Исследование Университета Мичигана продемонстрировало, что графитовое уплотнение выдержало воздействие высокотемпературной соляной среды без заметной деградации
Наука и космос055 минут назад
Исследователи из Университета Мичигана завершили уникальный продолжительный эксперимент по проверке коммерческого уплотнения вала для реактора на расплавленных солях (Molten Salt Reactor, MSR). Эксперимент длился 2300 часов и проводился в условиях, имитирующих функционирование компонентов будущих реакторов на расплавах солей.
Для проведения эксперимента была разработана специализированная установка Shaft Seal Test Facility, в которой тестировалось кольцевое графитовое уплотнение. Эти элементы необходимы для герметизации вращающихся частей насосов и предотвращения утечки агрессивных паров и токсичных газов, включая фтороводород.
Реакторы на расплавах солей функционируют при более высокой температуре и низком давлении по сравнению с традиционными реакторами, но требуют надежных систем герметизации из-за химически активной среды. В установке Университета Мичигана два резервуара из нержавеющей стали были соединены трубопроводами: нижний резервуар содержал 32 кг соли FLiNaK, которая перемещалась в верхний резервуар под действием перепада давления, имитируя условия внутри активной зоны реактора.
FLiNaK — это смесь фторидов лития, натрия и калия, которая по своим характеристикам схожа с расплавами, применяемыми в ядерных системах, однако не содержит радиоактивных элементов. Внутри установки вал с электродвигателем вращался на скорости 1500 оборотов в минуту, а графитовое уплотнение подвергалось воздействию высоких температур, паров и различных защитных газов.
По истечении 2300 часов работы специалисты не обнаружили значительного коррозийного или разрушительного воздействия на уплотнение. При этом для стабилизации элемента потребовалось около 10 дней: в процессе притирки трение сформировало микроскопический зазор, что позволило сбалансировать внутреннее давление системы.
Эксперимент также продемонстрировал, что температура работы и скорость вращения вала почти не оказывали влияния на эффективность уплотнения. Ключевым фактором оказался выбор защитного газа: аргон продемонстрировал лучшие результаты по сравнению с гелием и азотом, поддерживая более высокое давление в резервуаре при одинаковых расходах газа.
«Это исследование предоставляет важные экспериментальные данные в реалистичных эксплуатационных условиях и помогает заполнить пробелы в знаниях для проектирования будущих реакторов», — подытожил Сяодун Сун (Xiaodong Sun), профессор инженерии и радиологических наук Университета Мичигана.
Долгосрочные эксперименты с высокотемпературными фторидными солями проводятся крайне редко: менее 10 установок в мире смогли провести испытания с более чем 10 кг таких материалов продолжительностью свыше 100 часов. Полученные данные окажутся полезными при проектировании и масштабировании систем для реакторов на расплавах солей и других энергетических установок.
Darth SaharaИсточники:Progress in Nuclear EnergyНаука и космос0Ядерная энергетикаЭнергетикаРеакторыЭкспериментальные установки55 минут назад
Источник