Газовые теплоносители. Свойства. Достоинства и недостатки

В настоящее время практический интерес представляют: He, H₂, N₂, CO₂ и воздух. Наилучшими теплофизическими свойствами обладает водород, но он обладает высокой коррозийной активностью по отношению к материалам АЗ, он также взрывоопасен. По совокупности всех требований наиболее пригоден He. На первых этапах наиболее часто применяется СО₂.

Достоинства газовых теплоносителей:

1) Однофазный теплоноситель газ позволяет получать высокие температуры на выходе из реактора до 1000˚С и выше не зависимо от его давления.

2) Высокая температура теплоносителя делает возможным реализацию наиболее эффективных тепловых схем с максимальным термическим КПД.

3) Малое микроскопическое сечение поглощения нейтронов у газов даёт значительную экономию нейтронов в АЗ.

4) При аварийных ситуациях, связанных с разгерметизацией 1-го контура, газоохлаждаемые реакторы оказываются наиболее безопасными с точки зрения радиационного воздействия на окружающую среду.

5) Возможность применения одноконтурных газоохлаждаемых схем. Реализация преобразования тепловой энергии в механическую непосредственно.

Недостатки:

1) Требуется прокачка большого объёма газа через реактор для обеспечения эффективного теплосъёма. Эта необходимость возникает вследствие небольшой плотности, низкой объёмной теплоёмкости и небольшого коэффициента теплопроводности газов. Затраты энергии на перекачку теплоносителя достигают 20% вырабатываемой энергии, в то время как для воды 5-6%.

2) Требуется хорошая герметизация циркуляционного контура, вследствие высокого давления для лучшей перекачки теплоносителя.

3) Возникновение газовой коррозии.

4) Требуется отчистка газов от примесей.