Проект модернизации установки с вращающимся диском для высокотемпературных экспериментов с натрием

.

Скорость воздуха в ХФЛ определяется по формуле , где F - площадь проходного сечения кольцевого зазора.

Используя известные зависимости для критериев Re и Nu для капельных жидкостей и газов производится расчет коэффициентов теплообмена б:

С учетом выражения для Nu ( ) представленного в [18] для кольцевых зазоров

, где .

Коэффициенты теплообмена рассчитывались по формуле

Поверхность теплообмена определялась из выражения

,

где k - коэффициент теплопередачи, ?t - средний логарифмический температурный напор.

Выражение для коэффициента теплопередачи с учетом многослойной геометрии ХФЛ (наличие слоев стали, аргона и Na) записывается в виде

3.3 Предложения по модернизации камеры

В ходе произведенного анализа свойств Na и Pb, были сделаны следующие выводы:

· натрий обладает большей способностью к переносу паров, чем свинец;

· натрий взаимодействует с водой водяным паром и воздухом при достаточно низкой температуре, поэтому необходимо обеспечить его изолированность от воздуха. С этой целью необходимо наличие пространства заполненного инертным газом.

На основании этих выводов сделаны следующие предложения по модернизации рабочей камеры экспериментальной установки с вращающемся диском ЭУ «ВД»:

1. Установить в верхней части рабочей камеры защитный пояс, плотно прилегающий к корпусу камеры. Обеспечить плотное прилегание его к корпусу. С этой целью изготовить пояс из набора тонких (толщина ?=0,5-1мм) металлических пластин с установкой их под углом 15о как показано на рисунке……. Плотное прилегание пластин позволит обеспечить достаточное охлаждение защитного пояса, а следовательно конденсацию паров Na;

2. Для эффективной очистки Na от растворенных окислов изготовить холодный фильтр ловушку. Характерные размеры и параметры которой указаны в таблице 2.

Таблица 2. Характерные размеры и параметры ХФЛ

Заключение

натриевый теплоноситель установка диск

1. Произведен обзор существующих экспериментальных данных по изучению взаимодействия тяжелых жидкометаллических теплоносителей с конструкционными материалами на установке с вращающимся диском и показана возможность использования ее в опытах с натрием.

2. Произведен тепловой расчет холодного фильтра ловушки и сделаны рекомендации по модернизации рабочей камеры установки.а именно установка защитного пояса х л обеспечение очистку натрия от растворенных примесей конструкционных материалов и нагревателя обеспечивающего режим естественной циркуляции

Список использованных источников

1. Громов Б.Ф., Орлов Ю.И., Мартынов П.Н., Гулевский В.А. Проблема технологии тяжелых жидкометаллических теплоносителей (свинец-висмут, свинец) //Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. Сб. докладов. / Обнинск, ГНЦРФ-ФЭИ, 1999. С. 92.

2. Ячменев Г.С., Русанов А.Е., Громов Б.Ф., Беломытцев Н.С., Скворцов Н.С., Демишонков А.П. Проблемы коррозии конструкционных материалов в свинцово-висмутовом теплоносителе// Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. Сб. докладов. /Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. - С. 136.

3. Борисов А.Л., Клюков Б.П. Эрозионный износ конструкционных материалов контуров, работающих со свинцово-висмутовым теплоносителем. //Проблемы технологии и теплогидравлики жидкометаллических теплоносителей. / Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 2000. - С. 117.

4. Мартынов П.Н., Орлов Ю.И. Процессы шлакообразования в свинцово-висмутовом контуре. Предупреждения и ликвидация критических ситуаций //Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. Сб. докладов. /Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. С 608.

5. Алексеев В.В., Козлов Ф.А., Загорулько Ю.И. Компьютерное моделирование процессов массопереноса в контурах с жидкометаллическими теплоносителями с учетом химического взаимодействия присутствующих в них примесей. Отчет о НИР: ФЭИ. Инв. № 10523, 2000.

6. Волчков Л.Г., Налимов Ю.П. Применение метода вращающегося диска для определения коэффициентов диффузии и изучения массопереноса в жидких металлах. Часть I. Методы экспериментального определения коэффициентов диффузии в жидких металлах: Обзор ФЭИ, ОБ-135. Обнинск, 1981.

7. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959.

8. Орлова Е.А. Коррозионное взаимодействие конструкционных материалов с жидкими металлами и примесями в них применительно к ЯЭУ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Горький, 1990.

9. Экспериментальное изучение кавитации в натриевом потоке и в диафрагмах и патрубках. НИИАР. Пер. с фр. 947 19-22 марта 1973.

10. Седов Л.И. Механика сплошной среды, т. II. М.: Наука, 1973.

11. Balbaud-Celerier F., Barbier F., Alemany A. Hydrodynamics effects on the corrosion of steels in molten Pb-Bi. Record of Meeting of Group 2, 3, 4, 9. Obninsk, 19-23 Nov. 2001.

12. Флоршюц Л.В., Чао Б.Т. Механизм разрушения пузырьков пара //Trans. ASME. Теплопередача. V.87, №2. - 1965, - Р. 58.

13. Garcia G., Hammit F.G. Cavitation Damage in Liquid Metals Cooled Reactor Powerplants // Trans. ANS. - V.10, №1. - P.142-143.

14. Русанов А.Е., Демишонков А.П., Левин О.Э., и др. Материаловедческие исследования коррозионного поведения стали ЭП823 в свинцовом теплоносителе с различным содержанием растворенного в нем кислорода. Отчет ФЭИ. Инв. № 10984, 2002.

15. Garcia G., Hammit F.G. Ultrasonic Induced Cavitation in Liquid Metals at 1500°F // Trans ANS.V.8,№1. - P. 18.

16. Русанов А.Е., Троянов В.М., Беломытцев Ю.С. Разработка и исследования оболочечных сталей для твэлов ЯЭУ с тяжелым теплоносителем// Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. Сб. докладов. /Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. - С 678.

17. Арсентьев П.П. Физико-химические методы исследования металлур-гических процессов. - М.: Металлургия, 1988. - С 148.

18. Контроль неразрушающий металлических конструкций. Газовые и жидкостные методы контроля герметичности. /ОСТ. 5.Р.0170-81

19. Теплообмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2000. - С 456.

Размещено на Allbest.ru