Характеристики теплообмена от свинцового теплоносителя в оборудовании ЯЭУ при эксплуатационном содержании в нем примесей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.11, кандидат технических наук Молодцов, Антон Анатольевич

• Молодцов, Антон Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Молодцов, Антон Анатольевич

Перечень сокращений, условных обозначений.

Введение.

Глава 1. Применение свинца и его сплавов в качестве теплоносителей в атомной энергетике. Аналитический обзор.

1.1 Физико-химические свойства свинца и эвтектики свинец-висмут.

1.1.1 Свинцовый теплоноситель.

1.1.2 Эвтектика свинец - висмут.

1.2 Обоснование применения свинца и эвтектики свинец-висмут в ядерных энергетических установках.

1.3 Примеси в свинцовом и свинец-висмутовых теплоносителях и их влияние на характеристики контура.

1.4 Постановка задач исследований.

Глава 2. Физико-химические основы и технологии контроля и регулирования примесей в свинце и их влияние на характеристики теплообмена.

2.1 Общие положения.

2.2 Контроль содержания примеси кислорода в теплоносителе при эксплуатации контуров с ТЖМТ.

2.3 Экспериментальное исследование и отработка методов контроля и регулирования содержания примесей в процессе теплофизических экспериментов с теплообменом от

ТЖМТ к стенке.

2.3.1 Экспериментальное исследование методов контроля и регулирования содержания примесей на стенде ФТ-2А с экспериментальным участком из ферритно-мартенситной стали 10Х9НСМФБ (труба 17x3,0).

2.3.2 Изменение характеристик контактного термического сопротивления при регулировании содержания примесей на стенде ФТ-2А с экспериментальным участком из ферритно-мартенситной стали

10Х9НСМФБ.

2.3.3 Экспериментальное исследование методов регулирования и контроля содержания примесей на стенде ФТ-2А с горизонтально ориентированным экспериментальным участком из ферритно-мартенситной стали 10Х9НСМФБ (труба 17x3,0).

2.3.4 Изменение характеристик контактного термического сопротивления при регулировании содержания примесей на стенде ФТ-2А с горизонтально ориентированным с экспериментальным участком из ферритно-мартенситной стали 10Х9НСМФБ.

2.3.5 Расчетная оценка объема твердой фазы оксидов свинца, их распределения в контуре и влияния на характеристики теплообмена на стенде ФТ-2А с экспериментальным участком из ферритно-мартенситной стали 10Х9НСМФБ (труба 17x3,0).

2.3.6 Обсуждение результатов.

2.4 Выводы по главе 2.

Глава 3. Характеристики теплоотвода от свинцового теплоносителя при продольном обтекании вертикальной круглой трубы.

3.1 Аналитический обзор исследований теплообмена жидких металлов.

3.1.1 Теоретические решения.

3.1.2 Экспериментальные данные о теплоотдаче от тяжелого жидкометаллического теплоносителя к стенке (применительно к условиям парогенераторов и теплообменников).

3.2 Экспериментальные исследования характеристик теплоотвода от свинцового теплоносителя при продольном обтекании вертикальной круглой трубы.

3.2.1 Описание объединенных экспериментальных стендов

ФТ-1 ТО и ФТ-2А.

3.2.2 Описание экспериментального участка.

3.2.3 Контрольно-измерительный комплекс.

3.2.4 Оценка погрешности измерения.

3.2.4.1 Оценка погрешности измерения среднерасходной скорости.

3.2.4.2 Оценка погрешности измерения температуры.

3.2.5 Программа-методика испытаний.

3.2.6 Методика обработки экспериментальных данных.

3.2.7 Обсуждение результатов исследований на стенде с вертикально ориентированным ЭУ.

3.2.7.1 Экспериментальные исследования локальных значений характеристик теплообмена.

3.2.7.2 Экспериментальные исследования профилей температур.

3.3 Выводы по главе 3.

Глава 4. Характеристики теплоотвода от свинцового теплоносителя при продольном обтекании горизонтальной круглой трубы.

4.1 Конструктивная схема новой реакторной установки с ТЖМТ с горизонтальными парогенераторами.

4.2 Экспериментальные исследования характеристик теплоотвода от свинцового теплоносителя при продольном обтекании горизонтальной круглой трубы.

4.2.1 Описание экспериментального стенда ФТ-2АК.

4.2.2 Описание экспериментального участка.

4.2.3 Контрольно-измерительный комплекс.

4.2.4 Обсуждение результатов исследований на стенде с горизонтально ориентированным ЭУ.

4.2.4.1 Экспериментальные исследования локальных значений характеристик теплообмена.

4.2.4.2 Экспериментальные исследования профилей температур.

4.3 Выводы по главе 4.

Глава 5. Влияние на характеристики теплообмена очистки теплообменных поверхностей двухкомпонентными потоками свинец - газ (аргон, гелий, водород).

5.1 Современное состояние вопроса очистки теплообменных поверхностей двухкомпонентными потоками ТЖМТ- газ.

5.2 Экспериментальные исследования очистки теплообменных поверхностей двухкомпонентными потоками ТЖМТ- газ.

5.2.1 Методика экспериментальных исследований.

5.2.2 Обсуждение результатов исследований влияния очистки двухкомпонентными потоками на характеристики теплообмена от свинцового теплоносителя к теплообменной поверхности.

5.3 Выводы по главе 5.

Глава 6. Влияние эксплуатационного изменения характеристик теплоотдачи от ТЖМТ к теплообменной поверхности парогенератора на его интегральные характеристики.

6.1 Расчетная оценка влияния эксплуатационного изменения характеристик теплоотдачи от ТЖМТ к теплообменной поверхности парогенератора на его интегральные характеристики.

6.2 Выводы по главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Характеристики теплообмена от свинцового теплоносителя в оборудовании ЯЭУ при эксплуатационном содержании в нем примесей»

В СССР и специалистами ряда стран в середине прошлого века был выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований характеристик теплообмена в системах с жидкометаллическими теплоносителями - натрием, калием, сплавами натрий-калий, литием, ртутью, эвтектикой свинец-висмут и др. Интерес к проведению таких исследований был вызван, в основном, потребностями поиска оптимальных теплоносителей: - для реакторов деления тяжелых ядер для атомных подводных лодок первого поколения в США и в СССР (натрий и эвтектика свинец-висмут); - для генерирующих ядерное топливо реакторов деления на быстрых нейтронах типа БН (натрий и др.); - для бортовых реакторных установок и других ядерных источников энергии космических аппаратов (эвтектика натрий-калий, калий, литий); - для импульсных реакторов (ртуть и др.); - для «самоохлаждемого» бланкета реактора синтеза легких ядер, (литий) с воспроизводством трития -топлива для термоядерного ядерного реактора, а также для использования в других областях (энергетика и др.).

В результате комплекса выполненных работ были разработаны в большей или меньшей степени обоснованные рекомендации по выражениям для выполнения инженерных проектно-конструкторских расчетов (тепловых и гидродинамических) оборудования, контуров и систем с жидкометаллическими теплоносителями. Эти рекомендации были реализованы в виде нормативной документации (РТМ и др.), в соответствии, с которой, рассчитывалось проектируемое теплообменное оборудование, включая парогенераторы, активные зоны и теплообменники реакторных установок, промышленных и исследовательских стендов. Были построены и успешно эксплуатировались отечественные стенды и установки (в том числе опытные и серийные реакторные установки) с теплоносителями: натрий, эвтектика свинец-висмут, натрий-калий, ртуть и др.

Методики расчета и расчетные выражения использованные для проектирования поверхностей теплообмена (кроме единичных проектных ошибок) всегда обеспечивали «запас» теплообменных поверхностей, существенно превышающий необходимый при выполнении инженерных расчетов.

Проектанты теплообменного оборудования принимали значительные «запасы» теплообменных поверхностей по следующим причинам:

- Экспериментальных исследования по определению характеристик теплообмена в системах с жидкометаллическими теплоносителями различных исследователей показывали значительные (в 2 раза и более) расхождения экспериментальных данных.

- Отмечалось ухудшение теплообмена во времени в процессе экспериментов.

- Отмечалось влияние на характеристики теплообмена предыстории контура, степени очистки от примесей защитного газа жидкометаллического контура, материала и состояния теплообменных поверхностей.

- Вследствие того, что примеси, поступающие в контур и в системы с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями (кислород и его соединения, компоненты конструкционных материалов, продукты пиролиза смазывающих материалов и масел, используемых в процессе изготовления деталей, их консервации и др. технологических операций и др.) обладают очень малой растворимостью, то они, в виде дисперсных частиц твердой фазы, пропитанных жидкометаллическим теплоносителем, концентрируются вблизи границ раздела фаз: ТЖМТ - стенка конструкционного материала, свободная поверхность ТЖМТ - защитный газ. Обогащение пристенных теплопередающих областей оксидами и др. соединениями ЖМТ, соединениями компонент конструкционных материалов, имеющих худшие показатели теплопроводности, по сравнению с «чистым» теплоносителем, уменьшают «эффективную» теплопроводность жидкометаллического теплоносителя в пристенных областях. Таким образом, характеристики теплообмена тяжелых жидкометаллических теплоносителей (РЬ, РЬ-В1, РЬ-1л, ва) существенно зависят от содержания и физико-химического состава нерастворимых примесей в теплоносителе и в контуре.

- Полученные исследователями расчетные выражения зависимостей ТчГи=:Г(Ре) при решении соответствующих уравнений теплопроводности и соответствующих начальных и граничных условиях постулировали крайне редко встречающийся в реальной практике случай контакта «голой» стенки конструкционного материала с «чистым» жидкометаллическим теплоносителем В тяжелых жидкометаллических теплоносителях ресурсная работоспособность реальных конструкционных материалов, начиная с определенного уровня температур, может быть обеспечена только за счет формирования и поддержания защитных покрытий на этих поверхностях, как правило, на основе оксидов конструкционных материалов. Это обстоятельство требует поддержания определенного содержания термодинамически активного кислорода в ТЖМТ за счет ввода в контур кислорода или его соединений, в том или ином виде. Добиться полной эффективности работы такой системы на практике невозможно, поэтому в контуре возможно накопление твердой фазы оксидов теплоносителя, концентрирующихся в пристенных областях и влияющих на процессы теплообмена. Накопление твердой фазы примесей в пристенных областях возможно, также в результате процессов массообмена и массопереноса нерастворенных примесей, поступающих в контур при возможных аварийных ситуациях. Для очистки от этой твердой фазы теплоносителя и контура в настоящее время предусматриваются специальные технологические обработки контура.

Избыточные «запасы» теплообменных поверхностей ухудшали экономические показатели жидкометаллических контуров и систем. Однако, учитывая специфику изделий, для которых показатели экономичности не являлись определяющими, а также существовавшее мнение, что любые «запасы» поверхностей теплообмена, уменьшая их теплонапряженность, повышают ресурсную надежность и безопасность изделия в целом, не способствовали выявлению величин фактических «запасов» поверхностей теплообмена и корректировки соответствующих расчетных методик теплообмена.

Практически важной задачей является уточнение расчетных формул, исходя из реального (фактического) содержания примесей в тяжелых теплоносителях, включая возможные аварийные ситуации и технологические обработки контура с использованием новых аппаратурных средств. Целесообразно проведение вычислительного эксперимента с использованием современной вычислительной техники, которая в сороковых-пятидесятых годах прошлого века отсутствовала.

Несколько лет назад после достаточно длительного перерыва вновь возрос интерес к тяжелым жидкометаллическим теплоносителям. В России, США, Южной Корее и др. предложены и продвигаются инновационные работы, направленные на создание быстрых реакторов, охлаждаемых свинцом и эвтектикой свинец-висмут [1-6]. Европейское сообщество и другие страны интенсивно продвигают создание УУС с жидкометаллическими мишенями, в которых используется эвтектика свинец-висмут, для трансмутации долгоживущих радионуклидов и для других целей [1, 7, 8]. Принятие решения о строительстве опытного международного термоядерного реактора (токомака) -ИТЭРа инициирует работы по созданию коммерческого термоядерного реактора «Демо» и др. разработки [1, 9, 10].

В настоящее время разрабатываются научно-технические основы и технологии применения тяжелых жидкометаллических теплоносителей в новых условиях. Появились новые средства контроля содержания примесей, новые средства вычислительной и измерительной техники.

Реализованные уточнения, естественно, не изменят разработанную ранее систему взглядов на теплообмен в тяжелых жидкометаллических теплоносителях. Однако, они помогут сократить «запасы» теплообменных поверхностей до приемлемых в инженерных расчетах величин. Так, например, масса свинца в реакторе БРЕСТ-ОД-ЗОО составляет около 8 ООО тонн, определяемая, в значительной мере, поверхностями теплообмена в контуре. Уточнение расчетных методик теплообмена может позволить существенно уменьшить массу свинца в контуре и ряд других показателей. Еще более актуальна эта проблема в РУ БРЕСТ-1200, в котором масса свинца почти на порядок больше.

Необходимо отметить, что экспериментальные исследования, посвященные теплоотводу от ТЖМТ практически не проводились, так как, во-первых основное внимание было уделено задачам, связанным с охлаждением активной зоны, во-вторых задача теплоотвода подразумевалась симметричной (что обоснованно в случае «чистых» теплоносителя и теплообменных поверхностей).

В ТЖМТ случаи теплоотвода и теплоподвода не симметричны вследствие различного направления тепловых потоков и, соответственно, различного направления массопереноса примесей, составляющих основное препятствие теплообмену.

Цель комплекса исследований, составной частью которых является настоящая работа, - разработка (уточнение) расчетных методик, расчетных формул теплообмена в системах с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями при контролируемом и регулируемом содержании примесей в контуре, прежде всего, примеси кислорода, а также в период и после аварийных ситуаций, связанных с резким и значительным изменением содержания и физико-химического состояния примесей в контуре и в теплоносителе в условиях теплоотвода от жидкого металла.

Целью диссертационной работы является разработка рекомендаций по обоснованным инженерным расчетным формулам теплообмена при теплоотводе от свинцового теплоносителя при возможных эксплуатационных состояниях теплоносителя и контура.

Задачи работы. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи: проведение анализа накопленного в исследуемой области информационного материала; разработка и создание высокотемпературных циркуляционных теплофизических стендов со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями с температурой 380 - 600°С; моделирование теплообмена в ПГ при низком давлении среды, отводящей тепло, за счет использования ТЖМТ в контуре теплоотвода. разработка, создание и внедрения средств циркуляции, управления и автоматики для высокотемпературных циркуляционных теплофизических стендов со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями; разработка и экспериментальная отработка методов контроля и регулирования примеси в свинцовом теплоносителе кислорода при проведении теплофизических исследований; разработка и отработка методов измерения и компьютерной обработки температуры, термодинамической активности кислорода в свинце и др. информационных сигналов от датчиков, расчета и представления теплофизических параметров в режиме реального времени; проведение комплексных экспериментальных исследований влияния контролируемого регулирования содержания примесей на характеристики теплообмена при отводе тепла от потока свинца в вертикально и горизонтально ориентированной кольцевой щели; проведение экспериментальных исследований по очистке контура от примесей двухкомпонентными смесями свинец-газ и её влияние на характеристики теплообмена от свинца в кольцевой щели; разработка выражений для инженерных расчетов теплоотвода от свинцового теплоносителя к стенке на основе проведенных исследований для различных содержаний примесей в контуре.

Научная новизна работы: Разработана методология исследований теплофизических характеристик при охлаждении тяжелых жидкометаллических теплоносителей с контролем и управлением содержания примесей кислорода. Впервые проведены комплексные экспериментальные исследования характеристик теплообмена при охлаждении свинцового теплоносителя в вертикальной и горизонтальной кольцевой щели при контролируемом и регулируемом содержании примеси кислорода в свинце и в контуре, и получены зависимости Ыи=А(Ре) и контактного термического сопротивления в диапазоне чисел Пекле 600.6000 при контролируемом и регулируемом содержании примеси термодинамически активного кислорода 10'5 . 10° и отложений примесей. Экспериментально определены зависимости контактного термического сопротивления и полей температур в потоке при отводе тепла от свинца к стенке.

Практическая значимость работы: Рекомендованы для проведения инженерных расчетов экспериментально полученные критериальные зависимости теплообмена при отводе тепла от свинцового теплоносителя в вертикальной и горизонтальной кольцевой щели при эксплуатационных и аварийных содержаниях примеси кислорода в теплоносителе и контуре, что существенно повышает качество расчетов и позволяет улучшить массогабаритные характеристики теплообменного оборудования установки в целом.

Результаты исследований влияния на характеристики теплообмена очистки теплоотводящих поверхностей (условия парогенераторов) двухкомпонентными потоками теплоноситель - газ рекомендованы для использования при создании систем очистки и режимов их эксплуатации.

Предложена и отработана методика проведения теплофизических исследований с отводом тепла от ТЖМТ с контролем и регулированием эксплуатационных содержаний примесей в теплоносителе и в контуре, которая рекомендуется для экспериментов со свинцовым и другими ТЖМТ, что повышает качество и представительность полученных результатов.

Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов работы: Достоверность и обоснованность экспериментальных исследований обусловлена корректностью методик сбора и обработки опытных данных, полученных с расчетом их погрешности. Число экспериментальных замеров распределения температур в экспериментальной сборке для каждой серии испытаний составляет несколько сотен точек на канал и позволяет нивелировать статистическую погрешность. Достоверность полученных результатов заключается в их сходимости с полученными экспериментальными результатами других авторов и существующими теоретическими предпосылками.

Личный вклад автора: Исследования, результаты которых приводятся в настоящей работе, проводились на оборудовании и экспериментальных установках, смонтированных на базе кафедры "АТС и МИ" НГТУ непосредственно автором. Автор принимал участие на всех этапах подготовки, проектирования, монтажа, отладки экспериментального участка, оборудования, включая циркуляционный насос для подачи свинца с температурой 500 °С и контура в целом, а также в проведении исследований, обработки и обсуждения результатов. Подготовка диссертационной работы осуществлялась под научным руководством доктора технических наук, профессора Безносова Александра Викторовича.

В работе обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных на кафедре «АТС и МИ» НГТУ автором самостоятельно и в соавторстве с д.т.н., проф. Безносовым A.B., инж. Серовым В.Е., асп. Назаровым A.B., ст.пр. Боковой Т.А., лаб. Савиновым С.Ю., лаб. Кудриным О.О., инж. Новожиловой О.О. (НГТУ).

На защиту выносятся следующие положения:

- Методология исследований теплофизических характеристик при отводе тепла от тяжелых жидкометаллических теплоносителей к стенке с контролем и управлением содержания примеси кислорода в ядре потока и в пристенной области.

- Массив экспериментальных результатов испытаний характеристик теплообмена (N11 = ДРе) и контактного термического сопротивления) при отводе тепла от свинцового теплоносителя при температуре 450-550 °С в вертикально ориентированной кольцевой щели при содержании примеси кислорода в диапазоне нормальных и аварийных условий в энергетических контурах в диапазоне чисел Пекле 600. 6000.

- Массив экспериментальных результатов испытаний характеристик теплообмена (N11 = ДРе) и контактного термического сопротивления) при отводе тепла от свинцового теплоносителя при температуре 450-550 °С применительно к условиям горизонтального парогенератора предложенной с участием автора новой конструкции реакторной установки с ТЖМТ при содержании примеси кислорода в диапазоне нормальных и аварийных условий в энергетических контурах в диапазоне чисел Пекле 600 - 6000.

- Результаты исследований по влиянию очистки двухкомпонентными потоками свинец-газ на характеристики теплообмена при отводе тепла от свинцового теплоносителя в кольцевой щели с контролем и управлением содержания примеси кислорода в ядре потока и в пристенной области.

Апробация работы и публикации: Результаты работы докладывались на международных и отечественных конференциях и семинарах, были рекомендованы к использованию при разработке проектов РУ со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителем. Основные положения диссертационной работы изложены в публикациях [11-48].

Результаты работы докладывались и обсуждались на международной конференции Теплофизика-2002 в г. Обнинске, на Российском научно-техническом форуме «Ядерные реакторы на быстрых нейтронах» г. Обнинск, 2003г., на шестой международной научной конференции Полярное сияние г. С.Петербург, 2003г., на одиннадцатой международной конференции Материалы реакторов синтеза г. Киото, Япония, 2003г., на Второй курчатовской молодежной научной школе г. Москва, 2004г., на Российской межотраслевой тематической конференции Теплогидравлические аспекты безопасности ЯЭУ с реакторами на быстрых нейтронах г. Обнинск, 2005г., на Третьей курчатовской молодежной научной школе г. Москва, 2005г., на Четвертой курчатовской молодежной научной школе г. Москва, 2006г.

Ряд технических решений, предложенных с участием автора в процессе выполнения диссертационной работы, защищены патентами и авторскими свидетельствами [49-55].

Результаты исследований, выполненных автором лично или при его непосредственном участии опубликованы в статьях в журнале Атомная энергия, в журнале Ядерная энергетика, в журнале Вестник атомной науки и техники, в международном журнале Journal of nuclear materials.

Во время подготовки диссертационной работы, автор принимал участие в исследованиях по разработке технологии свинцового теплоносителя применительно к реакторной установке БРЕСТ-ОД-ЗОО, проводимых на кафедре «АТС и МИ» Нижегородского государственного технического университета. Полученные результаты и накопленный опыт использовались автором при выполнении работ над диссертацией.

Автор выражает глубокую признательность д.т.н., профессору A.B. Безносову осуществлявшему научное руководство этой работой и предоставившему автору все условия для научной деятельности.

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, пяти приложений. Объем работы составляет 296 страниц, 168 рисунков, 15 таблиц, список использованных источников из 84 наименований, в том числе 45 работ автора.

Заключение диссертации по теме «Атомное реакторостроение, машины, агрегаты и технология материалов атомной промышленности», Молодцов, Антон Анатольевич

6.2 Выводы по главе 6

Экспериментально определенное влияние изменения характеристик теплоотдачи при нормальной работе контура не играет определяющей роли с точки зрения характеристик парогенератора по крайней мере при значении т/д А активности кислорода в ТЖМТ менее 10' .

Уточнение расчетных зависимостей теплоотдачи при теплоотводе от ТЖМТ к поверхности парогенератора позволяет уменьшить запасы теплообменных поверхностей не менее чем на 10% в диапазоне активности 10"4.10"3 по сравнению с нормативным методом.

Аварийная ситуация со значительно избыточным количеством кислорода по сравнению с насыщением ТЖМТ значительно уменьшает теплопередающую способность парогенератора при такой аварийной ситуации дальнейшая работа на мощности недопустима и требуется расхолаживание реактора, что можно обеспечить парогенераторами в режиме ухудшенного теплообмена. Последующее восстановление работоспособности контура возможно проведением технологической отработки контура водородосодержащими газовыми смесями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) Предложена и отработана методика проведения теплофизических исследований на стендах со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями, требующая контроля и целенаправленного изменения содержания примесей, прежде всего кислорода.

2) Исследованы и отработаны технологические методы, направленные на изменение окислительного потенциала свинцового теплоносителя при проведении теплофизических исследований в диапазоне температур 450.550 °С при значениях чисел Ре = 600.6000 и чисел Re = 30 000.300 000.

3) Определены и представлены зависимости локальных характеристики теплоотвода от свинцового теплоносителя при продольном обтекании вертикальной круглой трубы в виде Nu=i/(Pe) для Ре = 600.6000 и Re = 30 000.300 000 при температурах 450 - 550 °С в диапазоне термодинамической активности кислорода от 10° до 10"5 и при отложениях примесей оксидов теплоносителя.

4) Определены и представлены зависимости локальных характеристики теплоотвода от свинцового теплоносителя при продольном обтекании горизонтальной круглой трубы в виде Nu=i/(Pe) для Ре = 600.6000 и Re = 30 000.300 000 при температурах 450 - 550 °С в диапазоне термодинамической активности кислорода от 10° до 10"5 и при отложениях примесей оксидов теплоносителя.

5) Исследовано влияние очистки двухкомпонентными смесями свинец - газ (аргон, гелий, водород) на характеристики теплообмена, и подтверждено, что очистка теплообменной поверхности двухкомпонентным потоком ТЖМТ - газ является действенным инструментом поддержания характеристик теплообмена.

6) Экспериментально подтверждено влияния оксидных пленок и отложений примесей у поверхности теплообмена на характеристики теплообмена.

7) Экспериментально продемонстрировано отличие характеристик теплообмена при теплоотводе от свинцового теплоносителя (его охлаждении), по сравнению с его нагревом при термодинамической активности кислорода от 10"3 до 10° и при и при отложениях примесей оксидов теплоносителя.

8) Полученные критериальные формулы характеристик теплообмена, соответствующих возможным эксплуатационным состояниям теплоносителя и контура рекомендованы для проведения соответствующих инженерных расчетов поверхностей теплообмена.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Молодцов, Антон Анатольевич, 2007 год

1. Безносов, A.B. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в атомной энергетике / A.B. Безносов, Ю.Г. Драгунов, В.И. Рачков. М.: ИздАт, 2007. -434с.: ил.

2. Тяжелые теплоносители на основе свинца в системе охлаждения и преобразования энергии термоядерного реактора с магнитным удержанием плазмы / Орлов В.В., Муравьев Е.В., Хрипунов В.И. и др. // Атомная энергия. -1990. -Т.71, вып. 12.- С.506-511.

3. Громов, Б.Ф. Применение расплавов эвтектики Pb-Bi и свинца в качестве теплоносителя ЯЭУ. / Громов, Б.Ф., Субботин В.И., Тошинский Г.И. // Атомная энергия.- 1992.- Т.73, вып. 1.- С. 19-24.

4. Береговой ядерный опреснительный энергетический комплекс на основе транспортабельного реакторного блока СВБР-75/100 / Драгунов Ю.Г., Степанов B.C., Климов H.H. и др. // Атомная энергия.- 2005.- Т.99, вып.6.-С.425-432.

5. Семенов, A.B. Теплообмен свинцового теплоносителя в круглой трубе и кольцевой щели при условии регулирования и контроля его примесей: Дис.на соиск.ученой степ.канд.техн.наук:05.04.11 / Семенов Андрей Валерьевич-Н. Новгород, 2003.-251с.

6. Давыдов, Д.В. Исследования вариантов конструкций жидкометаллических мишеней ускорительно-управляемых систем: Дис.на соиск.ученой степ.канд.техн.наук:05.04.11 / Давыдов Денис Владимирович. -Н. Новгород. 2002.-269с.

7. MYRRHA, a Multipurpose Accelerator Driven System for Research & Development Status End-2003 / H. Ai't Abderrahim et al: Тез. докл. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. - Обнинск: ГНЦ РФ ФЭИ,2003.-С.-58.

8. Захватов, В.Н. Экспериментальное и расчетное обоснование применения свинцового теплоносителя в системе охлаждения бланкета токамака. Дис.на соиск.ученой степ.канд.техн.наук:05.04.11 / Захватов Владимир Николаевич-Н. Новгород, 2001.-225с.

9. Пинаев, С.С. Исследования в обоснование применения свинец -висмутовой эвтектики в качестве теплоносителя бланкета термоядерного реактора: Дис.на соиск.ученой степ.канд.техн.наук:05.04.11 / Пинаев Сергей Сергеевич. Н. Новгород, 2002.-244с.

10. Молодцов, A.A. Испытания макетного образца устройства формирования двухкомпонентного потока жидкость-газ / Молодцов A.A., Бокова Т.А.,

11. Фисейский Н.Е.: Тез. докл. Второй региональный научно-технический форум Будущее технической науки Нижегородского региона.- Н. Новгород, 2003.-С.177.

12. Optimization of insulating coating formation technology on the stuctural materials for heavy liquid metal coolants / Pinaev S.S., Muraviev E.V., Beznosov

13. А.V., Molodsov A.A. // Journal of nuclear materials: Elsevier 329-333.- 2004.-P. 1419-1423.

14. Снижение МГД-сопротивления в каналах с жидкометаллическими теплоносителями в магнитном поле бланкета и дивертора ТОКАМАКа / Безносов A.B., Пинаев С.С., Муравьев Е.В., Молодцов A.A. // Вестник атомной науки и техники.- М., 2004. вып. 1.- С.3-10.

15. Экспериментальные исследования влияния примеси кислорода на теплоотдачу к свинцовому теплоносителю / Безносов A.B., Баранова О.В., Молодцов A.A. и др.: Тез. докл. Вторая курчатовская молодежная научная школа.- М., 2004.- С. 31.

16. Очистка свинцового теплоносителя и контура РУ БРЕСТ от оксидов свинца / Безносов A.B., Бокова Т.А., Молодцов A.A. и др.: Тез. докл. Четвертая научно-техническая конференция «Научно инновационное сотрудничество».- М., 2005.- 4.1.-С.56

17. Экспериментальные исследования характеристик контактного теплообмена свинцовый теплоноситель рабочее тело / Безносов A.B., Пинаев С.С., Молодцов A.A. и др. // Атомная энергия.- М., 2005.- Т.98.- вып.З.- С. 182191.

18. Изучение характеристик контактного теплообмена свинцового теплоноситель рабочее тело / Безносов A.B., Молодцов A.A., Назаров A.B. и др.: Тез. докл. Третья курчатовская молодежная научная школа.- М., 2005,-С. 20

19. Исследования теплоотдачи от свинцового теплоносителя при регулировании содержания примеси кислорода / Безносов A.B., Молодцов A.A., Семенов A.B. и др.: Тез. докл. Третья курчатовская молодежная научная школа.- М„ 2005,- С. 23

20. Экспериментальные исследования теплоотдачи к свинец литиевому теплоносителю / Безносов A.B., Семенов A.B., Молодцов A.A. и др.: Тез. докл. Третья курчатовская молодежная научная школа.- М., 2005,- С. 29.

21. Теплоотдача от свинцового теплоносителя к продольно обтекаемой трубе / Безносов A.B., Молодцов A.A., Семенов A.B. и др. // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. -Обнинск, 2006.- Вып.З.- С.83-90.

22. Исследования характеристик теплоотдачи от свинцового теплоносителя при регулировании содержания примеси кислорода / Безносов A.B., Кудрин О.О., Молодцов A.A. и др.: Тез. докл. Четвертая курчатовская молодежная научная школа. М., 2006,- С. 31.

23. Экспериментальные исследования теплопереноса к свинец-висмутовому теплоносителю в поперечном магнитном поле при изменяемых характеристиках электроизолирующих покрытий на ограничивающих стенках /

24. A.B. Безносов, С.Ю. Савинов, A.A. Молодцов и др. // Вестник атомной науки и техники М., 2007, вып. 1, с. 11-25.

25. Пат. 2284425 Рос. Федерация: МГПС(7) F 04 D 7/06 Насос для перекачки жидкометаллического теплоносителя / Безносов A.B., Молодцов A.A., Назаров

26. A.B.; заявитель и патентообладатель Нижегородский государственный технический университет.-№2005107847/06; заявл.21.03.2005; опубл.2709.2006. Бюл. № 27.-Зс.: ил.

27. Лоскутов, Ф.М. Металлургия свинца / Ф.М. Лоскутов: Учеб. пособие для вузов.- М.: Металлургия, 1965.- 528с.:ил.

28. Козин, Л.Ф. Физико-химия и металлургия высокочистого свинца / Козин, Л.Ф., Морачевский А.Г. -М.: Металлургия, 1991.- 233с.:ил.

29. Зайцев, В.Я. Металлургия свинца и цинка / Зайцев В.Я., Маргулис Е.В.: Учеб. пособие для вузов.- М., Металлургия, 1985, 263с.

30. Обоснование процессов и устройств заполнения свинцом контура БРЕСТ-ОД-ЗОО: отчет о НИР / Нижегородский государственный технический университет; рук. Безносов A.B.- Н.Новгород, 2000.-121 е.- Исполн. Захватов

31. B.Н., Фисейский Н.Е., Бокова Т.А., Серов В.Е., Городова М.Г. №ГР 0194002164, инв. № 02.99.0005733.

32. Чечеткин, A.B. Высокотемпературные теплоносители / A.B. Чечеткин.-М.: Энергия, 1971.-496 е.: ил.

33. Кириллов, П.Л. Теплообмен в ядерных энергетических установках / П.Л. Кириллов, Г.П. Богословская: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 2000. -456 е.: ил.

34. Примеси в теплоносителях свинец и свинец-висмут / О.В. Лаврова, П.Н. Мартынов, К.Д. Иванов, C.B. Салаев: Тез. докл. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях.- Обнинск: ГНЦ РФ ФЭИ, 2003.-С-96.

35. Примеси в тяжелых теплоносителях / П.Н. Мартынов, К.Д. Иванов, О.В. Лаврова и др.: Тез. докл. Теплофизика 2002, Обнинск, 2002.- Т.1.-С. 147-149.

36. Турчин, Н.М. Экспериментальные жидкометаллические стенды / Турчин Н.М., Дробышев A.B.- М.: Атомиздат, 1978.-192с.: ил.

37. Баландин, Ю.Ф. Конструкционные материалы для установок с жидкометаллическим теплоносителем / Баландин Ю.Ф., Марков В.Г. -Л., 1961.-207с.:ил.

38. Тодт, Ф. Коррозия и защита от коррозии / Тодт, Ф.- Л.: Химия, 1967.-848с.:ил.

39. Применение смесей водорода и водяного пара в технологии тяжелых теплоносителей / В.А Гулевский, Ю.И. Орлов, П.Н. Мартынов: Тез. докл. конференция ТЖМТ 98.-Обнинск, 1998.-С. 62.

40. Субботин, В.И. Физико-химические основы применения жидкометаллических теплоносителей / Субботин В.И., Ивановский М.Н., Арнольдов М.Н. -М.: Атомиздат, 1970.-167с.:ил.

41. Полупроводниковые и твердоэлектролитные сенсоры / Таланчук П.М., Шматко Б.А., Заика Л.С., Цветкова О.В. Киев: Техника, 1992.-224с.:ил.

42. Опыт создания и эксплуатации твердоэлектролитных активометров кислорода в теплоносителе свинец висмут / В.А. Блохин, Б.А. Шматко и др.: Тез. докл. Конференция ТЖМТ - 98, Обнинск, 1998.-С. 54.

43. Комплексная диагностика неизотермических свинцовых циркуляционных стендов методами активометрии / Б.А. Шматко, В.М. Троянов, А.Е. Русанов: материалы докл. Конференция Теплофизика-2002, Обнинск, 2002.-Т.1, С.27-29.

44. Охотин, A.C. Теплопроводность твердых тел / Охотин A.C., Боровиков Р.П., Нечаева Т.В. идр..-М., 1984.-320с.:ил.

45. Исаченко, В.П. Теплопередача / Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C.: Учебник для вузов. -4-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1981.-416с.:ил.

46. Кириллов, П.Л. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы) / Кирилов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П., под ред Кирилова П.Л. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1990.-360с.:ил.

47. Рассохин, Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций / Н.Г. Рассохин.- М.: Атомиздат, 1980.-384с.:ил.

48. Субботин, В.И. Теплообмен при поперечном обтекании пучков труб / Субботин В.И., Минашин В.Е., Денискин Е.И. // ТВТ, 1963, т.1, №2, с. 238-246.

49. Кружилин, Г.Н. / Кружилин Г.Н. // Журнал техн. Физ., 1935. -6, №9,с-1578

50. Piercy and Wihni // Philos. Mag., 1933.- P.-16.

51. Андриевский, A.A. Теплоотдача к одиночной трубе в поперечном потоке с малым числом Прандтля / Андриевский A.A., // ИФЖ, 1959.- Т. 2.- С.46-51.

52. Андриевский, A.A. Теплоотдача при поперечном обтекании цилиндра расплавленным натрием / Андриевский A.A. //Атомная энергия.- вып.З, №7, 1959.- С.254-256.

53. Юрьев, Ю.С. Коэффициент теплоотдачи при косом обтекании пучка твэлов и труб. / Юрьев Ю.С., Ефанов А.Д. // Атомная энергия, т.59, вып.1, 1959.- С.66-67.

54. Кириллов, П.Л. Теплофизические свойства жидкометаллических теплоносителей. / Кирилов П.Л., Денискина Н.Б. -М.: ЦНИИатоминформ, 2000.-42с.