Жидкие металлы

Нейтронно-физические свойства

Сечение рассеяния, сечение поглощения малы (Na,Na+K,Pb– для БН).

Из-за малого сечения рассеяния нейтроны практически не замедляются.

Основным недостатком является то, что данный теплоноситель сильно активизируется, образуя Naс периодом полураспада Т_1/2=2,6, следовательно, все оборудование первого контура очень активно, вследствие чего приходится использовать трехконтурные схемы, что повышает стоимость.

Na

радиоактивный

Na

нерадиоактивный

Пар, вода

Теплофизические свойства

Теплоемкость меньше, чем у воды. Высокий коэффициент теплопроводности, следовательно, высокий коэффициент теплоотдачи и теплопередачи.

Q_яр=G₁c_pt=Const

Если c_pуменьшить, то можно поднятьt.

t₁’_яр=510-540⁰C

t₁’’ _яр=300-340⁰C

t=200⁰C

Q_яр=kFt

Вследствие высоких значений t₁имеем перегрев ЭКО и ПП, следовательно, высокие параметры перед турбиной.

Физико-химические свойства

NaиKагрессивны по отношению к воде и воздуху. Следовательно, при любой протечек натрия может возникнуть пожар, т.к. натрий на воздухе горит.

Существует две концепции для ЯППУ:

1. двухконтурная при полном исключении воды (Франция);

2. трехконтурная.

NaиKсклонны вымывать компоненты нержавеющей стали, следовательно, не все стали можно использовать для изготовления конструкционных материалов.

Pbполностью совместим со всеми сталями, однако имеет высокую температуру плавления. Также он не активируется нейтронами.

Параметр	Na	25%Na+75%K	K	Li	Pb	Mg	H2O
tпл(Ратм)	97,5	-11	63,7	180,5	327	-338	0
tкип(Ратм)	883		760	1336	1737	357	100
rпл	116		61	660	24,6	11,8
tкип	419		2080	1960	855	292
 (tпл)	928		819	507	10510	13645	1000
cp (tпл)	1,38		0,82	4,18	0,16	0,14	4,18
 (tпл)	86,1		43,8	37,6	16,3	8,2	<0,6

Примечание

	Положительные свойства теплоносителей
	Отрицательные свойства теплоносителей

Технико-экономические свойства

Очень дорого.

Газовые теплоносители

Это высокотемпературные теплоносители. Их температура на выходе их ядерного реактора составляет 600-850 ⁰C. Газы позволяют получить любые параметры для турбины и увеличить промышленное тепло для промышленных целей.

Один из таких ядерных реакторов – это HTGR(высокотемпературный газовый реактор), США, ФРГ. В России это ВТГР (находится в проекте). Оболочка ТВЭЛов выполнена из керамики, а в качестве теплоносителя используетсяCO₂.

Нейтронно-физические свойства

Малые значения сечений поглощения и рассеяния, вследствие чего используется природный уран (необогащенный)

Газовые теплоносители практически не активируются и не разлагаются (исключение азот и аргон).

Теплофизические свойства

Как теплоноситель, он плохой. Кроме того, H₂– взрывоопасен.

Теплоемкость может достигать значений до 2 при Р<10 МПа.

t₁’ до 850⁰C

t₁’’<300-400⁰C

t- высоко

Требуется развитая поверхность теплообмена, что увеличивает размеры парогенератора.

Физико-химические свойства

Газы химические и коррозионно инертны, не взаимодействуют со сталью, следовательно, в первом контуре можно использовать углеродистые стали.

H₂O– низкотемпературный (P_о­=6-8 МПа).

СО₂(аргон) - среднетемпературный (P_о­=9-13 МПа).

He(гелий) - высокотемпературный (P_о­>P_кр).

Технико-экономические свойства

Высокие затраты на перекачку, т.к. необходимо обеспечить высокий объемный расход. Гелий имеет высокую стоимость, стоимость аргона значительно ниже.