EDN: OMNLHD
Авторы
Круглов А.Б., Харитонов В.С., Паредес Л.П.
Организация
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
Круглов А.Б. – доцент, кандидат физико-математических наук. Контакты: 115409, Москва, Каширское ш., д. 31. Тел: (495) 788-56-99, (909) 983-75-44; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Харитонов В.С. – доцент, кандидат технических наук.
Паредес Л.П. – аспирант, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».
Аннотация
В статье представлены результаты исследования методом импульсного лазерного нагрева термических сопротивлений контактов жидкого свинца в зазорах, моделирующих теплопроводящий жидкометаллический подслой в твэлах быстрых реакторов нового поколения. В работе описаны конструкции измерительных ячеек, методика получения и обработки данных экспериментов, представлена информация по теплофизическим свойствам частей измерительных ячеек, приведены результаты оценки погрешности измерений, исследована зависимость термических сопротивлений контактов жидкого свинца в модельных зазорах от температуры и количества плавлений и кристаллизаций свинца. При исследовании смачивания поверхностей сталей и керамик свинцом и сплавом свинца с натрием, проведенном по результатам измерений краевых углов смачивания методом лежащей капли, измерения выполнены при нагревах и последующих охлаждениях контактирующей пары. По результатам экспериментов установлено, что в характерном для работы жидкометаллического теплопроводящего подслоя интервале температур 400–650 °C величина термического сопротивления контактов расплава свинца с теплоотдающими поверхностями достигает величины 1·10–5 (м2·К)/Вт. Такие термические сопротивления необходимо учитывать при анализе теплопередачи в твэлах с жидкометаллическим подслоем. По результатам исследования смачивания показана перспективность использования сплава свинца с натрием в качестве металла теплопроводящего подслоя.
Ключевые слова
твэлы, теплопроводящий подслой, термическое сопротивление подслоя, метод импульсного нагрева, смачивание в подслое, краевой угол смачивания, метод лежащей капли
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Троянов В.М., Грачев А.Ф., Забудько Л.М., Скупов М.В. Перспективы использования нитридного топлива в быстрых реакторах с замкнутым топливным циклом. Атомная энергия, 2014, т. 117, вып. 2, с. 69–75.
- Адамов Е.О., Забудько Л.М., Рачков В.И. и др. Разработка твэла с нитридным уран-плутониевым топливом с жидкометаллическим подслоем. Атомная энергия, 2019, т. 127, вып. 5, с. 255–262.
- Kruglov A.B., Kruglov V.B., Struchalin P.G., Kharitonov V.S. et al. Thermal Conductivity of Pb-Mg-Zr Alloys and the Thermal Resistance of the Interface Between Alloys and EP-823 Steel in the Temperature Range of 300–900 °C. Bulletin of the Lebedev Physics Institute, 2016, vol. 43, issue 10, pp. 302–305.
- Круглов А.Б., Круглов В.Б., Харитонов В.С., Стручалин П.Г. Методика исследования термического сопротивления контакта жидкого металла и теплопередающей поверхности. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 4, с. 141–146.
- Круглов А.Б., Рачков В.И., Меринов И.Г., Харитонов В.С., Паредес Л.П. Теплопроводность свинца в диапазоне температур 350–1000 °С. Теплофизика и аэромеханика, 2022, т. 29, № 4, с. 647–654.
- Bobkov V.P., Fokin L.R., Petrov E.E., Popov V.V., Rumiantsev V.N., Savvatimsky A.I. Thermophysical properties of materials for nuclear engineering: a tutorial and collection of data. Ed. P.L. Kirillov.
Vienna, IAEA, 2008. P. 88.
- Sobolev V. Database of thermophysical properties of liquid metal coolants for GEN-IV. Boeretang: SCK-CEN, 2010. Pp. 143–147.
- Таблицы стандартных справочных данных. Стали 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т. Удельная теплоемкость и удельная энтальпия в диапазоне температур 400–1380 К при атмосферном давлении. ГСССД 32-82. М.: Изд-во стандартов, 1983. 9 с.
- Таблицы стандартных справочных данных. Сталь нержавеющая марки 12Х18Н10Т. Теплопроводность при температурах 340–1100 К. ГСССД 165-94. М.: Изд-во стандартов, 1994. 10 с.
- Таблицы стандартных справочных данных. Молибден, монокристаллическая окись алюминия, сталь 12Х18Н10Т. Температурный коэффициент линейного расширения. ГСССД 59-83. М.: Изд-во стандартов, 1984. 6 с.
- Kruglov A.B., Kruglov V.B., Struchalin P.G., Kharitonov V.S. Study of Thermophysical Properties of EP-823 Steel in the Temperature Range of 200–900 °C. Bulletin of the Lebedev Physics Institute, 2015, vol. 42, no. 9, pp. 264–267.
- Директор Л.Б., Зайченко В.М., Майков И.Л. Усовершенствованный метод лежащей капли для определения поверхностного натяжения жидкостей. ТВТ, 2010, т. 48, вып. 2, с. 193–197.
- Кармоков А.М., Дышекова А.Х., Молоканова О.О. Измерение краевого угла смачивания свинцом поверхности оксида железа и реакторной стали ЭИ-852. Прикладнаяфизика, 2017, № 3, с. 85–88.
УДК 621.311.25(6)
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 3, c. 213-223
