ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Авторы

Ульянов В.В., Кошелев М.М., Коновалов М.А., Харчук С.Е.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Ульянов В.В. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: +7 (484) 399-80-14; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Кошелев М.М. – младший научный сотрудник.
Коновалов М.А. – младший научный сотрудник.
Харчук С.Е. – научный сотрудник.

Аннотация

В рамках поиска новых направлений применения жидкометаллических теплоносителей предложено их использование для охлаждения кристаллизаторов стали машин непрерывного литья заготовок вместо воды. Это позволит за счет осуществления паросилового цикла с получением электрической энергии сократить энергетические затраты при производстве стали до 40 %. Предлагаемая замена требуется проведения комплекса исследований, включающих в себя выбор жидкометаллического теплоносителя, моделирование охлаждения жидкометаллическим теплоносителем каналов кристаллизатора различной формы. Выбор жидкометаллического теплоносителя для использования его при отводе тепла от кристаллизатора стали должен проводиться на основании следующих критериев: цена, теплопроводность, теплоемкость, давление насыщенных паров, температура плавления, температура кипения, коррозионное взаимодействие с конструкционными материалами, токсичность и др. Установлено, что наилучшим образом при охлаждении кристаллизуемой стали в машинах непрерывного литья заготовок подходит эвтектический сплав свинца с висмутом, успешно использовавшийся в качестве теплоносителя судовых реакторов в Советском Союзе. В статье представлены результаты анализа охлаждения затвердевающей жидкой стали в канале кристаллизатора круглого сечения Pb-Bi (водой). Полученные результаты подтверждают принципиальную возможность перехода от охлаждения водой кристаллизатора к жидкометаллическому охлаждению с термодинамическими параметрами теплоносителя на выходе из кристаллизатора достаточными для реализации паросилового цикла. Целесообразно продолжение исследований для выбора материала стенки и определения оптимальной формы охлаждающих каналов кристаллизатора для максимальной интенсификации теплообмена между застывающей сталью и Pb-Bi.

Ключевые слова
легкоплавкие металлы и сплавы, свинцово-висмутовый теплоноситель, реакторные установки, машины непрерывного литья заготовок, кристаллизатор стали

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 536.24

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2020, выпуск 2, 2:12