CC BY-NC
10
V.V. Kozhemyakin, N.A. Morozov Application of a thermocompressor in a nuclear power plant with a liquid metal coolant
DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-171-172 УДК 621.039.53
В.В. Кожемякин, Н.А. Морозов
СПбГМТУ, Санкт-Петербург
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОКОМПРЕССОРА НА ЯЭУ С ЖМТ
В работе рассматривается возможность применения термокомпрессора на ЯЭУ с ЖМТ. Работа посвящена тому, как за счет увеличения выходящего импульса, достичь увеличения давления.
Ключевые слова: пароперегреватель, термокомпрессор, острый пар, кризис теплообмена. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-171-172 UDC 621.039.53
V.V. Kozhemyakin, N.A. Morozov
St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg
APPLICATION OF A THERMOCOMPRESSOR IN A NUCLEAR POWER PLANT WITH A LIQUID METAL COOLANT
The paper considers the possibility of using a thermocompressor at a nuclear power plant with a liquid metal coolant. The work is devoted to how, by increasing the output pulse, to achieve an increase in pressure. Key words: superheater, thermocompressor, acute steam, heat transfer crisis. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.
Ядерные энергетические установки с жидкометал-лическим теплоносителем позволяют существенно повысить температуру теплоносителя первого контура и, соответственно, температуру пара. Например, в реакторе на быстрых нейтронах «БРЕСТ-ОД-300» температура свинца на выходе из активной зоны составляет 535 °С [1]. При таком уровне температур в парогенераторе на всем протяжении эко-номайзерного и испарительного участков будет наблюдаться кризис теплообмена.
Чтобы избежать образования кризиса в реакторе «БРЕСТ-ОД-300» используется сложный по конструкции погружной парогенератор.
Другим вариантом решения этой проблемы является использование пароперегревателя вместо парогенератора. Теплоноситель первого контура в этом случае передает тепло перегретому пару, питательная вода испаряется за счет энергии
острого пара. При этом необходимо обеспечить Рис. 1. Размещение термокомпрессора в контуре
Для цитирования: Кожемякин В.В., Морозов Н.А. Применение термокомпрессора на ЯЭУ с ЖМТ. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 171-172.
For citations: Kozhemyakin V.V., Morozov N.A. Application of a thermocompressor in a nuclear power plant with a liquid metal coolant. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 171-172 (in Russian).
циркуляцию пара через испаритель и пароперегреватель (рис. 1).
Устройством, которое может испарять воду и обеспечивать циркуляцию пара является термокомпрессор.
Принцип работы термокомпрессора заключается в следующем. Если пар разогнать, потом охладить и затормозить, то статическое давление пара повысится. Охлаждение пара можно обеспечить за счет испарения воды.
Пит Термокомпрессор
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
171
В.В. Кожемякин, Н.А. Морозов Применение термокомпрессора на ЯЭУ с ЖМТ
Таблица 1. Параметры точек
n 1 2 3 4 5 6
P, МПа 17 13 13 13,4 18 18
T, °С 510 463,16 464,79 358 401,45 399,02
I, кДж/кг 3313,7 3232,2 3237,0 2831,1 2892,8 2881,1
S, кДж/кг-K 6,3013 6,3014 6,3079 5,6977 5,6977 5,6804
PI
Рис. 2. ¡-в диаграмма протекающих процессов в термокомпрессоре
Однако испарение воды увеличивает объемный расход пара, что отрицательно сказывается на повышении давления.
И вот здесь вопрос состоит в том, как даже за счет увеличения выходящего импульса, достичь увеличения давления.
На рис. 2 представлена i-s диаграмма протекающих процессов в термокомпрессоре.
В таблице 1 представлены параметры точек, изображенных на рис. 2. Расчеты выполнялись в соответствии с i-s диаграммой.
Точка 1, исходная точка, пар с соответствующим давлением и температурой. Затем идет изоин-тропное расширение по вертикали с нарастанием энтропии в точке 2. На самом деле, процесс идет с потерями в точку 3. В цилиндрической камере, процесс 3-4, происходит смешение пара с водой. В точке 4 образуется пар с новым давлением и энтальпией. И затем идет торможение, изоинтропное, в точке 5. Но так как присутствуют потери, то в точку 6.
Список использованной литературы
1. Реакторная установка естественной безопасности БРЕСТ-ОД-300 [Электронный ресурс] // URL: https://www.nikiet.ru/index.php/2018-05-15-08-28-0/ innovatsionnye-proekty/brest-od-300 (дата обращения 22.01.2021).
Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Кожемякин В.В., Морозов Н.А., 2021
172
Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021
