Исследования вариантов конструкций жидкометаллических мишеней ускорительно-управляемых систем

Исследования вариантов конструкций жидкометаллических мишеней ускорительно-управляемых систем

Автор: Давыдов, Денис Владимирович

Шифр специальности: 05.02.01

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2002

Место защиты: Нижний Новгород

Количество страниц: 269 с. ил

Артикул: 2339669

Автор: Давыдов, Денис Владимирович

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИЙ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ УСКОРИТЕЛЬНОУПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ.
1.1 Классификация концепций системы мишеньбланкст ускорительноуправляемых систем.
1.1.1 Тин вещества в сборках бланкста.
1.1.2 Размножающее нейтроны вещество
1.1.3 Типы заряженных частиц для реакций размножения нейтронов в мишени. .
1.1.4 Энергия нейтронов генерируемых мишенью
1.1.5 Количество мишеней
1.1.6 Ориентация в пространстве.
1.1.7. Вид топливных сборок в бланкете
1.1.8 Система охлаждения
1.1.9 Тип вещества охлаждающего мишень, бланкет.
1.1. Варианты компоновки системы мишеньбланкет.
1.2 Основные требования, предъявляемые к мишеням. Состав мишенного комплекса
1.3 Классификация концепций конструкций мишеней ускорительноуправляемых систем. Преимущества, недостатки, проблемы проектирования
1.3.1 Наличие разделительной перегородки
1.3.2 Корпуса мишени
1.3.3 Симметричность конструкции
1.3.4 Направление циркуляции теплоносителя
1.4 Постановка задач исследования
Глава 2. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МИШЕНЕЙ.
2.1 Общие требования к проточной части мишени
2.2 Описание конструкций жцдкометаллическнх мишеней
2.2.1 Описание концепции конструкции модели мишени с окном пучка прогонов сферической формы и профилирующей решеткой
2.2.2 Концепция конструкции мишени с окном пучка прогонов, обеспечивающей постоянство величины плотности объемного энерговы деления в материале окна пучка прогонов ускорителя.
2.3 Физикоматематическая модель компьютерною моделирования
2.4 Исходные данные и граничные условия компьютерного моделирования
2.4.1 Описание геометрии расчетных моделей мишени.
2.4.2 Описание функции распределения объемного энерговыделения в материале окна пучка протонов и в теплоносителе.
2.4.3 Граничные условия.
2.4.4 Параметры расчета.
2.5 Обсуждение результатов.
2.5.1 Анализ распределения скоростей и температур в объеме теплоносителя и материале мембране в расчетной модели РМ1.
2.5.2 Анализ распределения скоростей и температу р в объеме теплоносителя и материале мембраны в расчетных моделей РМ2, 3.
2.5.3 Сравнительный анализ результатов тсплогидравлических характеристик расчетных моделей
2.6 Выводи.
2.6.1 Влияние геометрической формы поверхности мембраны на тсплогндравлическис параметры мишени.
2.6.2 Влияние величины среднерасходной скорости и направления циркуляции теплоносителя на теплогидравлические характеристики мишени.
2.6.3 Выводы о необходимости профилирования потока теплоносителя
2.6.3 Выводы об эффективности профилирования поверхности мембраны
2.6.4 Рекомендации по выбору и оптимизации теплогидравлических параметров конструкции мишени.
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ МОДЕЛЕЙ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МИШЕНИ НА ВОДЯНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СТЕНДАХ
3.1 Экспериментальные исследования по визуализации потока в плоских двухмерных моделях жидкометаллической мишени
3.1.1 Описание экспериментального стенда
3.1.2 Описание экспериментальных моделей
3.1.3 Описание методики проведения экспериментальных исследований
3.1.4 Обсуждение результатов.
3.2 Экспериментальные исследования распределения скоростей в проточной части объемной модели жидкометаллической мишени и распределения давления на поверхности окна для прохождения пучка протонов ускорителя.
3 2.1 Описание экспериментального стенда
3.2.2 Описание экспериментальных моделей
3.2.3 Описание конструкций устройств, выравнивающих поток о периферийном и центральном канале моделей мишени.
3.2.4 Описание средств измерения перепада давлений и методики расчета продольной составляющей локальной скорости потока.
3.2.5 Описание средств измерения распределения давления на поверхности имитатора мембраны
3.2.6 Методика опенки погрешности измерений
3.2.7 Описание методики проведения экспериментальных исследований
3.2.8 Обсуждение результатов.
3.3 Выводы
3.3.1 Выводы по результатам исследований гидродинамики проточной части конструкции модели жидкометаллической мишени с окном пучка протонов ускорителя сферической формы и профилирующей решеткой.
3.3.2 Выводы по результатам исследований гидродинамики проточной части конструкции модели жидкометаллической мишени с окном пучка протонов ускорителя конической формы.
3.3.3 Рекомендации по проектированию осесимметричных конструкций моделей жидкометаллических мишеней
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МИШЕНИ НА СТЕНДЕ С ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ РВВ.
4.1 Описание экспериментального стенда и методики проведения исследований
4.1.1 Описание принципиальной схемы экспериментальною стенда
4.1.2 Описание экспериментальной модели.
4.1.3 Зонд измерения температур в объеме теплоносителя
4.1.4 Система измерения температур па поверхности обтекателя
4.1.5 Система создания интенсивного тепловою тока через поверхность обтекателя. Система сигнализации разрушения обтекателя и сбора протечек теплоносителя.
4.1.6 Контрольноизмерительный комплекс.
4.1.7 Оценка погрешности измерения
4.1.8 Методика исследований.
4.2 Обсуждение результатов.
4.2.1 Измерения температур теплоносителя в цеггтральном канале
4.2.2 Анализ распределения температур на поверхности обтекателя.
4.2.3 Оценка пульсаций температуры в теплоносителе и материале обтекателя.
4.3 Сравнительный анализ результатов эксперименгальных исследований и компьютерного расчета эксперимента.
4.3.1 Описание расчетной модели, исходные данные, граничные условия и параметры расчета.
4.3.2 Обсуждение результатов
4.4 Сравнительный анализ результатов экспериментального и расчетного исследования теплоидравлических характеристик мишени с окном пучка протонов сферической формы и профилирующей решеткой.
4.4.1 Описание расчетной модели, исходные данные, раничные у словия и параметры расчета.
4.4.2 Обсуждение результатов
4.5 Выводы.
Глава 5. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА
КОНТУРА ОХЛАЖДЕНИЯ МИШЕНИ
5.1 Основное оборудование
5.1.1. Циркуляторы.2
5.1.2. Теплообменники парогенераторы
5.1.3. Буферная емкость.
5.1.4. Трубопроводы и армату ра.
5.1.5. Система заполнения дренирования теплоносителя
5.1.6. Очистка теплоносителя и конту ра.
5.2. Принципиальная схема и компоновка основного оборудования
5.2.1. Циркуляшюнный контур.
5.2.2. Комплексная система технологии теплоносителя.
5.2.3. Система защитного газа.
5.2.4. Система заполнениядренирования теплоносителя
5.2.5. Система разогрева и поддержания контура ЖМТ в горячем состоянии. .
5.2.6. Система охлаждения радиоактивного оборудования.
5.2.7. Система технического водоснабжения.
5.2.8. Система контроля и регулирования параметров
5.2.9. Система электроснабжения.
5.2 Биологическая защита
5.2 Защитные и локализующие устройства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список использованных источников


Высокий выход нейтронов под действием потока высокоэнергетических протонов, сравнительно малое сечение поглощения нейтронов, радиационная стойкость, возможность отводить высокотемпературное тепло при высокой удельной энергонапряженности и низком давлении позволяют рассматривать в качестве перспективных теплоносителей для жидкометаллических мишеней эвтектический сплав свинецвисмут и свинец. Рассмотрим свойства составляющих элементов свинсцвисмутовой эвтектики. Свинец тяжелый цветной металл синсвагосерого цвета, свежий излом его имеет сильный металлический блеск. Подобно большинству металлов свинец кристаллизуется в правильной системе, давая кубы и октаэдры несовершенной формы. Представление о физических и химических свойствах свинца дает ею положение в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Атомный номер свинца , атомная масса 7,, атомный объем ,6 м моль. Расположен свинец в IV подгруппе 6ого периода. Свинец может проявлять следующие степени окисления 4, 2, 1, 2, 3, 4. Стабильными степенями окисления в химических соединениях свинца являются 2, 4. В природе свинец существует в виде четырех стабильных изотопов с различными атомными массами. При этом происхождение только изотопа иРЬ нерадиогенное, остальные три изотопа РЬ, 7РЬ и 8РЬ продукты радиоактивного распада урана, актиния, тория . Свинец образует твердые растворы с целым рядом металлов с оловом, кадмием, медью, висмутом, сурьмой, кальцием, ртутью. Особенностью этою металла является то, что он практически не растворяет железо. Это позволяет работать со свинцом в аппаратуре изготовленной из стали и чугуна. Висмут белый, хрупкий кристаллический металл с розоватым оттенком. Висмут обладает худшими магнитными свойствами из всех металлов, его удельная теплопроводность меньше других металлов, значение коэффициента теплопроводности меньше, чем у него из металлов только у ртути. В системе свинецвисмут, висмут не образует со свинцом химических соединений. В жидком состоянии наблюдается полная взаимная растворимость. Примеси висмута в свинце меньше других металлов способствуют увеличению твердости свинца. Эвтектический сплав свинца с висмутом ,5 масс. РЬ и ,5 масс ВО по своим свойствам аналогичен свинцу и имеет существенно более низкую температуру плавления см. Таблица 1. Однако, он обладает существенным недостатком вследствие ядерных реакций из висмута образовывается полоний0, который является билогически существенно опасным радионуклидом. Свинец висмутовая эвтектика аналогична по своим свойствам свинцу Рисунок 1. По свойствам свинца можно оценить свойства свинец висмутовой эвтекгики в областях, где по свинец висмуту данных нет. Рисунок . Зависимость кинематической яяосми. РЬв от те. Таблица. Температура плавления, Г,. Температура, Т,ап. Теплота плавления, гп,. Таблица. ЗТеплофизические свойства свинца и сплава ,5 вес. НУ V с. К X. ДО а, Г мсск у, Кг. I 3 . Г4. Ю, 1 ОД 4 7 0,7 Д5 . У 1. Свинец относится к хорошим проводникам тепла, лишь в ,6 раз хуже проводит тепло но сравнению с серебром. Т Ом м. Как видно из этих уравнений, при температуре выше 6К наблюдается уменьшение углового коэффициента кривой рТ примерно на 4,9. При Т К наблюдается отклонение от криволинейной зависимости в сторону более сильного роста р с увеличением температу ры. Таблица. Удельное сопротивление свинца в зависимости от температуры
Т. К р. Термический коэффициент электросопротивления свинца при 3К равен 4,2Ш К1, коэффициент электродвижущей силы т. ВКу для жидкого 3К а5 мкВК. Таблица. Жидкие металлы, давно рассматриваются в качестве возможных перспективных теплоносителей, изза их способности обеспечить охлаждение при высоком уровне энергонапряженности и низком уровне давления, а также радиационная стойкость. Свинецвисмут химически слабо взаимодействуют с кислородом и водяным паром, что исключает взрыв и пожары при разгерметизации конту ра и контакте теплоносителя с воздухом, а также при течи парогенератора. Аварийные проливы ЖМТ после его застывания не являются значительными источниками полония, имеется отработанная эффективная технология дезактивации после таких ситуаций, как и после аварийной разгерметизации газового контура.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.638, запросов: 243