 0.4м3
8. Соответственно объем под шарики = 0.6m3
9. Заполнение объема сферами принимаем 0.75
10. Самих шаров получаем 0.45м3, пространство 0.15м3
11. Масса шаров в кубометре АЗ 9000кг.
12. Примем, бесконечно в вашу пользу, что между самими шарами тепло передается с бесконечной скоростью, а в мою пользу это упрощает задачу расчета, ибо бесплатно.
13. Поверхность контакта сфер с цилиндом принимаем: 0.01 от площади цилиндра, это при очень-очень маленьких шариках и сильно-сильно в вашу пользу.
14. Мощность контактного переноса тепла принимаем бесконечно в вашу пользу равной 1000Вт/м2/°K.
15. Доля мощности переноса тепла, приходящаяся на контактный перенос:
160 * 0.01 * 0.5*((1000-800) + (100-850)) * 1000 = 1.6 * 175 * 1000 = 0.28МВт.
16. Доля мощности лучевого переноса тепла, по крайним точкам в вашу пользу, а мне в пользу упрощения расчета:
(1000_в_четвертой - 800_в_четвертой) * сигмаБольцмана *160м2 = 5.3МВт
17. Итого мощность отвода 5.3+0.280 = 5.5МВт/м3

Дальше считать просто бессмысленно, и половина введенных мною параметров становятся ненужными, потому что при такой мощности отвода либо температура ТВЭЛов будет сильно-сильно выше 1000°К, либо плотность мощности котла бесконечно убогой, чем отечественная техника и без того не блещет.

Это при всех допущениях, принятых в пользу шариков. Мне этот расчет делать не нужно, я плюс-минус порядок цифр вижу результат любого инженерного расчета интуитивно. Вам я привел, что бы не быть бездоказательным.

Прошу прощения, если до этого выглядел неаргументированно.

ЗЫ. В нормальном котле подавляющая часть мощности отводится тепловым контактом, а не излучением, вплоть до того, что излучением иногда можно даже тупо пренебречь.

ЗЗЫ. Ядерное горючее - это не плазма в обычной печке, оно очень легко и непринужденно может разогреться до температур ядерноего боеприпаса, поэтому условия недоотвода тепла АБСЛОБЮТНО неприемлемы.
0
Сообщить
№15
04.11.2015 11:00
Цитата, q
Поверхность контакта сфер с цилиндом принимаем: 0.01 от площади цилиндра
Нет, я и не возражал против того, что при переносе тепла исключительно в месте контакта теплоперенос будет маленьким, но ведь я говорил про газ-посредник.

При наличии вещества-посредника шары не участвуют в теплоотводе от активной зоны, а служат лишь только аккумуляторами тепла (чтоб потом доставить тепло к месту утилизации) теплопередача газ-шары очень большая, поскольку их общая площадь контакта огромна и газ практически мгновенно будет отдавать все тепло шарам.

Так-что считать надо теплоперенос "активная зона-газ" а не "активная зона-шары".

А скорость охлаждения активной зоны газом зависит уже от градиента температур ,который будет большой, поскольку теплоперенос газ-шары очень большой и сам газ быстро охлаждается, плюс скорость циркуляции газа можно повышать очень сильно.

Какая будет теплоотдача цилиндр-газ не могу сказать, но теплоотдача турбулентному течению больше чем ламинарному.
Жидкий металл не может иметь турбулентности а газ может.
Нагретый жидкий металл не может быстро покинуть зону нагрева - газ может.

Не знаю - какие свойства жидкого металла позволяют ему быстро снимать тепло, чего не может сделать газ?
Разве что у натрия низкая температура кипения и он отнимает тепло за счет испарения.

Плотность металла можно компенсировать скоростью течения газа.
Газ, быстро вращаясь по кругу, в активной зоне, будет охлаждать её и потом проходя сквозь шары, отдавать тепло им.
0
Сообщить
№16
04.11.2015 17:48
Цитата, Викторович сообщ. №14
либо плотность мощности котла бесконечно убогой, чем отечественная техника и без того не блещет.
А вот это уже интересно, я не знаю данных по промышленным реакторам, но предполагаю что до BWR нам далеко просто по другому принципу отвода тепла. А вот что у них на субмаринах вообще без понятия, какие там типы реакторов, которые обеспечивают большую плотность?
0
Сообщить
№17
04.11.2015 18:46
Цитата, Андрей_К
При наличии вещества-посредника шары не участвуют в теплоотводе от активной зоны, а служат лишь только аккумуляторами тепла (чтоб потом доставить тепло к месту утилизации) теплопередача газ-шары очень большая, поскольку их общая площадь контакта огромна и газ практически мгновенно будет отдавать все тепло шарам.
Так-что считать надо теплоперенос "активная зона-газ" а не "активная зона-шары".
С точки зрения физики тепловых труб это ошибочные представления.
Цитата, Викторович
Не знаю - какие свойства жидкого металла позволяют ему быстро снимать тепло, чего не может сделать газ?
Разве что у натрия низкая температура кипения и он отнимает тепло за счет испарения.
Теплопроводность, теплоемкость и т.д. у металла лучше. Викторович, посмотрите книгу про тепловые трубы.
0
Сообщить
№18
04.11.2015 21:59
Цитата, ID: 3027
С точки зрения физики тепловых труб это ошибочные представления.
Хорошо ... не буду спорить.

Тогда вот другая идея:
Хотел как пример привести проекта с газовым охлаждением активной зоны ядерного реактора но подумал ... а зачем эти сложности?

ядерный ракетный двигатель
Ведь газогенераторы - это переделанные реактивные двигатели.
Почему бы не взять за основу проект ЯРД и сделать из него электростанцию?



Здесь авторы проекта почему-то не сомневаются в возможности газа охладить активную зону реактора.

Ставим на выходе электротурбину и замыкаем поток газа в цикл - и вуаля ЯРД электрогенератор.
0
Сообщить
№19
05.11.2015 00:02
Цитата, Андрей_К
Здесь авторы проекта почему-то не сомневаются в возможности газа охладить активную зону реактора.
Допускаете, что газ в проекте может быть выбран не из-за теплопроводности, а по другой причине? Например, газ отлично расширяется при нагреве и может быть использован для механической работы. Может вращать лопатки электрогенератора.
0
Сообщить
№20
05.11.2015 00:12
Цитата, q
Допускаете, что газ в проекте может быть выбран не из-за теплопроводности, а по другой причине?
Одно другому не мешает.
(а теплопроводность там и не нужна - тут газ переносит энергию "механически" т.е. "кинетически")
0
Сообщить
№21
05.11.2015 08:51
С плотностью мощности непосредственно самих реаторов у нас все хлорошо на самом деле.
Потому что не пытаемся "шарики с газом", и даст бог, не будем пытаться никогда.

На лодках у штатов стоят реакторы  водо-водяные НЕкипящие (под высоким давлением), но у них основная задача - извоз большого количества немаленьких топоров и не только.  Их экономика позволяет им строить такое количество лодок с таким водоизмещением. Наша нам - не очень.

И еще раз про газ - если газ на роль теплоносителя, то:
1. От шариков только вред.
2. Газ - строго гелий под высоким давлением, со всеми вытекающими "особенностями".

От шариков вообще только вред, где вы их взяли? ))) Чего вам эти шарики уперлись?
0
Сообщить
№22
05.11.2015 09:35
Цитата, q
Чего вам эти шарики уперлись?
Да все уже все ...
... я теперь сторонник ЯРД генератора.
0
Сообщить
№23
05.11.2015 09:43
Цитата, Андрей_К сообщ. №18
Здесь авторы проекта почему-то не сомневаются в возможности газа охладить активную зону реактора.

Ставим на выходе электротурбину и замыкаем поток газа в цикл - и вуаля ЯРД электрогенератор.

Там несколько другая энергоплотность, поэтому и "достаточно, что бы охладить".

В космической отрасли ЯРД сильно улучшил бы возможности даже при КПД на уровне единиц процентов. Хотя у ЯРД с этим (с КПД) как раз все довольно хорошо.

Но "моторесурс" ЯРД на уровне 100 часов - это более чем с запасом.
А для энергетической системы, призванной работать годами - это ничтожно мало, как и мала реальная энергоплотность, типичная для ЯРД. Плюс вам придется отправлять на турбину облученный энергоноситель. Сбрасывать его нельзя, значит, гоняя по кругу, вы облучаете весь агрегатный контур - обслуживать его будет невозможно.

В реальной системе всегда есть какие-то косяки - мелкие протечки и т.д. В космосе плевать, там и так сплошная радиация, куда ни плюнь. На земле это накладывает серьезные технологические и конструктивные ограничения.

А с ЯРД еще фича в том, чно наиболее полезен он был бы именно при выходе из гравитационной ямы (при старте с Земли, главным образом), а как раз в этом плане его и не получится использовать из-за брутального радиоактивного выхлопа.
0
Сообщить
№24
05.11.2015 09:50
Цитата, q
"моторесурс" ЯРД на уровне 100 часов
А чего такой маленький?
В космическом корабле запас газа небольшой - вот на большее тз и не рассчитывают.
А если надо то не вижу причин сделать большой ресурс.
Газогенераторы же годами работают ...

Зато какое КПД по сравнению с обычным реактором !
0
Сообщить
№25
05.11.2015 09:59
Цитата, Андрей_К сообщ. №24
Зато какое КПД по сравнению с обычным реактором !

Сильно зависит от температур рабочего тела и холодильника.
В реакторе на ЖМТ теоретически можно получить общий КПД на уровне до 50-55%, может даже до 60%. Примерно так же с ЯРД-газогенератором.

Тут все упирается в температуру, на которой смогут работать (а работают они на огромных нагрузках) лопатки первых ступеней турбин.

Есть еще замусоленная тема МГД, ее сильно лоббировали украинские институты при СССР, занимались ею и американцы. Только там быстро поняли, что это узкоспецифическая и потому тупиковая мысль, а киевские и не только киевские НИИ продолжали тянуть бабки из бюджета на протяжении 20 лет. Некоторые товарищи до сих пор не против получить финансирование на занятия вечно-баблоносной тематикой, и активно ссут кипятком в интернетах и не только.
0
Сообщить
№26
05.11.2015 10:16
Цитата, Викторович
Сильно зависит от температур рабочего тела и холодильника.
Не ну даже не специалисту понятно, что прямое преобразование тепла в поток воздуха ,с последующим получением электричества, по любому экономичнее чем нагрев теплоносителя, потом испарение от этого теплоносителя воды и только потом получение электричества все той же самой турбиной.
По количеству сбрасываемой перегретой воды в современных электростанциях можно быстро оценить количество потерянных киловатт.
КПД же газогенераторов давно известно как самое высокое.
0
Сообщить
№27
05.11.2015 10:57
И двух- и трех-контурных схем основная задача - изоляция радиациоактивных материалов от большей части агрегатов.

А материал теплоносителя первого контура - бидистиллят/натрий/С-В и т.д. (выбор, на самом деле, не так велик, как может показщзаться) - зависит от нейтронного спектра, который нужен. В общем для энергетики нужно переходить на быстрый спектр. Для военных же нужд можно жертвовать более дорогим топливом, оставаясь в тепловом спектре, что сейчас и делается.

Натрий, в принципе, можно считать годным, но не для АПЛ. Французы могут считать иначе - в ближайшем будущем им флот нужен для обороны от совершенно гипотетических врагов. Эвтектика С-В - наработок по С-В мало, но они есть, и они есть именно у нас. Думаю, время расставит все по местам и вернет верные приоритеты. Допускаю, что в иьтоге речь будет идти даже не о С-В, а о чисто-свинцовом теплоносителе.
0
Сообщить
№28
05.11.2015 15:45
Цитата, Викторович
Чего вам эти шарики уперлись?
О, я нашел ответ на этот вопрос.
Это называется "метаматериалы" - когда свойство материала определяется его внутренней структурой.
И всегда надо проверять - не будет ли новый подход эффективней.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
  • 05.12 17:43
  • 1
В США предрекли "начало конца" России как космической державы
  • 05.12 17:21
  • 67
Магистраль из советского прошлого
  • 05.12 17:13
  • 5
Китай клонировал российский "Морской старт"
  • 05.12 17:04
  • 16594
США отреагировали на начало российских военных маневров у границ Украины
  • 05.12 17:04
  • 4
После бойни: решена судьба части Шамсутдинова
  • 05.12 16:48
  • 168
Потери в вооружённых конфликтах, катастрофы, аварии, происшествия
  • 05.12 16:38
  • 33
На Украине успешно испытали "уничтожителя" Крымского моста
  • 05.12 16:33
  • 3
В Сирии подорвали броневик военной полиции РФ
  • 05.12 16:25
  • 7
У российских подлодок нашли критические проблемы
  • 05.12 15:51
  • 2
The Week (Великобритания): проблемный союз Америки с Украиной
  • 05.12 15:25
  • 88
Российские БТР и БМП назвали бесполезными "автобусами"
  • 05.12 15:17
  • 4
В сети обсуждается фото применения боевого робота "Уран-9" в Сирии
  • 05.12 15:13
  • 3
Подорвались на мине: российские военные пострадали в Сирии
  • 05.12 15:04
  • 2
Глава МИД Украины - членам НАТО: мы защищаем восточный фланг альянса
  • 05.12 13:54
  • 4
Россия допустила продажу С-400 Сербии в кредит