Реакторный теплоноситель - это жидкое или газообразное вещество (или кипящая жидкость), предназначенное для отвода генерируемого в реакторе тепла с целью его дальнейшего использования.
Поскольку непрерывно циркулирующий через активную зону ЭЯР теплоноситель является неотъемлемой её частью, к нему предъявляются те же нейтронно-физические требования, что и к замедлителю: минимальные значения макросечений поглощения тепловых и резонансных нейтронов (обуславливающие более высокие значения θ и φ); желательна большая величина замедляющей способности (ξΣs) - для того, чтобы помогать основному замедлителю интенсивно замедлять нейтроны; радиационная, химическая и термическая стойкость в реакторных рабочих условиях; совместимость теплоносителя с топливной композицией и всеми конструкционными материалами активной зоны, понимая под этим термином отсутствие заметного химического или диффузионного взаимодействия теплоносителя с этими материалами в течение длительного времени работы реактора.
Кроме того, к теплоносителю предъявляются "обычные" теплофизические требования, как то:
- высокая удельная теплоемкость cp при рабочих температурах (так как отводимая теплоносителем тепловая мощность (Qp = GтcpΔtт) прямо пропорциональна удельной теплоёмкости cp и массовому расходу Gт прокачиваемого через активную зону теплоносителя, то с увеличением cp для отвода той же тепловой мощности Qp требуется меньший расход теплоносителя Gт, а значит - и меньшие энергетические затраты на его циркуляцию через реактор);
- малый коэффициент динамической вязкости теплоносителя μт при рабочих средних температурах в активной зоне, так как с его величиной связана величина гидравлических потерь при прохождении активной зоны, а также величина коэффициента теплоотдачи от поверхности твэлов к теплоносителю;
- высокий коэффициент теплопроводности теплоносителя λт при рабочих температурах (также связанный с величиной коэффициента теплоотдачи к теплоносителю, определяющей эффективность теплообмена в реакторе);
- неподверженность теплоносителя кризисным явлениям в условиях высоких удельных тепловых нагрузок в активной зоне.
В практике отечественного реакторостроения конкурс на лучший теплоноситель для тепловых реакторов АЭС выиграла лёгкая вода: в реакторах типа ВВЭР - вода под давлением, в реакторах РБМК - кипящая вода.
Аббревиатура ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) означает, что и замедлителем, и теплоносителем в этом реакторе служит вода.
В реакторе же типа РБМК (реактор большой мощности канальный) кипящая вода, являясь теплоносителем, в силу своих приличных замедляющих свойств служит дополнительным внутриканальным замедлителем.
Поскольку непрерывно циркулирующий через активную зону ЭЯР теплоноситель является неотъемлемой её частью, к нему предъявляются те же нейтронно-физические требования, что и к замедлителю: минимальные значения макросечений поглощения тепловых и резонансных нейтронов (обуславливающие более высокие значения θ и φ); желательна большая величина замедляющей способности (ξΣs) - для того, чтобы помогать основному замедлителю интенсивно замедлять нейтроны; радиационная, химическая и термическая стойкость в реакторных рабочих условиях; совместимость теплоносителя с топливной композицией и всеми конструкционными материалами активной зоны, понимая под этим термином отсутствие заметного химического или диффузионного взаимодействия теплоносителя с этими материалами в течение длительного времени работы реактора.
Кроме того, к теплоносителю предъявляются "обычные" теплофизические требования, как то:
- высокая удельная теплоемкость cp при рабочих температурах (так как отводимая теплоносителем тепловая мощность (Qp = GтcpΔtт) прямо пропорциональна удельной теплоёмкости cp и массовому расходу Gт прокачиваемого через активную зону теплоносителя, то с увеличением cp для отвода той же тепловой мощности Qp требуется меньший расход теплоносителя Gт, а значит - и меньшие энергетические затраты на его циркуляцию через реактор);
- малый коэффициент динамической вязкости теплоносителя μт при рабочих средних температурах в активной зоне, так как с его величиной связана величина гидравлических потерь при прохождении активной зоны, а также величина коэффициента теплоотдачи от поверхности твэлов к теплоносителю;
- высокий коэффициент теплопроводности теплоносителя λт при рабочих температурах (также связанный с величиной коэффициента теплоотдачи к теплоносителю, определяющей эффективность теплообмена в реакторе);
- неподверженность теплоносителя кризисным явлениям в условиях высоких удельных тепловых нагрузок в активной зоне.
В практике отечественного реакторостроения конкурс на лучший теплоноситель для тепловых реакторов АЭС выиграла лёгкая вода: в реакторах типа ВВЭР - вода под давлением, в реакторах РБМК - кипящая вода.
Аббревиатура ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) означает, что и замедлителем, и теплоносителем в этом реакторе служит вода.
В реакторе же типа РБМК (реактор большой мощности канальный) кипящая вода, являясь теплоносителем, в силу своих приличных замедляющих свойств служит дополнительным внутриканальным замедлителем.