Жидкометаллические теплоносители

Жидкометаллические теплоносители

Все жидкометаллические теплоносители делятся, вообще говоря, на две группы – легкие жидкие металлы и тяжелые жидкие металлы. Вот сейчас мы рассматриваем легкие жидкие металлы, вот вы вначале отметьте, что мы рассматриваем теплоносители двух типов – легкие и тяжелые. Так вот легкий жидкий металл – это натрий, мы рассмотрели.

Вопрос – а ртуть это тяжелый?  

Ртуть – тяжелый, но в энергетике этот теплоноситель не нашел распространения.

Вопрос – почему в натриевом реакторе сделан первый контур – натрий, второй – ртуть, третий – вода?

Да, сегодня такие вариации рассматриваются, но в любом случае промежуточный контур удорожает проект, потому что получается двойной комплект тепломеханического оборудования. Т.е. это и парогенератор, еще в промежуточном контуре насосы, еще теплообменники – все это требует помещения в здание. Стоимость станции возрастает на ~ 20 %.

Вопрос – на АСТ реактор прямоточный  или самоточный?

На естественной циркуляции, вы хотите сказать. Да. Ну и что?

Вопрос – так вот, второй контур как раз жидким металлом можно сделать.

Без насосов, на естественной циркуляции? Можно. Дорогой будет. Потому, что естественная циркуляция – это слабоинтенсивный отвод тепла. Чтобы хорошо шла естественная циркуляция, надо иметь большую разность высот холодильника и нагревателя – чтобы напор движущий был – ведь циркуляция идет за счет  того, что холодный столб жидкости тяжелее, чем горячий столб жидкости. И надо иметь низкое гидравлическое сопротивление, т.е. иметь большое сечение и низкие скорости движения теплоносителя. И поэтому как основной способ обеспечения циркуляции на номинальной мощности, безнасосная конструкция (система естественной циркуляции) приводит к тому, что дорого получается – большая металлоемкость, большие строительные объемы и т.д.,  это вот главная причина.

Вопрос – а если просто из гермооболочки воздух откачать?

Без воздуха горение невозможно. Ну зачем откачивать воздух, можно инертный газ использовать. В боксы натриевых реакторов напускают инертные газы (например, азот), но это все усложняет конструкцию и эксплуатацию. Обеспечение герметичности, контроля – все это в конечном счете является общей задачей – если  в реакторе есть внутренний источник опасности, а их фактически два – один – высокое давление, а второй – химическая активность (когда пожар, взрывы и т.д.). Вы боретесь своими системами безопасности, системами локализации, устройством конструкции и т.д.,  с минимизацией последствий. Вы не можете исключить аварии с разгерметизацией, но вы обязаны рассматривать ее, раз она возможна. А требования к обеспечению безопасности – многообразная защита, глубокоэшелонированная, а все это выливается в деньги. Можно рассмотреть идею, о которой вы говорите: есть ртуть, есть другие жидкие металлы, можно рассматривать двухстенные парогенераторы. Можно рассматривать просто проект без циркуляции вообще, а как жидкометаллическую теплопроводящую прослойку из ртути, свинца, других металлов – но теряется, во-первых, температурный перепад, усложняется конструкция, усложняется ремонт. Т.е. сегодня для натриевых  теплоносителей нет конкурентоспособного проекта. Хотя японцы как раз работают над другим вариантом, много разных идей выдвигается, но пока выхода здесь не видно.