Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

задавалось мгновенное энерговыделение 25 кт в сфере радиусом 0,5 м. Опуская подробное изложение работы, приведем почти дословно ее заключение:

В процессе разгона ЖЗС давлением продуктов взрыва происходит турбулентное перемешивание жидкого слоя, в результате толщина слоя увеличивается многократно и размывается в процессе движения... Видно, что ТП приводит к 10-кратному уменьшению амплитуды импульса и растягиванию его во времени .

X 65 м

Воздух .Заряд

к

С

О 50 м 65 м Л

Рис. 4.6. Геометрия расчета перемешивания жидкой защитной стенки

Уменьшенная амплитуда давления в расчетах достигала -200 бар (атмосфер). Дело в том, что ЗС в этих расчетах долгое время оставалась сплошной и кроме импульса взрывной волны воспринимала квазистатическое давление во внутренней полости. В результате ее скорость и удельный импульс оказывались больше, чем можно ожидать в случае многофонтанной ЗС (см. рис. 3.2 и гл. 5).

Механизм развития ТП будет присутствовать практически в любой геометрии ЗС и уменьшать вредное влияние взрывной волны на корпус КВС. В работе [59] приводятся результаты не только расчетов, но и подтверждающих их экспериментов, проведенных с границами воздух-вода . Поэтому без сомнения можно говорить о полезности ТП для работы КВС, хотя чаще оно выступает как вредное явление.

Отметим также, что в зону турбулентного перемешивания вовлекается значительная масса горячего аргона. В результате процесс испарения натрия в КВС будет происходить интенсивнее, чем в отсутствие ТП. Скорее всего, к моменту подхода к корпусу КВС значительная часть диспергированного натрия превратится в пар, поглотив огромное количество теплоты.

Четыре столет! тия они обслужив! станции обеспечив; топлива, следующ( на несколько мину Цилиндр двигатеш пульсным котлом,: составляет десятки

КВС имеет вре вания энергии болы ской температуры v (на быстрых нейтрс ную зону. В течеш энергия взрыва пер часа - час работы десяток минут раба

Возможны раз энергии с взрывно! тики обычно уделя статических возде? смотренными, они ными. Попытки на нагрузок, в частное лее существенным,

В той или ино мы. Поэтому рассл регатов и систем, н

Аккумулятор ;

горячего натрия, в гаться как в перво; опорным элементо? са КВС, примыка! должен быть неск( формирования защ]



диусом 0,5 м. Опуская е заключение: )1ва происходит турбу-1на слоя увеличивается чт, что ТП приводит ванию его во времени .

щитной стенки

а -200 бар (атмосфер). 1сь сплошной и кроме давление во внутрен-: оказывались больше, 1.2 и гл. 5).

ически в любой гео-пны на корпус КВС. ю и подтверждающих да . Поэтому без со-С, хотя чаще оно вы-

ания вовлекается зна-шрения натрия в КВС эрее всего, к моменту иного натрия превра-

КОТЕЛ: НАБРОСКИ ОБЛИКА

Четыре столетия паровые котлы используются человеком, из них три столетия они обслуживают паровые машины. Котлоагрегат современной электростанции обеспечивает передачу тепла, образующегося при сгорании первичного топлива, следующему энергоносителю - пару, аккумулирующему энергию на несколько минзо' или секунд и затем преобразующему ее в механическую. Цилиндр двигателя внутреннего сгорания (ДВС) можно условно считать импульсным котлом, время энерговыделения и преобразования энергии в котором составляет десятки миллисекунд.

КВС имеет время энерговыделения меньше, чем в ДВС, а время аккумулирования энергии больше, чем в паровом котлоагрегате. После установления статической температуры и давления КВС имеет сходство с ядерным реактором типа БН (на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем), из которого изъяли активную зону. В течение сравнительно короткого времени во взрывной камере КВС энергия взрыва передается натрию, пополняющему тепловой аккумулятор на полчаса - час работы. В реакторе БН запаса энергии теплоносителя хватило бы на десяток минут работы энергоагрегатов.

Возможны различные варианты теплового взаимодействия аккумулятора энергии с взрывной камерой. Основное внимание в проектах взрывной энергетики обычно уделяется импульсным процессам. Проблемы статических и квазистатических воздействий на взрывную камеру и аккумулятор остаются не рассмотренными, они считаются более простыми, по крайней мере, более известными. Попытки начать проектирование КВС показали, что влияние статических нагрузок, в частности тепловых, на конструкцию корпуса может быть даже более существенным, чем действие импульсных.

В той или иной мере на конструкцию котла оказывают влияние все системы. Поэтому рассмотрение целесообразно начать с перечисления основных агрегатов и систем, необходимых для работы КВС.

§ 5.1. Основные системы

Аккумулятор энергии - объем, содержащий несколько порций (Мци^л)

горячего натрия, необходимых для цикла формирования ЗС, - может располагаться как в первом, так и во втором контуре теплоносителя (рис. 5.1). Однако опорным элементом аккумулятора неизбежно будет служить нижняя часть корпуса КВС, примыкающая к взрывной камере. Естественно, объем аккумулятора должен быть несколько больше объема теплоносителя, используемого в цикле формирования защитной стенки (V > Ущ,кл )



Из аккумулятора первого контура 3 теплоноситель с помощью циркуляционных насосов 5 первого контура закачивается в накопительные баки 6. Между аккумуляторами и баками должны быть основные теплообменники 4, обеспечивающие передачу тепла от первого ко второму контуру теплоносителя. Теплообменники 4 могут быть встроены в аккумулятор либо вынесены из него {18). Полное количество теплоносителя в первом контуре будет всегда несколько больше, чем в аккумуляторе (Mj > Мдк > т л^- различие может быть не очень большим (например, My~\,\M \,2Mj), если в аккумуляторе первого контура 3 не предусмотреть компенсащ1ю на случай несрабатывания энергозаряда.



Ч\\\\\Ч\Ч\\\\\\-

М Ш i

ri-m-

.....

......

Рис. 5.1. Схема аккумулирования энергии:

1 - взрывная камера; 2 - защитная стенка; 3 - аккумулятор в первом контуре; 4 - теплообменники; 5 - основные циркуляционные насосы; 6 - накопительные баки; 7 - механизм формирования защитной стенки; 8 - резервные циркуляционные насосы; 9 - участок сборки энергозарядов; 10 - система шлюзования энергозаряда; 11 - система очистки теплоносителя и выделения шлама; 12 - система разделения шлама; 13 - разделение урана и тория; 14 - изготовление деталей из урана и тория; 15 - система очистки аргона, выделения трития и дейтерия; 16 - изготовление деталей энергозаряда, содержащих дейтерий; 17- могильники радиоактивных отходов; 18 - вынесенный теплообменник; 19 - аккумулятор второго контура; 20 - теплообменник аккумулятора второго контура; 21 - накопитель аккумулятора второго контура; 22 - сепаратор; 23 - клапан сброса в резервный бак; 24 - резервный бак

Объем аккумулятора первого контура равен (3...5)Уц . Предусматривается

резервный бак 24, куда в случае несрабатывания энергозаряда за 0,5... 1 минуту сбрасывается оставшаяся холодной очередная масса защитной стенки. Время между несколькими очередными взрывами укорачивается. В накопительные

баки 6 теплоносите в обычном темпе, с ПриУ ,=4Уц,

ных насосов в 20... вать два подряд нес] регатов КВС. Естест

для сброса натрия вращающий перема дящимся в аккумуля

Цилиндрическа с полной высоты в: стенки 7 при всей i ническим характер гофонтанной ЗС, ко

Для КВС треб небольшая часть п( внешних по отнош урана-233 и торияi (аргона). Дейтерий воды обойдется до атмосферу все рав! дейтерий и тритий) взрывах, целесообрг

Таким образо\ должны присутство:

выделения ник

разделения uui

изготовления

очистки аргог

наполнения уз Не будем обсу>

их сборки. Отметго непосредственно на вое устройство 10 ле, за несколько mi взрыва детали заря; начала формирован: готовности к подры!

Остановимся н энергозаряда и о над

Действительно, и шлюзования зар5 в этом нет, в штатн



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов