1.5. Органические теплоносители

Смеси некоторых органических жидкостей (такие как, например, дитомел-метан, гидростабилизированный газойль, НВ-40, Сантовак ОМ и т.д.) привлекают своей низкой активацией (наведенная активность ДТМ на три порядка ниже водного и на пять – натриевого теплоносителя), коррозионной пассивностью по отношению к конструкционным материалам (возможность использования алюминиевых оболочек твэлов) и низким давлением паров насыщения (упрощение конструкции, возможность использования распространённых материалов) [1].

Основные недостатки органических теплоносителей:

• худшие (по сравнению с водой) теплофизические свойства (более низкие теплоемкость и теплопроводность, более высокая вязкость);

• радиационно-термическое разложение на поверхности твэлов;

• возможность возникновения взрыво- и пожароопасной ситуации при разгерметизации первого контура.

Скорость разложения всех органических теплоносителей уменьшается с увеличением концентрации высококипящих продуктов разложения. Поэтому для снижения скорости разложения теплоносителя следует поддерживать концентрацию высококипящих продуктов разложения на уровне, возможно, максимальном по условиям эксплуатации.

Органический теплоноситель очищают от механических примесей и соединений хлора на стадии приготовления и подпитки с помощью стеклошпулечных фильтров и дехлоратора с палладиевой насадкой. Кроме того, производится дегазация с целью ограничения содержания радиолитических газов и летучих соединений.

1.6. Газовые теплоносители

Выбор газов в качестве теплоносителя первого контура реактора обусловлен следующими причинами [1]:

• отсутствие фазовых переходов (возможность нагрева до 1000ºС и выше);

• расширение области применения ядерных энергоисточников (производство водорода и т.д.);

• слабое влияние на нейтронно-физические характеристики активной зоны (повышение безопасности и экономичности реакторной установки).

Двуокись углерода требует небольшой мощности на циркуляцию, очень дешева, имеет малое сечение поглощения нейтронов и оправдала себя в реакторах Magnox и AGR. Однако, она не рекомендуется для высокотемпературных реакторов из-за реакции взаимодействия между углеродом (графитовый замедлитель), окисью и двуокисью углерода, которая при высоких температурах приводит к переносу углерода с горячих поверхностей на холодные поверхности (например, в парогенераторах).

Гелий химически нейтрален, стабилен и диссоциирует под облучением только при очень высоких температурах. Он слабо активируется под облучением (из небольшого количества естественной примеси в виде изотопа ³He образуется радиоактивный тритий).

В состав системы очистки гелиевого теплоносителя входят: установка химической очистки (окислительный блок для окисления Н₂ и СО при температуре 300ºС в легкосорбируемые Н₂О и СО₂, а также для связывания кислорода); блок задержки Хе и Кr и накопления дочерних продуктов распада ГПД; цеолитовые адсорберы, криогенная установка, система контроля чистоты, система подпитки и хранения гелия.