Создание дросселирующих магнитогидродинамических машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом для ядерных и плазменных установок

• Автор: Витковский, Иван Викторович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 239 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Общие принципы управления расходом жидкометаллических рабочих тел и классификация дросселирующих МГД-машин

1.1 Задачи МГД-управления жидкометаллическими потоками

1.2 Конструкционные схемы, номинальные параметры'и КПД

МГД-дросселей

1.3 Критерии целесообразности применения МГД-дросселей Выводы

2 Разработка методик расчета МГД-дросселей и устройств подачи жидкометаллических рабочих тел

2.1 МГД-дроссели с многослойным проточным трактом

2.2 МГД-дроссели с периодическим осе- и неосесимметричным постоянными электромагнитными полями
2.3 МГД-дроссели с цилиндрическим коаксиальным каналом
2.4 МГД-устройства подачи жидкометаллических рабочих тел
2.5 Оптимизационные расчеты МГД-дросселей
2.6 Условия устойчивого управления расходом в жидкометаллической системе с МГД-насосом и дросселем
2.7 Компенсация индуктированных магнитных полей Выводы
3 Исследование и разработка системы «проводник - изоляция» обмоток МГД-машин
3.1 Общая характеристика проблемы создания обмоток МГД-машин
3.2 Тепловые и терморадиационные исследования обмоточных проводов
3.3 Исследование корпусной изоляции обмоток МГД-машин
3.4 Тепловые и терморадиационные исследования обмоток жидкометаллических МГД-машин
3.5 Методика оценки ресурсных характеристик МГД-машин
Выводы
4 Конструкции и области применения созданных
МГД-машин и устройств
4.1 МГД-дроссели для наземных ядерных и исследовательских установок
4.2 МГД-дросели и устройства подачи для космических
и наземных плазменных установок
4.3 Конструкции МГД-насосов пассивного дросселирования для космических и наземных ядерно-энергетических установок
4.4 Конструкция МГД-каналов, обеспечивающих снижение
эффекта дросселирования потока рабочей среды
Выводы
Заключение
Литература
Приложения
Копия диплома о присуждении Премии Правительства РФ в области науки и техники
Копия диплома о присуждении первой премии Президиума АН Латвийской ССР за монографию
Копии удостоверений о награждении Золотой и Серебряной медалями ВДНХ
Копия Акта о внедрении результатов диссертационной работы

Введение
Высокие темпы роста экономики России в последние годы потребовали пересмотра ранее принятых программ социально-экономического развития страны, включая программы развития энергетики, в том числе ее ядерно-энергетической стратегии, в сторону значительного увеличения предполагаемых темпов роста. В настоящее время одобрена «Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики на период до 2020 года», в которой предполагается, что к 2020 г. объем производства элекроэнергии в России должен быть увеличен в 1,7-2 раза по сравнению с 2007 годом. Разрабатывается новая редакция «Энергетической стратегии России на период до 2030 года», в которой также рассматриваются высокие темпы роста электроэнергетики. По предварительным данным этого документа количество генерируемой электроэнергии к 2030 году должно возрасти примерно в 2,2-2,б раза.
Стратегией развития атомной энергетики России предусматривается ввод в систему атомной энергетики реакторов- на быстрых нейтронах («быстрых реакторов»). Хорошо известно, что использование таких реакторов обеспечивает расширенное воспроизводство топлива и замкнутый топливный цикл, при которых не только изотоп уран-235 является энергетическим ресурсом, но и уран-238 после превращения в плутоний становится новым делящимся изотопом. Таким образом, сырьевой ресурс топлива увеличивается в десятки раз. А если принять во внимание, что'при такой эффективности топливного цикла и более дорогие ресурсы природного урана, а в последствии и тория,- становятся рентабельными, то можно говорить о практической неисчерпаемости ресурсной базы атомной энергетики при любых мыслимых масштабах ее развития.
Следует отметить, что наряду с отмеченной стратегией развития наземной ядерной энергетики в настоящее время ведется разработка программы развития космической ядерной энергетики с применением быстрых реакторов.

например с минимальным и средним • значениями коэффициентов
гидравлического сопротивления.
Полученные соотношения не единственный критерий выбора
устройства регулирования. Например, для задач металлургического производства основополагающими критериями чаще всего являются специфические факторы технологического плана, связанные с химической и термической стойкостью металлотрактов устройства, возможностью их изготовления из стандартных элементов огнеупорных материалов,
возможностью легкой замены и т.д.
Окончательный выбор способа и устройства регулирования расхода должен производиться с учетом всех технико-экономических характеристик, перечисленных выше.
Выводы
Рассмотрены общие принципы управления расходом жидкометаллических рабочих тел и классификация дросселирующих МГД-машин.
Приведены разработанные автором базовые конструкционные схемы МГ Д-дросселей.
Предложено основным критерием целесообразности (преимуществом) применения МГД-регуляторов расхода (насосов и дросселей) в сложных жидкометаллических системах считать меньшую потребляемую мощность.
Проведенный анализ различных вариантов регулирования расхода в сложных гидравлических системах, показал, что существуют области оптимального использования различных типов МГД-устройств, а при отношениях КПД дополнительного и основного насосов меньших 0,57, при принятых значениях е, кв и цО, всегда выгоднее вариант регулирования МГД-дросселем. Кроме этого, в разделе отмечены особенности и рекомендации выбора средств регулирования в различных
жидкометаллических системах. . .