Технологические факторы легких жаростойких бетонов при применении в шахте ядерных реакторов нового поколения

• Автор: Хаджишалапов, Гаджимагомед Нурмагомедович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 377 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО РЕШЕНИЯ ШАХТЫ РЕАКТОРА

1.1 .Виды шахты реактора

1.2 Влияние конструктивного решения шахты ядерного реактора на выбор материалов, применяемых для его строительства.
1.3. Анализ существующих видов жаростойких бетонов с целью оценки возможности их использования в ядерных реакторах

1.4.Данные о высокоглиноземистом цементе

1.5. Жаростойкие бетоны на высокоглинозмистом цементе

1.6. Гипотеза работы

1.7. Выводы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ЖАРОСТОЙКОМУ БЕТОНУ И ОЦЕНКЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Обоснования требований, предъявляемых к жаростойким бетонам для ядерного реактора с теплоносителем из жидкого свинца
2.2. Анализ и оценка исходных материалов, которые могут быть использованы для жаростойкого бетона шахты реактора.
2.3. Подбор состава жаростойких бетонов на ВГЦ
2.4. Выводы.
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Характеристика исходных материалов.
3.2. Методика исследований
3.2.1. Определение физикомеханических характеристик
3.2.2. Определение теплофизических параметров
3.2.3. Определение физикохимических характеристик.
3.2.4. Определение стойкости жаростойкого бетона в жидком свинце.
3.2.5. Методика радиационнотермических испытаний жаростойкого теплоизоляционного бетона на газовыделение для шахты реактора
3.2.6. Моделирование протечки теплоносителя
3.2.7. Методика определения долговечности
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА ДЛЯ ШАХТЫ РЕАКТОРА.
4.1. Исследование жаростойкого шлакопемзобетона на высокоглиноземистом цементе.
4.1.1. Физикомеханические исследования
4.1.2. Теплофизические исследования
4.1.3. Физикохимические исследования жаростойкого шлакопемзобетона на высокоглиноземистом цементе.
4.1.3.1. Рентгенографический и спектральный анализ
4.1.3.2. Термографический анализ
4.2. Исследования жаростойкого керамзитобетона на высокоглиноземистом цементе.
4.2.1. Физикомеханические исследования
4.2.2. Теплофизические исследования
4.2.3. Физикохимические исследования жаростойкого керамзитобетона наВГЦ.
4.2.3.1 Оптический анализ.
4.3. Исследование жаростойкого шамотного бетона на высокоглиноземистом цементе.
4.3.1. Физикомеханические исследования
4.3.2. Теплофизические исследования
4.3.3. Физикохимические исследования жаростойкого шамотного бетона
на ВГЦ.
4.3.3.1. Оптический анализ.
4.4. Исследования стойкости в жидком свинце жаростойкого бетона на ВГЦ с заполнителем из шлаковой пемзы
4.5. Исследование радиационнотермической стойкости
4.6 Анализ моделирования протечки теплоносителя
4.7. Теплотехнический расчет и расчет термонапряженного состояния шахты реактора
4.7.1. Исходные данные на теплотехнический расчет шахты реактора БРЕСТОДЗОО.
4.7.2.Теплотехнический расчет шахты реактора.
4.7.3. Обзор состояния проблемы по расчету шахтыреактора БРЕСТ ОД 0.
4.7.5.Расчетная схема и основные предпосылки, принимаемые при численном расчете шахты реактора БРЕСТОДЗОО
4.7.6.Анализ напряженного состояния
4.7.7. Подбор арматуры.
4.7.8.Расчетные сочетания нагрузок.
4.7.9.0сновные выводы по результатам расчета напряженно
деформированного состояния.
4.7. Выводы
5. РЕЖИМЫ И ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ И ПЕРВОГО РАЗОГРЕВА ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ ДШ ШАХТЫ РЕАКТОРА.
5.1. Выбор режима сушки
5.2. Исследование проницаемости характер процесса тепла и массопереноса при интенсивном нагреве жаростойких капиллярнопористых материалов
5.3.Сушка жаростойкого бетона корпуса шахты реактора, запроектированного КБСМ.
5.4. Сушка и первый разогрев тепловых агрегатов
5.5. Выводы
б.ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИ ШАХТЫ РЕАКТОРА БРЕСТОДЗОО.
6.1. Основные принципы компоновки шахты реактора.
6.2. Эскизный вариант шахты реактора.
6.3.Вывод ы
7. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ШАХТЫ РЕАКТОРА
7.1. Технологическая последовательность устройства шахты реактора
7.2. Технология устройства тепловой изоляции шахты реактора из сборных блоков.
7.3. Технологии возведения шахты реактора из монолитного бетона
7.4. Выводы
8. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА ДЛЯ ШАХТЫ РЕАКТОРА.
8.1. Краткие данные о технологии изготовления жаростойкого бетона.
8.2. Составы и основные свойства теплоизоляционных жаростойких бетонов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Следовательно, в целом жаростойкие бетоны достаточно хорошо научно проработаны и могут быть рассмотрены как материалы с большими возможностями для применения в ядерной энергетике. При использовании портландцемента необходимо добавлять огнеупорные или из других материалов тонкомолотые добавки, стабилизирующие цементный камень, обеспечивающие протекание реакций в твердых фазах между добавками и оксидом кальция с образованием безводных силикатов и алюминатов кальция, стойких при высоких температурах , 2, 4. Добавки также снижают усадку бетона, повышая его трещиностойкость. Они могут быть из шамота, хромита, доменного шлака, пемзы, туфа, лесса, керамзита и других материалов. Не рекомендуется использовать добавки, претерпевающие в процессе нагревания изменение структуры или значительную усадку. Оптимальное содержание тонкомолотых добавок, как правило, составляет от массы цемента. Целесообразно в бетонах для реакторов увеличить количество некоторых из них до 0 например, шамота, что будет способствовать повышению прочности и снижению усадки бетона при высокой температуре в реакторе, но увеличит продолжительность его сушки и вывода на рабочий режим. Последнее при очень маленьких скоростях нагрева массива реактора менее 5 Счас не имеет большого значения. Необходимо иметь в виду, что огнеупорные тонкомолотые добавки например, с содержанием Сгз , как в работе 2 могут привести к большому снижению прочности бетона при температуре выше 0С, что связано с отсутствием стабилизации 2 i, который при 5С переходит в уформу с нарушением структуры цементного камня. С необходимо вводить небольшое количества фосфоритной муки или силикатглыбы. Связка на основе портландцемента позволяет изготовить жаростойкие бетоны с температурой применения 0С. Использование в качестве добавки тонкодисперсного кремнезема 2 дает возможность увеличить температуру до С, а тонкомолотой силикатглыбы до С. Портландцемент является наиболее дешевым и широко распространенным видом вяжущего. При его применении в жаростойком бетоне тонкомолотая добавка в портландцемент удорожает его стоимость примерно в 1,5 раза. Применение шлакопортландцемента, по нашему мнению, нежелательно, т. Граница между глиноземистым и высокоглиноземистым цементами А0з достаточно условна и требует дополнительных исследований и теоретического обоснования, т. На основе глиноземистых цементов при соответствующих огнеупорных заполнителях например, шамотных можно изготовить жаростойкие бетоны с температурой применения С без тонкомолотых добавок. С изза его низкой прочности в этом интервале температур. Кроме того, необходимо учитывать, что при изготовлении изделий на этом виде вяжущего необходим строгий контроль температуры бетонной смеси при ее твердении если температура будет выше С, то в результате перекристаллизации гидроалюминатов кальция бетон потеряет свою прочность 1. Бетоны на высокоглиноземистом цементе с содержанием А2О3 от до и более, обладают, по сравнению с бетонами на глиноземистом вяжущем, существенными преимуществами температура их применения до С, , причем, они имеют повышенную термостойкость и прочность в температурном интервале 0С. Их физикомеханические свойства близки по своим показателям к соответствующим обожженным огнеупорным изделиям 9. Существует достаточное количество примеров хорошей службы бетонов на высокоглиноземистом цементе в промышленности 4, ,,, ,, ,,2,0. Для повышения огнеупорности глиноземистого вяжущего можно в его состав вводить тонкодисперсные материалы тонкость помола не менее, чем у цемента с огнеупорностью не ниже, чем температура применения бетона, или материалы, которые при нагреве в результате реакций в твердой фазе с вяжущим образуют высокоогнеупорные соединения без легкоплавких эвтектик. Например, оксид магния, связывающий кремнезем цемента в фостерит и шпинели, огнеупорную глину. Связку можно поризовать введением материалов, которые выгорают при высокой температуре. Следовательно, жаростойкий бетон на высокоглиноземистом цементе наиболее целесообразно применять при строительстве ядерных реакторов, т.