Исследование влияния продуктов деления оксидного топлива на выходную мощность термоэмиссионных электрогенерирующих каналов

• Автор: Шумилов, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Список условных сокращений
1 Электрогенерирующий канал с сообщающимися полостями межэлектродного зазора и тепловыделяющего элемента и некоторые его свойства
1.1 Многоэлементный электрогенерирующий канал
1.2 Основные физические и физико-химические свойства, определяющие вынос продуктов деления в МЭЗ
1.3 Влияние продуктов деления на работу выхода материала эмиттера ЭГК
1.4 Фазовый и химический состав продуктов деления в оксидном топливе
2 Расчет радиального распределения химического и фазового состава
продуктов деления в топливном сердечнике, а также парциальных давлений компонентов газовой фазы в центре топлива
2.1 Расчет распределения концентраций продуктов деления в топливном сердечнике
2.2 Расчет фазового состава и парциальных давлений продуктов деления в достехиометрическом оксидном топливе
3 Кинетика поведения продуктов деления в оксидном топливе и МЭЗ
вентилируемых термоэмиссионных ЭГК
3.1 Диффузионная модель выхода продуктов деления из оксидного топлива через ГОУ в МЭЗ ЭГК
3.2 Результаты расчетов потоков продуктов деления в МЭЗ на форсированном и номинальном режимах
3.3 Результаты расчетов распределения среднего давления изотопов продуктов деления Ва, 8г и I в МЭЗ на форсированном режиме
3.4 Оценка степени покрытия коллектора продуктом деления Ва
3.5 Методика расчёта термодиффузии некоторых продуктов деления в оксидном топливе и их вынос через ГОУ в МЭЗ
3.6 Оценка диффузии некоторых продуктов деления через монокристаллический вольфрамовый эмиттер
4 Термодинамический анализ химического состояния и фазового состава
продуктов деления в оксидном топливе при испытании ЭГК в петлевом канале и расчет парциальных давлений компонентов в топливной полости ЭГЭ №5 на шестом цикле
4.1 Расчет распределения выгорания урана и концентраций продуктов деления в топливном сердечнике
4.2 Расчет распределения фазового состава и парциальных давлений компонентов газовой фазы центральной топливной полости в процессе пуска и останова ЭГК в составе ПК

5 Диффузионная модель выноса изотопов бария и йода из оксидного
топлива в МЭЗ на нестационарных режимах работы
6 Математическое моделирование распределения концентрации продуктов
активации цезия в МЭЗ вдоль ЭГК
7 Оценка влияния продуктов деления на выходную мощность
термоэмиссионных ЭГК в зависимости от различных конструктивных схем
7.1 Термодинамические расчеты фазового состава летучих продуктов деления в топливной полости, МЭЗ и ВЦС
7.2 Термодинамика поведения летучих продуктов деления в ВЦС
7.3 Моделирование распределения давления продуктов деления в газовой фазе МЭЗ и ВЦС для ЭГК с сообщающимися и разделенными полостями МЭЗ и твэл
7.4 Кинетика совместной адсорбции Ся, Бг и Ва на поверхностях электродов
7.5 Влияние совместной адсорбции Ся и Ва на изменение работы выхода вольфрамового коллектора и выходную мощность ЭГК
Выводы
Источники
Приложение А: текст с комментариями программы ВЮХ
Приложение Б: текст с комментариями программы МКРКГ)
Приложение В: текст программы ИРСОУ

Список условных сокращений
ВАХ вольтамперная характеристика
ВЦС вакуумно-цезиевая система
ГОУ газоотводное устройство
гпд газообразные продукты деления
ГПРТ генератора паров рабочего тела
гпц генератора паров цезия
мэз межэлектродный зазор
ПАЦ продукты активации цезия
ПД продукты деления
ПК петлевой канал
ТВЭЛ тепловыделяющий элемент
ТРП термоэмиссионные реакторы-преобразователи
эгк электрогенерирующий канал
эгэ электрогенерирующий элемент
ЯЭУ ядерная энергетическая установка
FIMA fissions per initial metal atom

Потоки изотопов продуктов деления рассчитывались по граничному условию (3.3), а для последующего анализа и расчета распределения среднего давления продуктов деления в МЭЗ аппроксимировались следующей зависимостью от времени:
где а]хк и ft — коэффициенты аппроксимации; j - элемент (Ва, Sr, I); i— номер изотопа (i=l,2,...); к-номер ЭГЭ (к=1,2..9).
3.2 Результаты расчетов потоков продуктов деления в МЭЗ на форсированном и номинальном режимах
Расчеты потоков продуктов деления Ва, Sr, I через ГОУ в МЭЗ проводили при следующих параметрах:
а) форсированный режим работы ЭГК: время - 8760 часов, скорость выгорания - 1,26'10'4 % FIMA/час, максимальная температура топлива - 2400 К, температура топлива вблизи эмиттера - 2100 К, температура ГОУ - 2400 К, давление - Cs 1-2 торр, длина ГОУ- 3 мм, диаметр канала ГОУ - 200 мкм;
б) номинальный режим работы ЭГК: время - 52560 часов, скорость выгорания - 7 10'5 % FIMA/час, максимальная температура топлива - 2100 К, температура топлива вблизи эмиттера - 1800 К, температура ГОУ - 2100 К, давление - Cs 1-2 торр, длина ГОУ- 3 мм, диаметр канала ГОУ - 200 мкм.
(3.4)