Исследование и экспериментальное обоснование конструкции элементов атомной газотурбинной установки с гелиевым теплоносителем с учетом их газодинамических и гидравлических особенностей тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ
Струев, Вячеслав Петрович
АВТОР
|
||||
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Санкт-Петербург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
1999
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.02.05
КОД ВАК РФ
|
||
|
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГГ5 од
" -п На правах рукописи
СТРУЕВ Вячеслав Петрович
ИССЛЕДОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ АТОМНОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ С ГЕЛИЕВЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ С УЧЕТОМ ИХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ
01.02.05 - механика жидкости, газа и пда. -ч
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Санкт-Петербург - 1995
Работа выполнена в ЦНИИ имени академика А.Н.Крылова Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук, профессор Филиппов Борис Васильевич
доктор физико-математических наук, профессор Павловский Валерий Алексеевич
доктор технических наук, профессор Сегаль Михаил Давыдович
Ведущая организация - АООТ Научно-производственное объединение Центральный котло-турбинный институт им.И.И.Ползунова
Защита состоится " 1996 г. б "/У" часов
на заседании диссертационного совета Д 063.57.34 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198904, С.-Петербург, Старый Петергоф, Библиотечная пл.. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.М.Горького Санкт-Петербургского государственного университета: Университетская наб.. д.7/9.
Автореферат разослан " " 1996 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, профессор
С. А. Зегжда
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. На протяжении последних тридцати лет как отечественные, так и зарубежные исследователи неоднократно обращались к попыткам создания атомных энергетических установок с гелиевым, теплоносителем, причем нужно отметить, что эти работы проводились в промышленно развитых странах США. Западной Европы и Японии. Однако, в начальный период, в •связи с отсутствием реальных технических решений по тепловыделяющим элементам, а также сложности создания работоспособного оборудования на гелии, это направление не получило широкого развития, как. например, атомные энергетические установки с водой под давлением. В то же время, интерес, наряду с западными странами, к стационарной и транспортной атомной энергетике с гелиевым теплоносителем проявляется и в России, учитывая ряд вакнейших преимуществ гелия:
- фазовая стабильность молекулы гелия, являющаяся предпосылкой достижения самых высоких температур в цикле, а стало быть, и наивысшего к.п.д. установки;
- химическая инертность гелия по отношению к конструкционным материалам, приводящая к повышению стойкости и ресурса оборудования при высоких температурах;
- неактивируемость гелия, что открывает возможность существенного уменьшения биологической и противорадиационной защиты вокруг оборудования установки и дает шанс создания одноконтурной установки, а следовательно резкого сокращения ее массы и габаритов;
- отсутствие наведенной радиоактивности и токсичности, что способствует резкому улучшению радиационной обстановки, особенно при утечках теплоносителя;
- гелий на горюч, доступен, его утечка (или впрыск) не вносят изменений в реактивность системы, что повышает безопасность реактора;
- возможность любой ориентации реактора из-за отсутствия уровня и стало быть отсутствия обнажения твэлов в активной зоне в аварийных ситуациях. Естественно ожидать, что сочетание таких свойств позволит ожидать широкого применения
гелиевых атомных газотурбинных установок на транспортных судах различного назначения, где применение традиционных АЭУ невозможно или не эффективно. С большой долей оптимизма можно прогнозировать в будущем переход от паросиловых атомных энергетических установок к одноконтурным атомным газотурбинным установкам с гелиевым теплоносителем. Однако, переход к атомным газотурбинным установкам (АГТУ) с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами (ВТГР) предполагает переход на более высокий уровень знаний и технологий по основному набору оборудования и физических процессов, на которых основано их функционирование. А учитывая существенные ограничения по массе и габаритам, а также тот факт, что установка должна быть безопасной, и дополнить возможности атомной энергетики, заполняя ту нишу, в которую не могут попасть атомные энергетические установки ни с водо-водяными реакторами (ВВР), ни с жидкометаллическими реакторами (КМТ), эта задача значительно усложняется. И только после исследований и отработки оборудования АГТУ. основанного на новых принципах, возникнут возможности по более широкому внедрению АГТУ с гелиевым ВТГР.
Цель работы. Ввиду того, что основные элементы как ВТГР, так и контура АГТУ имеют существенные отличия от применявшихся в атомной энергетике. Основной целью исследования было получение объективных, прежде всего экспериментальных данных о физических процессах, происходящих в оборудовании. Эта задачи укрупненно подчинены трем направлениям:
- исследованию газодинамических, гидравлических и диффузионных характеристик оборудования ВТГР и АГТУ. в частности, газодинамики и теплообмена в коллекторных тепловыделяющих каналах, гидравлических характеристик активной зоны, схемных решений газовой системы регулирования, механизма диффузии осколков деления из твэлов и их массоперенос, характеристик водяного уплотнения вала при различных режимах эксплуатации, режимов обтекания трубной системы концевого теплообменника при поверхностном кипении теплоносителя, динамики АГТУ при различных режимах, в том числе и режима естественной циркуляции при расхолаживании останов-
ленного реактора;
- исследованию механического воздействия при функционировании узлов оборудования, в основном, сложного напряженно деформированного состояния оболочки шарового твэла в условиях давления образующихся при делении нуклидов и прежде всего радиационных благородных газов (РБГ), характеристик трущихся поверхностей исполнительного механизма СУЗ и прежде всего стопорного устройства, микроударного воздействия водяного теплоносителя при поверхностном кипении на трубках концевого теплообменника;
- исследованию физических характеристик активных зон различных конструкций и состава без разогрева и с разогревом с учетом решаемых выше вопросов газодинамики и гидравлики таких, как экспериментальная отработка твэлов, TBC и блоков твердого замедлителя, включая энергетические и тепловые испытания, выявление основных факторов, определяющих подкри-тичность конструкции активной зоны, определение эффектов реактивности, распределение энерговыделения по объему, оценку температурных эффектов и выявление особенностей их формирования с выгорающими поглотителями различного типа, выяснение знака эффекта реактивности активной зоны принятой конструкции, измерения спектральных характеристик активной зоны и распределение плотности нейтронного потока по высоте и соотношение энерговыделения в твэлах по радиусу TBC, оценку эффективности стержней выгорающего поглотителя при попадании воды в активную зону.
Научная новизна и основные положения. В диссертации представлена целостная концепция создания атомной газотурбинной установки транспортного типа с высокотемпературным газо-охлаждаемым реактором с гелиевым теплоносителем.
На защиту выносятся следующие научные результаты:
- модели физических процессов, происходящих в оборудовании высокотемпературного газоохлаждаемого реактора и атомной газотурбинной установки и их математические описания;
- результаты экспериментальных исследований, обосновывающих работоспособность элементов реактора и оборудования контура;
- анализ расчетно-теоретической и экспериментальной отработки элементов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора и атомной газотурбинной установки и принятых на его основе схемных и конструктивных решений;
- образцы уникальной экспериментальной базы и оборудования перспективной атомной газотурбинной установки;
- проблемные проектные решения по атомной газотурбинной установке для заказов различного назначения.
Достоверность полученных результатов обеспечивается экспериментальным характером постановки исследований и комплексным подходом к решению задач.
Практическая значимость и внедрение результатов. Проведенные исследования и полученные результаты подтвердили возможность создания компактной -транспортной атомной газотурбинной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором с гелиевым теплоносителем. Сформулированные автором и подтвержденные экспериментами требования по элементам и параметрам установки позволяют проектировать унифицированную АГТУ с ВТГР,конкурентоспособную с лучшими образцами атомных экергетических установок с различными теплоносителями. На основе проведенных исследований автором получено около 20 авторских свидетельств на изобретения. Результаты работ использованы ЦКБ судостроительной отрасли при проектной проработке ряда заказов, ряд технических решений нашел свое воплощение при создании стендового оборудования в ГНЦ РФ ЦНИИ им.акад.А.Н.Крылова, причем надо отметить, что отдельные разработки имеют самостоятельное значения и могут использоваться без привязки к АГТУ с ВТГР. Работа выполнена в рамках госбюджетной тематики.
Апробация работы. Результаты научных исследований докладывались на секциях НТС ЦНИИ им. акад. А. И. Крылова, в Мин-судпроме и Минсредмаше:
- по теме "Исследование в стендовых условиях инженерно-физических вопросов применения ВТГР..." на секции Мин-судпрома в 1986 г.;
- по теме "Исследование основных элементов атомной энергетической установки с гелиевым теплоносителем с целью оптимизации их характеристик..." на секции Минсудпрома в 1990 г.;
- "состояние, работ и технические решения по стенду Г-1 и его автоматизации" на НТС N 5 Минсредмаша в 1984 г.
На конференциях и семинарах:
- на научных семинарах ядерного общества "Автономные атомные знергоисточники малой мощности для децентрализованного теплоэнергоснабжения. Опыт разработки и перспективы применения" в 1991 г. и "Ядерные технологии в завтрашнем мире" в 1992 г.;
- на международной юбилейной конференции ЦНИИ им.акад.А. Н. Крылова (УБС) в 1994 г.
В организациях:
- на межведомственном совещании в НПО "Луч" в 1989 г.;
- на совещании в МНПК "Конверсия" в 1992 г.: -
- на совещании в ПО "Атоммаш" в 1992 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из семи разделов, заключения, шести приложений и списка литературы, содержащего 93 наименования работ. Общий объем работы составляет 238 страниц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе дана общая характеристика состояния проблемы создания АТГУ с ВТГР. Приведен ряд важных преимуществ, который дает применение гелия в качестве теплоносителя, отмечен интерес в развитых странах мира. Выделены наиболее важные, по мнению автора, задачи, которые должны быть решены, в частности, для АГТУ и ВТГР транспортного назначения. Дано краткое содержание работы.
Во второй главе даны результаты разработок АГТУ с ВТГР. исходя из сформулированных автором требований к трэдспорт-ным установкам. Представлен облик унифицированной по многим элементам и параметрам установки, которая с равным успехом.
по мнению автора, может быть применена для судов и энер-го-технологических комплексов различного назначения.
Сконцентрировано внимание на узловых проблемах, решение которых позволяет создать уникальную по своим характеристикам установку.
В третьей главе приведены результаты работ по созданию и исследованию процессов в основных элементах высокотемпературного газоохлаждаемого реактора.
Принципиальным требованием к твэлам и TBC для обеспечения эффективной и надежной работы реактора и АЭУ в целом является требование удержания газообразных продуктов деления (ГПД) в твэлах в течение всего периода эксплуатации. Кроме того твэлы не должны терять своей герметичности в" течение определенного времени при аварийных режимах при температурах, существенно превышающих рабочую температуру. Исходя из принятых (з качестве основных) вариантов тепловыделяющих сборок (TBC) с радиальной раздачей теплоносителя в НПО "Луч" разработан и прошел технологическую экспериментальную отработку шаровый твэл из мононитрида урана с защитной вольфрамовой оболочкой.
Однако, учитывая выдвинутые требования одноконтурное™ АГТУ, объективно характеризующими надежность твзл, могли быть только мощностные петлевые реакторные испытания. Радиационные испытания проводились в канале БКС-2 реактора СМ-2 НИИАР с использованием облучательных устройств, позволяющих измерять температуру твэла и проводить анализ ГПД, выходящих из исследуемых твэлов. Ампульные испытания проводились на реакторе РВД (при использовании в контуре гелия), предназначенного для получения мощных импульсов нейтронов и К-квантоз.
Твэл находится в сложных условиях под воздействием механических напряжений, радиационных и температурных полей в условиях сложного обтекания. Напряженно-деформированное состояние в оболочке формируется, главным образом, за счет трех источников напряжений: распухания топлива, давления газовых продуктов распада и температурных напряжений. Ввиду выбора материалов, обладающих высокой теплопроводностью, темпера-
турные перепады по твэлу относительно малы, поэтому температурные напряжения пренебрежимо малы. Роль распухания в Формировании напряженно-деформированного состояния начинает сказываться с момента, когда топливо в процессе выгорания приходит в соприкосновение с внутренней поверхностью оболочки. В данном случая скорость образования напряжений будет зависеть от давления газов, объемного изменения керна и скорости релаксационных явлений в топливе и оболочке. Учитывая времена релаксаций и данные по ползучести вольфрама и карбо-нитридного топлива для конкретной конструкции твзла. керном заполняется внутренний объем и давление газов передается непосредственно на внутреннюю поверхность оболочки.
Полученные расчетом по методике НПО "Луч" значения максимального напряжения на оболочке в 3-5 раз ниже предела прочности вольфрама, следовательно она должна сохранить целостность при достижении проектных выгораний ~20% fima. Этот факт должен был найти подтверждение при реакторных испытаниях твэлов.
Программа испытаний включала в себя следующие этапы:
- облучение твэлов при температуре 800°С в течение нескольких суток с исследованием выхода ГПД;
- облучение твэлов при рабочей температуре 1250°С до выгорания -10% fima с изучением кинетики выхода ГПД в процессе облучения;
- повышение температуры облучения на непродолжительное время до 1400°С с последующим снижением температуры до 1250°С;
- дальнейшее облучение твэлов при температуре 1250°С до выгорания 15-20% fima с изучением выхода ГПД.
Кинетика изменения значений R/B (отношение -скорости утечки ГПД из твэла к скорости их образования) в процессе облучения при температуре 1250°С свидетельствует о том. что до выгорания 13% fima значение R/B носит стационарный характер. После достижения выгорания 18% fima наблюдается увеличение скорости утечки, что указывает на разгерметизацию покрытий. Исходя из зависимости значений R/B от температуры облучения сделан вывод о диффузионном характере выхода ГПД из твэла.
Радиационные ампульные . испытания в реакторе ИВВ-2М показали, что твзлы сохраняют свою работоспособность в течение длительного времени. Ресурсные испытания твэлов проводились до разгерметизации одного или нескольких твэлов, которая носила резкий характер ( рост R/B на несколько порядков до Ю"3 " ГО"2), что соответствует выходу ГПД с открытой поверхности кернов.
Структура облученных до глубоких' выгораний твэлов по сравнению с исходной отличается следующими особенностями:
- топливо становится рыхлым, легко растрескивается и при разрезании твэла выкрашивается;
- в вольфрамной оболочке виден значительный реет зерен, преимущественно в радиальном направлении, от 5-10 мкм до 100-200 мкм. Послереакторные исследования ампулы Г-10П в горячей капере показали, что все твэлы сохранили свою целостность. Таким образом принятая конструкция твэла подтвердила свою состоятельность.
Вторым принципиальным требованием для каналов с шаровыми твэлами являлось обеспечение газодинамики коллекторной TBC, работоспособной в широком диапазоне параметров с исключительно сложным течением гелиевого теплоносителя.
Моделирование таких каналов с тепловыделением в сборке практически невозможно, а математическое описание неизотермического течения дает существенные погрешности ввиду искажений, вносимых характером локальных процессов между твэлами и по высоте канала с конструктивными элементами TBC, а также ввиду существенных неравномерностей тепловыделений в твэлах, как по радиусу, так и по высоте активной зоны. Вследствие этих объективных обстоятельств, экспериментальные исследования коллекторной TBC, как правило, ограничиваются изучением изотермического течения воздуха при атмосферном давлении в укрупненной модели сборки и воспроизведением процессов тепло съема с одиночных шаровых элементов. Очевидно, что получаемые в указанных условиях рекомендации по способам организации необходимого распределения по высоте TBC поперечных потоков теплоносителя требует серьезной проверки в условиях максимального приближения к действительным
Автором с сотрудниками Сергеевым И.П., Стульниковым
Г.В.. Колкуновым С.Ю. выполнены исследования в трех направлениях:
- определение характеристик TBC с твэлами различной конфигурации;
- экспериментальное определение гидравлического сопротивления модели цилиндрической коллекторной TBC;
- исследования газодинамики и теплообмена шаровой засыпки коллекторной TBC.
Для расчета гидравлических потерь на активной части канала получена формула
ДРТ
pw,
1+
а?
где АРТВС - перепад давления на TBC: р - плотность- теплоносителя; WBX - линейная скорость теплоносителя на входе в TBC; - коэффициент сопротивления шаровой засыпки;
2JTR1
а = - (R и 1 - радиус и длина канала);
а = — (Б1 и Б-, - площади входного и сборного . 32 коллекторов);
а2 = - ( 4 - локальный коэффициент трения в
?Агг сборном коллекторе.
<3Г2 ~ гидравлический диаметр сборного коллектора).
С целью проверки справедливости этого соотношения был проведен эксперимент по определению перепада давления при нормальных физических условиях при расходах газа Св = (1.59-4, 24) *1(Г3 м3/с.
Для определения влияния слоя шаров на величину исследуемого гидравлического сопротивления эксперимент проводился как на модели с пустым пространством между обечайками, так и на модели с засылкой.
Результаты эксперимента дают возможность утверждать.
+
г
что:
- распределение давления в раздаточном коллекторе при незаполненном пространстве между обечайками и в случае его заполнения шаровыми твэлами принципиально отличаются по своему характеру, причем раздаточный коллектор пустой кассеты имеет сопротивление в 4 раза больше, чем кассеты с твэлами, что объясняется наличием продольным токов в незаполненном пространстве между перфорированными обечайками, а также с тем, что незаполненное пространство в ТЗС имеет объем примерно в 2,5 раза больший, чем объем каждого коллектора, а объем пустот пространства, заполненного твэлами примерно равен объему каждого из коллекторов;
- заполнение модели твэлами приводит и к ярко выраженной неравномерности давления по длине раздаточного коллектора, распределение давления по длине сборного коллектора в рассмотренных случаях носит неизменный характер.
Полученная формула справедлива в условиях поставленного эксперимента, отклонения от расчетных значений не превышает 20%.
Получена простая и удобная формула для качественной оценки коэффициента сопротивления
£твс - 2а2,
причем, минимальное гидравлическое сопротивление TBC будет в случае, если а=1. при этом £гвс=2, что подтверждается экспериментом.
Для исследования теплообмена шаровой засыпки использовался метод регулярного режима при скачке по температуре набегающего на шаровую засыпку воздуха. В связи с этим был создан малоинерционный нагреватель мощностью 5 квт, постоянная времени которого в 100 раз меньше постоянной времени шарового элемента, составляющей ти=30 сек.
Обнаружено:
- в наиболее интересующей области чисел Re=500-1000 разница в коэффициентах теплоотдачи для первого и третьего слоев достигает 100%. Следовательно необходимо учитывать изменение теплообмена по слоям засыпки, тем более, что при Re>500 это различие достигает больших значени, это объясняется тем, что при малых числах Re турбулентный поток не полное-
тью обтекает шаровые элементы, образуя застойные зоны:
- при рассмотрении влияния на теплообмен неустановившегося турбулентного потока воздуха перед шаровой засыпкой, создаваемого завихрителем, в интересующей области чисел Re отсутствует влияние на теплообмен характера набегающего на шаровую засыпку потока газа и теплообмен определяется только характером шаровой засыпки и гидродинамикой газа внутри этой засыпки.
Надо сказать, что коллекторная TBC с шаровыми твэлами выбрана не случайно. Этому предшествовали сравнительные расчетные исследования каналов с шаровыми и стержневыми твэлами с использованием полуэмпирических формул Сергеева И.П. и Стульникова Г. В.
В качестве основных характеристик приняты:
- гидравлическое сопротивление тепловыделяющей части сборки;
- максимальный перепад температуры в твэлах;
- коэффициент теплоотдачи с поверхности твэлов.
Сопоставление проводилось в следующих условиях:
- цилиндрические TBC имеют равные высоты, наружные диаметры и поверхности теплосъема;
- доли поперечных сечений TBC, занятых твэлами равны;
- площади проходных сечений TBC с шаровыми элементами и сборки со стержневыми твэлами приняты равными сумме площадей поперечных проходных сечений раздаточного и сборного коллекторов TBC с шаровыми твэлами.
При исследовании газодинамических характеристик TBC. в первую очередь, рассматривается изотермическое движение теплоносителя, далее вносится поправка к величине перепада давления на TBC со стержневыми твэлами и TBC с шаровыми твэлами, обусловленная термическим ускорением теплоносителя.
Показано, что TBC с шаровыми твэлами имеет очевидное преимущество над TBC со -стержневыми лишь при сравнительно низких значениях расхода теплоносителя,т.е. в случаях относительно небольших мощностей TBC.
При сопоставлении перепадов температуры в твэлах, последние рассматривались без покрытий. Кроме этого считалось.
что знерговыделение равномерно распределено по объему тепловыделяющих элементов.
Численные оценки показывают, что максимальный перепад температур в стержневом твэле на 11% превышает аналогичный показатель для шарового твэла.
Относительно коэффициентов теплоотдачи с поверхности теплосъема в TBC с шаровыми и стержневыми твэлами можно отметить следующее.
В принятых условиях стержневые твэлы обеспечивают более высокие значения коэффициентов теплоотдачи, чем шаровые твэлы, однако при малых толщинах слоя шаровых твэлов можно ожидать более высокие значения коэффициентов теплоотдачи, вследствие отсутствия стабилизации процесса теплообмена.
Естественно, что существенные отличия используемых в экспериментальных моделях от натурных TBC, отмеченные выше, не позволяют напрямую перенести полученные результаты и их интерпритацию на реальные каналы коллекторной системы. Поэтому встал вопрос прямого эксперимента на реакторной петле, что и было выполнено на ампуле Г-20П, где проверена работоспособность TBC и ее основных элементов при параметрах энерговыделения, близких к проектным.
Испытания ампулы Г-20П представляли собой серию из 3-х пусков реактора с реализацией в каждом из них трапецевидного профиля изменения мощности. В третьем пуске реализован наклонный уровень "полки" мощности реактора с целью получить стационарный уровень температур и давлений теплоносителя в течение всей "полки". В качестве теплоносителя использовался гелий. Результаты реакторных испытаний позволили подтвердить работоспособность TBC со сферическими твэлами и радиальным течением теплоносителя при параметрах близких к проектным. Получив приемлемые гидравлические характеристики коллекторной TBC. и подтвердив работоспособность твэла и TBC, естественно было задаться вопросом насколько конструкция активной зоны, состоящей из таких TBC оптимальна с точки зрения нейт-ронно-физических характеристик, имея ввиду ее особенности:
- резко выраженную гетерогенность ячейки, в которой шаровые твэлы размещены в узкой кольцевой полости, а замедлитель, количество которого невелико, находится на периферии
ячейки;
- наличие сквозных полостей с газом в активной зоне и отражателе;
- наличие е активной зоне конструкционных материалов, для которых как резонансные интегралы, так и блок-эффекты р резонансной области велики;
- высокая оптическая толщина твэлов для тепловых нейтронов;
- существенное отличие температуры горючего от температуры замедлителя.
Разработанные методы расчетного определения физических характеристик реакторов приводили к весьма противоречивым результатам. Это обстоятельство потребовало постановки таких экспериментов, которые не только позволили бы понять специфику и особенности формирования физических свойств активной зоны в зависимости от принимаемых конструктивных решений,.но явились бы основой для отработки расчетно-теоретических методик определения ее характеристик. Необходимо также было определить температурные эффекты реактивности активной зоны с тем, чтобы на основе численного анализа математической модели АГТУ изучить динамическое поведение ВТГР в составе установки и получить необходимые данные для разработки системы • управления реактором и установкой в целом. Одним из важных вопросов является поиск надежных способов обеспечения ядерной безопасности как при нормальной работе, так и в случаях маловероятных аварий, вплоть до заполнения водой "свежей" зоны, обладающей максимально возможным запасом реактивности и, наконец, наличие одного базового варианта твердого замедлителя - гидрида циркония не позволяло в полной мере оценить достоинства и недостатки принятого варианта, что привело к рассмотрению графитового варианта активной зоны.
Исследования проводились в два этапа:
1 этап - "холодные" эксперименты; 2 этап - "горячие" эксперименты, методом "подкритического фрагмента", разработанного Дидейкиным Т.е. с сотрудниками. Руководителем работ на критстенде являлся Стульников Г. В.. общее научное руководство осуществлял ИАЭ им.И.В.Курчатова.
В результате комплектации активной зоны штатного исполнения показано, что активная зона ЛФГ-1 имеет подкритичность около 8.2%, но наиболее существенными факторами, определяющими подкритичность, являются большие толщины стальных труб, находящихся между блоками гидрида циркония и шаровыми твэла-ми,а также наличие нихромовой проволоки в твердом замедлителе
В связи с тем, что в штатной комплектации активная зона глубоко подкритична и учитывая полученные экспериментальные оценки эффектов реактивности, активная зона была модернизирована.
Основное внимание при дальнейшем проведении работ было уделено определению запаса реактивности активной зоны, критическим положениям компенсирующей группы, состоящей из стержней с различными поглотителями, измерению потока нейтронов и кадмиевого отношения по объему активной зоны и модуля. Кроме того, были проведены экспериментальные исследования влияния изменений в конструкции и составе блоков твердого замедлителя, TBC и отражателя на реактивность и материальный параметр активной зоны, которые позволят оптимизировать физические и конструктивные характеристики ВТГР.
Показано, что спектр нейтронов существенно меняется по сечению модуля, кадмиевое отношение в центре TBC в 2,5-3 раза меньше, чем в межмодульных зазорах, что объясняется сильным поглощением тепловых нейтронов в цилиндрическом слое шаровых твэлов с большим содержанием U-235.
Наблюдается незначительное смягчение спектра нейтронов от центра к периферии активной зоны, что можно объяснить влиянием бокового отражателя, состоящего из бериллиевых блоков.
Обнаружено существенное различие в форме распределения плотности потока нейтронов внутри TBC и снаружи модуля, что обусловлено особенностями структуры модуля и является следствием существенного изменения спектра нейтронов по радиусу. Было определено отношение энерговыделения во внешнем слое шаровых твэлов к энерговыделению во внутреннем в средней части TBC. В двух независимых экспериментах это отношение равнялось 0,71 и 0,69.
Получены данные по эффектам реактивности, связанные с
возможными вариациями в конструкции и составе блока твердого замедлителя и TBC.
С целью поиска возможных путей компенсации избыточной реактивности при попадании воды в активную зону была определена эффективность стержней CBII с различными наполнителями в центре TBC. Показано, что при наличии воды эффективность стержней увеличивается примерно в 1.6 раза и зависит от типа поглотителя. Увеличение эффективности стержней объясняется смягчением спектра нейтронов и увеличением потока в центральной TBC. Для реакторов с жестким спектром нейтронов целесообразно размещать специальные поглотители с большим сечением поглощения в тепловой области, которые начнут эффективно действовать только при попадании воды в активную зону, но не приводят к большим потерям по реактивности.
Дальнейшие, эксперименты состояли в изучении температурных эффектов и коэффициентов реактивности активной зоны при изменении температуры горючего и замедлителя. В связи с тем, что перед началом экспериментов не были известны ни величина, ни знак температурного эффекта реактивности из-за несовершенства существующих методик расчета, с целью повышения безопасности на начальном этапе было решено производить разогрев одного модуля, затем группы из семи модулей и только после выяснения всех нюансов - разогрев всей активной зоны.
Показано, что во всех экспериментах в начальный период разогрева, пока гидрид циркония не прогрелся, реактивность принимает отрицательное значение, что обусловлено температурным эффектом по горючему. По мере прогревания твердого замедлителя, появляется результирующий положительный температурный эффект. По абсолютной величине положительный температурный эффект по гидриду циркония примерно в 5 раз больше отрицательного температурного эффекта по горючему. Введение поглотителей около разогреваемого модуля ведет к уменьшению как результирующего отрицательного эффекта реактивности в начале разогрева, так и результирующего положительного эффекта в конце разогрева. Такой характер изменения реактивности характерен как для одиночного модуля, так и для группы из 7 модулей. В дальнейшем были проведены испытания активной зоны целиком как "чистой", так и с равномерно установленными
по сечению поглотителями трех типов: Er£03, Sm203, Gd203.
Показано, что во всех рассматриваемых случаях наблюдался положительный температурный эффект, причем температурный коэффициент реактивности практически не зависит от уровня температур. Наибольшее изменение в сторону уменьшения эффекта (примерно 20%) приводит использование СВП с окисью самария, другие поглотители изменяют температурный эффект незначительно, при этом стержни СВП располагались между блоками гидрида циркония. Размещение СВП внутри ТВС приводит к значительно меньшему изменению температурного эффекта реактивности, чем между блоками гидрида циркония.
Для оценки критических характеристик активных зон альтернативного варианта с графитовым замедлителем были проведены экспериментальные исследования на критической сборке с графитовыми фрагментами, в которых размещалось топливо в виде шаровых твэлов, а также в виде кольцевых твэлов диаметром 12 мм. Фрагменты изготавливались из реакторного графита плотностью 1,65 г/см3 в виде шестигранных блоков.
Оценки критических загрузок показывают, что при отмеченной плотности графита их величина составляет 60 кг для шаровых элементов (обогащение 90%) и 140 кг для кольцевого (обогащение 35%). Активная зона с кольцевыми твэлами обогащением 21% - подкритична. Сравнение полученных критических загрузок в варианте, где плотность графита 1,8 г/см3, показывает, что расчетные значения меньше полученных в экспериментах на фрагментах в 2-3 раза и составляют 30 и 51 кг U-235. Это объясняется только разницей плотности графитового замедлителя, которая сильно влияет на критмассу горючего.
Эксперименты по влиянию торцевых бериллиевых отражателей во фрагментах на загрузку топлива в активной зоне показали, что замена по торцам уран-графитового состава толщиной 250 мм на графит не увеличивает критзагрузку, а в экспериментах с фрагментом с шаровыми твэлами, размещенными в тесной решетке, уменьшает критзагрузку. Критические радиусы активных зон по оценкам лежат в пределах 55-70 см, для бериллиевых и графитовых отражателей.
Учитывая необычность активной зоны, способы регулирования ВТГР в широких пределах, по-видимому, также подлежат
рассмотрению, имея ввиду комплексность подхода. Автором с сотрудниками Герасимовым Л. Н., Андреевым В. П. и др. разработаны два варианта исполнительных механизмов исходя из результатов исследования динамики АГТУ с ВТГР., Для варианта транспортного ВТГР в соответствии с выбранной структурой рабочих органов системы управления и защиты необходимо иметь приводы совмещенных функций АР-АЗ, КГ-АЗ.
При выборе конструкции приводов электромеханического типа учитывался опыт создания исполнительных механизмов СУЗ стационарных и транспортных реакторов. Однако, принять уже известные апробированные решения не удалось из-за отсутствия отработанных образцов приводов совмещенных функций регулирования и аварийной защиты, удовлетворяющих требованиям работы в ВТГР. Важным вопросом, определяющим возможность создания привода в минимальных весах и габаритах, являлся подбор материалов фрикционной пары демпфирующего устройства, основной характеристикой которого являлась совместимость пары трения - фрикционной тарелки и втулки, что и было исследовано. Однако тенденция развития ВТГР по пути повышения температуры рабочего тела приводит к возникновению трудноразрешимых вопросов обеспечения надежного отвода тепла от стержней СУЗ. Вследствие этого, представляет интерес рассмотрение альтернативного способа регулирования - газовой системы регулирования ВТГР.
Автором с сотрудниками предложены варианты таких систем и произведены расчетные исследования эффективности предложенной конструкции. На рабочих уровнях мощности необходимая компенсирующая способность обеспечивается заполнением регулирующих каналов нейтронопоглощающим газом Не3 при давлении не более 10 МПа. В случае возникновения аварийной ситуации в эти же каналы вводятся стержни твердого поглотителя, а весь процесс регулирования на мощности происходит без их участия. Регулирование давлением нейтронопоглощающим газом позволяет снизить коэффициент неравномерности энерговыделения по высоте активной зоны на 30-40%. В случае ее применения высотный габарит реактора может быть снижен на 35л.
В четвертой главе приведены результаты исследования физических процессов, происходящих в оборудовании основного
гелиевого контура, а также оборудовании контура охлаждения. К числу первоочередных проблем по основному оборудованию следует отнести:
- экспериментальные и теоретические исследования при создании теплообменных аппаратов типа "газ-вода" в безрегенеративном цикле установки;
- исследования выхода осколков деления, механизма мас-сопереноса и формирования системы очистки;
- схемные решения и экспериментальную отработку системы безмасляных подшипниковых узлов;
- исследование систем уплотнения для герметизации вращающихся валов.
В той или иной мере эти вопросы были решены.
Необходимость исследования безмасляных подшипниковых узлов диктуется высокими требованиями, предъявляемыми к чистоте теплоносителя в одноконтурных АГТУ. Основные усилия автора с Красновым М.П. и сотрудниками ЛИИЖТ им.В.Н.Образцова были направлены на создание и отработку схемно-конструктив-ных решений на базе созданного компрессора с магнитными опорами.
Рассмотрены и изучены три блок-схемы:
- система с дифференциальным включением управления и одним двуполярным усилителем мощности;
- система с независимым включением обмоток и двумя од-нополярными усилителями мощности;
- система с обмоткой подмагничивания. двумя обмотками управления и двумя двуполярными усилителями мощности.
При исследовании систем изучались силовые характеристики, амплитудно и фазо-частотные характеристики системы автоматического регулирования, пусковые характеристики, частотные характеристики жесткости при введении в систему возмущений, зависимости изменения параметров системы от скорости вращения ротора. Работа электромагнитных подшипников (ЭМП) характеризовалась надежностью, на примере компрессора МЦ 16-2 показана целесообразность применения ЭМП в качестве подшипниковых узлов роторов главных и вспомогательных механизмов, а также электродвигателей. Величина электропотребления для реальных масс роторов не превышает 10 вт на 1 кг
массы ротора.
В случае использования схемы передачи мощности от турбины на вал через редуктор, что автоматически требует защитной системы от попадания в контур паров масла и посторонних газов, автором с Апушниным Ю. И. и Бухтияровым Ю. И. исследована система водяного уплотнения при различных скоростях вращения вала и перепадах в уплотнительных и рабочих полостях.
Однозначен вывод, что такая система работоспособна для роторов с ограниченной частотой вращения, что входит в противоречие с концепцией АГТУ, ибо турбокомпрессорное оборудование АГТУ - высокооборотное и снижение оборотов - это в первую очередь ухудшение массогабаритных характеристик.
Исходя из одноконтурное™ установки и высоких требований частоты контура рассмотрен вопрос формирования системы очистки и в первую очередь здесь необходимо изучение выхода осколков деления из твэлов и механизм массопереноса в гелиевом теплоносителе. При расчетно-теоретических исследованиях были использованы методики, разработанные Старизным Е.С. с сотрудниками, а экспериментальные исследования проведены с участием автора на реакторе ВВР-Ц НИФХИ им. Р.Я.Карпова.
В результате исследований показано, что при температуре до 1500°С и отжиге в течение 20 часов относительная утечка газообразных продуктов деления не превышает величины R/B=10"7. В то же время относительная утечка твердых продуктов деления, обладающих высокой диффузионной подвижностью, заметна уже за время 120 часов и более чем на порядок превышает утечку газообразных продуктов деления. Основными механизмами переноса продуктов деления являются массоперенос в потоке газа и диффузии, а также процессы сорбции и десорбции на стенках коммуникаций. С целью проверки этих процессов на установке "Поток" проведены эксперименты. Получены данные по осаждению йода-31 и цезия-133 в зависимости от давления и температуры. По полученным распределениям рассчитана энергия активации, для вышеприведенных элементов она составляет -150-:80 кДж/моль.
Еще одним источником поступления примесей в контур является концевой теплообменник. Учитывая состав материалов.
химическая реакция которых с водой вызовет стремительное разрушение покрытий твэлов и конструкцию TBC, возможную диссоциацию воды и появление в контуре кислородной активности, основной задачей при создании теплообменного оборудования является задача недопущения разгерметизации трубной системы. Одним из возможных процессов в этом случае является процесс микроударного воздействия при поверхностном кипении водяного теплоносителя на трубках теплообменника "газ-вода", что может привести к изменениям механических свойств металла трубной системы, охрупчиванию его и образованию трещин, что и явится источником поступления воды в контур. Автором разработана физическая модель и математическое описание процесса микроударного воздействия при поверхностном кипении водяного теплоносителя на теплоотдающие поверхности, основные формулы приведены ниже для:
- определения отрывного диаметра парового пузырька при поверхностном кипении недогретого теплоносителя
D2 Y'lMcp2 D.
6d = 0, 5625 --- / Хш2 + 0,16
Е(21в —^ + 1,74) 2Б
где а - диаметр центра парообразования, б - коэффициен-нт поверхностного натяжения жидкости, Б - отрывной диаметр, Хш - коэффициент сопротивления при обтекании единичного пузырька пара, иср - средняя скорость потока теплоносителя в канале, Оэкв - диаметр условного канала;
- оценки времени прохождения кумулятивной струи при несимметричном захлопывании парового пузырька
Я (DH2-DK2) ( Ср t) ( at
х
360
"ТР 48 I И П, К К'АТ
_ .2
ИЛИ Тстр = [ 1- /1 - 1.5 | ] т .
где х - время конденсации парового пузырька в процессе его симметричного разрушения; 4 ~ соотношение кумулятивной струи и начального диаметра пузырька, 0Н и Бк - начальный и конечный диаметр парового пузырька, V' и V " Удельные веса
воды и пара, ДТ - недогрев до кипения, а - теплота парообразования, Ср- изобарная теплоемкость, Сх - теплоемкость жидкости, X - коэффициент теплопроводности;
- оценки давления при соударении струи с твердой поверхностью
Ру =
ГС!
5
О, 0267 (Я Б)"1 )Г\ А I СЛ'ДТ :РГП5 I а г
3/—-
1 -( V 1-1,
где - скорость распространения волн сжатия в жидкости;
Зная параметры процесса и характеристики теплоотдающей поверхности,можно оценить работу кавитационного воздействия..
По результатам выполненных расчетов произведены эксперименты, представлены результаты измерения микротвердости модельных образцов, отработавших при поверхностном кипении теплоносителя и их фотографии, четко идентифицирующие процесс микроударного воздействия на теплоотдающйе поверхности. Разработаны предложения по конструкции трубной части концевого теплообменника.
В пятой главе представлены результаты исследований динамических и аварийных режимов АГТУ с ВТГР. Расчетные исследования проводились Дидейкиным Т.е. и Фридрихсом В.В. с участием автора на основе математической модели, разработанной специалистами НИТИ во главе с Зимаковым В.Н. Было показано, что устойчивую работу установки можно обеспечить не при любых значениях температурных коэффициентов реактивности и коэффициента теплопередачи от замедлителя к теплоносителю. Например, при положительном по топливу и большом отрицательном по замедлителю температурных коэффициентах реактивности возможны автоколебания мощности, обусловленные наличием обратной связи:
мощность - обороты турбокомпрессора - температура газа за компрессором - температура замедлителя - реактивность мощности.
Срабатывание аварийной защиты реактора со сбросом и без сброса нагрузки не приводит к возникновению помпажа компрессора. Задержки отключения нагрузки после сброса аварийкой защиты существенного влияния на рассматриваемый процесс не
оказывают. Аварийное отключение нагрузки приводит к значительному забросу оборотов ротора турбокомпрессора и для его уменьшения необходимо или экстренное снижение мощности, или быстрое открытие байпасной линии, или совокупность этих способов.
В режиме нормального расхолаживания температура твэлов снижается за счет выбега ротора турбокомпрессора только на начальном этапе процесса, после чего наблюдается быстрый разогрев активной зоны, обусловленный уменьшением расхода газа по контуру. Для предотвращения разогрева активной зоны необходимо иметь дополнительные мощности на прокрутку ротора турбокомпрессора. Рекомендовано введение в схему установки контура расхолаживания, работающего за счет остаточных тепловыделений в реакторе.
Установлено, что при аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией контура и образованием течи размером не более 5*1СГ4 м2, дополнительная мощность, потребляемая при аварийном расхолаживании, в 5-6 раз больше мощности, потребляемой при нормальном расхолаживании.
Изучена динамика пуска установки с полной и с частичной (20%) массой газа в контуре. Определена необходимая мощность пусковых средств, время пуска.
Однако в процессе эксплуатации могут возникать ситуации, в которых основной задачей становится задача сохранения активной зоны от расплавления в любой комбинации - останов турбины, разрыв контура, полное обесточивание установки. В этих случаях должна быть доказана принципиальная возможность расхолаживания ВТГР при естественной циркуляции теплоносителя в пределах съема остаточных тепловыделений в активной зоне (3-5% Нном) длительное время. При проведении экспериментальных исследований использовалась расчетная модель Сергеева И.П. и Стульникова Г.В. для петли ЕЦ, имитирующей реальный контур циркуляции.
С учетом расчетной модели и экспериментальных данных проведены исследования параметров контура естественной циркуляции для реактора тепловой мощностью 240 Мвт в режиме снятия остаточных тепловыделений с твэлое. Показано, что при высоте контура ЕЦ в 20 м снятие 3% остаточных тепловыделений
является пределом.
В шестой главе дано краткое описание уникальной экспериментальной базы для исследования и отработки элементов ВТГР и АГТУ - комплекса стендов Г-1, главным конструктором которого являлся автор.
Комплекс стендов Г-1 включает в себя две группы технических средств: физические стенды, теплсфизические стенды и технологические стенды.
К физическим стендам относятся:
критическая сборка ФГ; стенд ФГ-3 для исследования нейтронно-физических характеристик активных зон ВТГР: стенд ГКС для исследования температурных эффектов реактивности активных зон ВТГР; стенд ГР для исследования активной зоны в "горячем" состоянии. К теплофизическим и технологическим стендам относятся: гелиевый технологический стенд ГТС; гелиевый теплофизический стенд ГТФ; компрессорный стенд ГС-1. Кроме этого нужно отметить, что с участием автора спроектированы и построены ряд петель и стендов на-других предприятиях.
Созданная для исследования АГТУ с ЕТГР транспортного типа экспериментальная база позволила впервые в стране создать прототип судовой активной зоны ВТГР и провести необходимый комплекс ее исследований, определив пути совершенствования, отработать гидравлические и теплотехнические характеристики как реактора, так и контура АГТУ; определить параметры, конструктивные и схемные решения по основному оборудованию установки, исследовать его в условиях приближенных к натурным.
Следует отметить, чго и в настоящее время комплекс стендов Г-1 не утратил своего значения, ибо до сих пор сн является уникальным и по сути единственным в стране, который позволяет комплексно проводить исследования ЗТГР и оборудования АГТУ транспортного типа.
В седьмой главе изложена позиция азтс-ра по возможным сферам применения атомной газотурбинной установки с высокотемпературным гелиевым реактором. Вопросы рассмотрены на примере плавучей атомной электростанции, промышленно технологического комплекса и ядерно-технологического комплекса.
В заключении приведены результаты, полученные з дксоер-
тации, основными из которых являются:
1. Разработаны облик и основные принципы построения атомной газотурбинной установки (АГТУ) с высокотемпературным гелиевым реактором (ВТГР) транспортного назначения.
2. Проведен широкий комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных исследований элементов ВТГР и контура АГТУ позволивших:
- провести экспериментальную отработку твэлов и ТБС, включая натурные энергетические и тепловые испытания;
- выявить основные факторы, определяющие критичность конструкции активной зоны, определить эффекты реактивности, температурные эффекты и их знак, измерить спектральные характеристики и распределения плотности нейтронного потока, оценить эффективность стержней выгорающего поглотителя при попадании воды в активную зону и установить соотношение энерговыделения в твэлах по радиусу TBC;
- исследовать газодинамику TBC, предложить пути совершенствования ее конструкции;
- обосновать варианты исполнительных механизмов СУЗ, основанных на различных принципах, разработать, создать и провести всестороннюю проверку в условиях максимально приближенных к натурным;
- разработать предложения по обеспечению минимальных утечек гелиевого теплоносителя, исследовать механизмы выхода, массопереноса и осаждения радиоактивных продуктов деления из твэлов и обосновать принципы построения систем очистки теплоносителя;
- исследовать механизмы, влияющие на работоспособность теплоотдающих поверхностей при поверхностном кипении и обосновать работоспособность трубной системы концевого теплообменника.
3. Экспериментально обоснованы технические решения по основному оборудованию гелиевого реактора и контура:
- скомплектована и всесторонне исследована компактная активная зона на базе шарового твэла малого диаметра, TBC с радиальной раздачей теплоносителя, модульной конструкции с твердым замедлителем;
- предложена альтернативная система управления реакто-
ром - газовая система регулирования;
- экспериментально обоснована перспективная система электромагнитного поддержания роторов турбокомпрессорного и электрического силового оборудования.
4. Предложены новые модели физических процессов и приближенные математические зависимости для их описания:
- процесс микроударного воздействия при поверхностном кипении теплоносителя;
- естественная циркуляция гелиевого теплоносителя в режиме расхолаживания АГТУ;
- динамические и аварийные режимы АГТУ.
5. Созданы образцы уникальных стендов, позволяющих комплексно решать задачи исследования и отработки процессов, оборудования, схемных решений АГТУ с ВТГР.
6. Предложены перспективные варианты конкретных проектных проработок АГТУ с ВТГР для различных народно-хозяйственных объектов.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Струев В.П., Бурак В.И. Экспериментальное исследование вопросов солеотложения на трубках конденсатора. Сборник трудов ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, N 81, 1973г.
2. Струев В.П. Динамика разрушения пузырьков пара в потоке недогретого теплоносителя. Вопросы судостроения. Парус - 231, 1978г.
3. Струев В.П. Экспериментальное исследование струеу-дарного воздействия на теплоотдающую поверхность в случае кипения с недогревом в активной зоне корабельного реактора. Вопросы кораблестроения, выпуск 9, 1978г.
4. Струев В.П. Исследование влияния кавитационного воздействия теплоносителя на оболочки тепловыделяющих элементов высоконапряженных корабельных водо-водяных реакторов при поверхностном кипении. Автореферат кандидатской диссертации, 1978Г.
5. Струев В.П.. Герасимов Л.Н., Климов В.М. Привод рабочих органов системы управления и защиты ядерного реактора. Авторское свидетельство N 167 123. 1981г.
6. Струев В.П., Абольский М.З., Андреев В.П., Герасимов Л.Н. Газовая система регулирования ядерного реактора. Авторское свидетельство N 174 696, 1981г.
7. Струев В.П.,Абольский М.З.. Андреев В.П., Герасимов Л.Н., Малков С.Ф. Привод рабочих органов системы управления и защиты ядерного реактора.Авторское свидетельство N204 891. 1982г.
8. Струев В.П., Абольский М. 3., Андреев В.П.. Герасимов Л. Н., Дидейкин Т.С.. Домаков В.В. Газовая система регулирования. Авторское свидетельство N183 997, 1982г.
9. Струев В.П., Абольский М.3., Андреев В.П., Герасимов Л.Н., Малков С. Ф. Привод рабочих органов СУЗ. Авторское свидетельство N203 860, 1983г.
10. Струев В.П., Куршаков В.А. Стенд для исследования лабораторно-физического ядерного реактора с гелиевым теплоносителем. Вопросы кораблестроения. Выпуск 20, 1983г.
11. Струев В.П., Абольский М.3., Андреев В.П., Герасимов Л.Р.. Малков С.Ф. Корабельная атомная энергетическая установка. Авторское свидетельство N237 511, 1985г.
12. Струев В.П. Андреев М.З., Герасимов Л.Н., Малков С.Ф. Привод рабочих органов СУЗ. Авторское свидетельство N 235 797, 1985г.
13. Струев В.П., ДушинЮ. К., Петров Э.Л. Конструктивно-компоновочные решения одноконтурной АЗУ с гелиевым теплоносителем. Судостроительная промышленность, выпуск 7, 1988г.
14. Струев В.П., Герасимов Л.Н. Привод рабочих органов СУЗ транспортного реактора. Авторское свидетельство N 314 090, 1988г.
15. Колесов B.C., Кошелев Ю. В., Кужин В. Н., Струев В. П., Федик И. И. Реакторная обработка твэлов, замедлителя и TBC ВТГР. Вопросы судостроения. Парус - 929 (депонированная), 1988г.
16. Струев В.П., Малышев С.П. Корабельная атомная энергетическая установка. Авторское свидетельство N 288 729, 1989г.
17. Андреев В.П., Домаков В.В., Струев В.П. Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор. Авторское свидетельство N 307 ИЗ, 1989г.
18. Струев В.П., Абольский М.3., Андреев В.П., Герасимов Л.Н. Корабельная атомная энергетическая установка. Авторское свидетельство N323 466, 1990г.
19. Струев В.П., Малышев С.П.. Фридрихе В.В. Перспективы применения АГТУ с ВТГР для кораблей ВМФ, судов и плавучих технических средств гражданского назначения. Судостроительная промышленность, выпуск 10, 1990г.
20. Дидейкин Т.е., Рылов М.И., Петров Э.Л., Струев В.П., Фридрихе В. В.Плавучая атомная станция для необжитых районов
и концепция ее безопасности. Сборник докладов научного семинара ядерного общества "Атомные энергоисточники малой мощности для децентрализованного тепло-электроснабжения", том 1, 1991г.
21. Струев В.П. и авторский коллектив. Плавучая атомная тепо-электростанция с ВТГР "УМКА". Техническое предложение к докладу МНПРК "Конверсия", 1992г.
22. Даль Ю.М.. Дидейкш Т.е.. Зубов В.И.. Ислямов В.Д.. ПетровЭ.Л.. СТруев В,П. Экономически чистое, безопасное энергообеспечение С-Петербургского региона. Сборник докладов научного семинара Ядерного общества "Ядерные технологии в завтрашнем мире", 1992г.
23. Струев В.П., Дидейкин Т.С., Петров Э.Л., Фридрихе В.В. Проблемы создания одноконтурной атомной газотурбинной установки. Сборник докладов международной конференции по судостроению (JSC), 1994г.
24. Струев В.П., Дидейкин Т.С., Петров Э.Л., Сергеев И.В. Решение проблеем ядерной и радиационной безопасности для подземных атомных станций на базе судостроительных технологий. Сборник статей международной конференции по судостроению (JSC), 1994г.
25. Струев В.П.. Дидейкин Т.С. Экологически чистое, безопасное энергообеспечение промышленных регионов на базе технологий корабельной энергетики. Сборник статей международной конференции по судостроению (JSC). 1994г.
26. Дидейкин Т.С..Ислямов В.Д.. Петров Э.Л.. Струев В.П., Даль Ю.М., Зубов В.И., Шалик Г.П.. Хазов Б.С. Экологически чистое безопасное энерогообеспечение Санкт-Петербургского региона. Сборник докладов конференции "Комплексное использование подземного пространства Северо-Западного региона", 1994г.
i. 0.С/.9Г, 'Тир. icc.