Создание дросселирующих магнитогидродинамических машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом для ядерных и плазменных установок тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

На правах рукописи

ВИТКОВСКИИ ИВАН ВИКТОРОВИЧ

СОЗДАНИЕ ДРОССЕЛИРУЮЩИХ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МАШИН И УСТРОЙСТВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ ДЛЯ ЯДЕРНЫХ И ПЛАЗМЕННЫХ УСТАНОВОК

01.04.13 - электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 2 МАЙ 2011

Санкт-Петербург 2011

4845986

Работа выполнена в ФГУП «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им Д.В. Ефремова», Санкт-Петербург

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

академик РАН Рутберг Филипп Григорьевич;

доктор технических наук, профессор Свиридов Валентин Георгиевич;

доктор технических наук, старший научный сотрудник Мазуль Игорь Всеволодович

Ведущая организация: ФГУП «Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского»

Защита диссертации состоится « 01 » июня 2011 года в 14-00 на заседании диссертационного совета Д.201.006.01 при ФГУП «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им Д.В. Ефремова» по адресу: 196641, Санкт-Петербург, п. Металлострой, ул. Полевая, д. 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЭФА им.Д.В. Ефремова

Автореферат разослан « 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Шукейло И.Д.

Введение

Стратегией развития атомной энергетики России предусматривается ввод в систему атомной энергетики реакторов на быстрых нейтронах (быстрых реакторов). Использование таких реакторов обеспечивает расширенное воспроизводство топлива и замкнутый топливный цикл, в результате чего энергетическим ресурсом является не только изотоп уран-235, но и уран-238 после превращения в плутоний становится новым делящимся изотопом, что увеличивает сырьевой ресурс топлива в десятки раз. Кроме того, становится рентабельным торий, что обеспечивает фактически неисчерпаемую топливную базу атомной энергетики при практически любых её масштабах.

Наряду с развитием наземной ядерной энергетики в настоящее время ведется разработка программы создания нового поколения космических ядерных энергетических установок (КЯЭУ) с применением быстрых реакторов.

Другим стратегическим направлением будущей энергетики является термоядерная энергетика, базирующаяся на применении крупных плазменных установок типа «ТОКАМАК». Успехи по реализации Международной программы в области термоядерного синтеза - экспериментального термоядерного реактора (ТЯР) «ИТЭР», проекты демонстрационного реактора «ДЕМО» вселяют уверенность, что в обозримом будущем человечество получит источник неисчерпаемой энергии.

В быстрых и перспективных термоядерных реакторах теплоносителем (жидкометаллическим рабочим телом) является жидкий щелочной металл: натрий, сплав натрий-калий, литий; или свинец и его сплавы. Литий, как рабочее тело, весьма перспективен для различных ионно-плазменных установок, включая космические электрореактивные двигатели (ЭРД) для коррекции орбит летательных аппаратов. В этих случаях, как правило, требуется бесконтактное воздействие на рабочее тело.

Движение жидкометаллических рабочих тел за счет воздействия на них электромагнитных сил реализуется магнитогидродинамическими (МГД) - насосами (электромагнитными насосами (ЭМН). Вопросы теории, практики изготовления и эксплуатации ЭМН освещены в трудах видных советских и российских ученых:

Г.А. Баранова, Б.А. Ватажина, Л.А. Верте, А.И. Вольдека, В.А. Глухих, И.Р. Кириллова, И.В. Лаврентьева, Я.Я. Лиелпетера, O.A. Лиелаусиса, Г.А. Любимова, Н.М. Охременко, С.А. Регирера, A.B. Тананаева, И.М. Тютина и др.

Бесконтактным способом воздействия на жидкометаллический поток является и МГД-дросселирование расхода теплоносителя через параллельные ветви теплообменника, предназначенного для сброса тепловых нагрузок с реактора в аварийных случаях, синхронизации (выравнивании) расхода потоков в параллельных секциях парогенераторов и т. п.

Другим примером МГД-дросселирования могут служить системы подачи жидкометаллического рабочего тела в электрореактивные двигатели, ионно-

плазменные, плазменные установки. Так, в частности, на спутнике «Космос 728» за счегг МГД-дросселирования потока успешно решалась задача стабилизации расхода рабочего тела в ионно-плазменной установке при изменении противодавления на выходе системы подачи.

Показательным примером МГД-устройства, в котором происходи МГД-дросселирование потока, является бланкет термоядерного реактора с жидкометаллическим рабочим телом. Жидкометаллическая проточная часть (канал) такого бланкета располагается в зоне действия сильных магнитных полей. При движении жидкометаллического рабочего тела в нем возникают электромагнитные силы, тормозящие поток, поэтому, если при создании МГД-дросселирующих устройств стремятся к усилению эффекта дросселирования, то при создании бланкета принимают меры к снижению МГД-потерь в канале, что, в конечном итоге, ведет к повышению эффективности системы преобразования энергии ТЯР.

Кроме этого, дросселирование жидкометаллических рабочих сред имеет место при следующих режимах эксплуатации МГД-машин: «пассивное дросселирование» -в пусковых ЭМН после запуска космических ядерных энергетических установок (КЯЭУ); «ожидание» - в ЭМН систем аварийного расхолаживания (САРХ) наземных реакторов на быстрых нейтронах; «тормозной» - в ЭМН исследовательских установок.

Во всех случаях проблема управления или обеспечения заданных параметров течения жидкого металла для достижения оптимальных рабочих характеристик процессов и аппаратов весьма актуальна, а ее решение, в конечном счете, представляет собой реализацию современных задач экономии природных и энергетических ресурсов.

Первые в мировой практике работы по созданию МГД-дросселирующих машин и устройств для щелочных металлов были начаты в НИИЭФА им.Д.В. Ефремова в начале 70-х годов двадцатого века и обусловлены необходимостью дросселирования расхода рабочего тела по параллельным секциям парогенератора ядерной энергоустановки БН-350 в г. Шевченко, Казахской ССР, а также началом разработок электрореактивных двигателей в ОКБ «ФАКЕЛ», г. Калининград.

Автор настоящей диссертации с самого начала возглавляет в НИИЭФА работы в этой области, активно участвуя на всех этапах создания МГД-техники.

Цель диссертационной работы состоит в комплексном решении задач, направленных на создание нового класса МГД-техники - дросселирующих МГД-машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом, включая:

разработку оригинальных конструкций высоконадежных дросселирующих МГД-машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом в диапазоне расходов рабочих тел от единиц кубических миллиметров до нескольких кубических метров в секунду (в том числе устройств, объединяющих в одной конструкции МГД-насос и дроссель, МГД-насосов для эксплуатации в режимах «пассивного дросселирования»

и «ожидания», в которых гидравлические потери в обесточенном состоянии должны быть минимально возможными, а КПД в рабочем режиме максимальным);

разработку математических моделей и методик расчета МГД-дроселей с каналами цилиндрического и винтового типов;

разработку принципиальных решений конструкции МГД-каналов, обеспечивающих снижение эффекта дросселирования на примере жидкометаллического проточного тракта бланкета термоядерного реактора;

исследование и разработку материалов обмотки и композиций из них в условиях, максимально соответствующих реальным условиям эксплуатации МГД-техники, и анализ ресурса жидкометаллических МГД-машин;

разработку МГД-машин и устройств, предназначенных для космических и наземных ядерных и плазменных установок.

Научная новизна и результаты, выносимые на защиту. Впервые систематизирован, сформулирован и решен комплекс задач, направленных на создание нового класса МГД-техники - дросселирующих МГД-машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом для ядерных и плазменных установок, включая: разработанные математические модели и методики расчета МГД-дросселей с каналами цилиндрического и винтового типа, радиальным или поперечным магнитным полем;

результаты исследований предложенных решений, обеспечивающих устранение размагничивающего влияния индуктированных в рабочей среде токов на интегральные характеристики МГД-машин с цилиндрическим каналом;

методику оптимизационного расчета МГД-дросселей и выбора наиболее эффективной схемы регулирования расхода;

принципиальную конструкцию многослойной структуры МГД-канала, снижающей эффект дросселирования потока рабочей среды при её движении в магнитном поле, применительно к проточному тракту бланкета термоядерного реактора;

результаты тепловых и терморадиационных исследований механических характеристик жаростойких обмоточных проводов, диэлектрических характеристик предложенного эластичного жаростойкого слюдопластового материала, системы «проводник-изоляция» и макетов обмоток МГД-машин;

предложенные технические решения, направленные на улучшение энергомассовых характеристик пассивно дросселирующих МГД-насосов;

созданные на основе предложенных технических решений конструкции МГД-машин и устройств для атомных электростанций с быстрыми реакторами, КЯЭУ, ЭРД и сопутствующих им опытных и исследовательских установок;

Предложенные конструкции МГД-машин, устройств и макетов, а также слюдопластовый материал защищены авторскими свидетельствами на изобретения.

Практическая значимость. Предложенные конструкции, методики расчетов, материалы обмоток использованы при расчетах, проектировании и изготовлении МГД-машин и устройств:

МГД-дросселей для атомных реакторов «МИР», «БОР-бО», экспериментальных установок «Прометей», «САЗ» и др.;

МГД-устройств для системы подачи ионно-плазменной установки спутника «Космос 728» и сопутствующих исследовательских установок;

пусковых электромагнитных насосов КЯЭУ для спутников серии «Космос»; электромагнитных насосов для АЭС с реакторной установкой БН-600 и китайского быстрого реактора «CEFR»;

жидкометаллического испытательного модуля бланкета ИТЭР; перспективных ЭМН нового поколения КЯЭУ. Достоверность полученных результатов обеспечена: совпадением расчётных и экспериментальных результатов, полученных при исследованиях большого количества промышленных, опытно-промышленных МГД-машин, макетов и устройств с различными характерными параметрами;

успешной эксплуатацией МГД-машин и устройств в промышленных, опытных реакторах, исследовательских установках и стендах.

Апробация результатов работы и публикации.

Материал диссертации опубликован: в монографии; 31 авторском свидетельстве на изобретение; 29 статьях в сборниках, всесоюзных и международных журналах, включая 15 в рекомендованных ВАК России журналах; 24 докладах и тезисах симпозиумов, конференций, семинаров.

Материалы диссертации апробированы при создании МГД-машин и устройств различного назначения, две разработки - МГД-дроссели ЭМД-0,5/2500 и МДВ-50 в 1975 и 1980 годах удостоены Дипломов I степени ВДНХ СССР, а автор диссертации -Серебряной и Золотой медалей.

Результаты, полученные автором при создании дросселирующих МГД-машин и устройств, явились составной частью конкурсной работы «Комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию и внедрению МГД-техники для жидкометаллических систем ядерно-энергетических установок», удостоенной премии Правительства РФ в области науки и техники 2007 года.

За монографию «Магиитогидродинамическое дросселирование и управление жидкометаллическими потоками» автору присуждена первая Премия Президиума АН Латвийской ССР 1990 года.

Результаты работы докладывались на следующих симпозиумах, конференциях и семинарах:УШ, X, ХЩ Рижских совещаниях по магнитной гидродинамике (Рига, 1975, 1981, 1990); Международной конференции по магнитогидродинамическим генераторам (Варшава, 1975); Всесоюзных семинарах по применению МГД-машин в

народном хозяйстве (Москва, 1975, 1982); Таллинском совещании по электромагнитным расходомерам и электротехнике жидких проводников (Таллин, 1976), Всесоюзной конференции по физике диэлектриков (Москва. 1988); Международной конференции по преобразованию энергии в магнитогидродинамических потоках (Кадараш, 1991); Международной конференции по радиационному материаловедению (Харьков, 1991); Международном симпозиуме по электромагнитной обработке материалов (Нагоя, 1994); Международном семинаре по электроизоляционным покрытиям (Чикаго, 1995); Всероссийской конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (Санкт-Петербург, 1997); Международной конференции по ядерной энергетике в космосе (Подольск, 1999); Международных конференциях по материалам и технологии термоядерных реакторов (Сан-Диего, 2002; Киото, 2003); Международном семинаре по жидкометаллическим бланкетам (Санкт-Петербург 2006); Петербургским чтениям по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2010).

Личный вклад автора является основным на всех этапах постановки и решения задач, а также этапах анализа и практического приложения полученных в диссертации результатов. Приведенные в диссертации результаты получены автором лично, либо при его непосредственном участии в качестве научного руководителя работ по направлению.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений на 4 листах, изложена на 239 страницах, содержит 96 рисунов, 23 таблицы, список литературы из 269 наименований.

Содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы, научная новизна и положения, выносимые на защиту, практическая ценность и достоверность полученных результатов.

Первая глава «Общие принципы управления расходом жидкометаллических рабочих тел и классификация дросселирующих МГД-машин»

Первый раздел «Задачи МГД-управления жидкометаллическими потоками»

Рассмотрены общие принципы управления расходом жидкометаллических рабочих тел, приведены классификация МГД-машин, примеры применения дросселирующих МГД-устройств в плазменных и ядерных установках.

Второй раздел « Конструкционные схемы, номинальные параметры и КПД МГД-дросселей» Рассмотрены разработанные базовые конструкционные схемы МГД-дросселей (рис. 1-3), предназначенных для промышленных, технологических и экспериментальных установок. Предложены и введены в техническую терминологию определения номинальных параметров и КПД МГД-дросселей.

б)

а)

Рис. 1. МГД-дросселн с цилиндрическим каналом: конструкционная схема (а) модель для расчета (б) дросселя с поперечным магнитным полем; в) конструкционная схема дросселя с радиальным магнитным полем. 1 - канал; 2-полюс магннтной системы; 3-катушка возбуждения; 4-магнитопровод; 5-защитная обечайка; 6-токозамыкающий элемент (медный цилиндр). з

Рис. 2. Конструкционные схемы МГД-дросселей с

цилиндрическим коаксиальным каналом: (а) с поперечным магнитным полем; (б) с радиальным магнитным полем. 1-канал; 2-полюс магнитной системы;

3-катушка возбуждения;4-магнитопровод; 5-внутренний сердечник; 6-токозамыкающий элемент; 7-зона неподвижного металла.

Рис. 3. Конструкционные схемы МГД-дросселей с однослойным (а) и двухслойным (б) винтовым каналом. 1-канал;2-полюсныйнаконечник; 3-катушка возбуждения; 4-магнитопровод; 5-внутренний сердечник; б-немагнитная

вставка.

Третий раздел «Критерии целесообразности применения МГД-дросселей»

Предложено основным критерием целесообразности (преимуществом) применения МГД-регуляторов расхода (насосов и дросселей) в сложных жидкометаллических системах считать меньшую потребляемую мощность.

Проведеный анализ различных вариантов регулирования расхода в сложных гидравлических системах показал, что существуют области оптимального использования различных типов МГД-устройств. Например, при отношениях КПД дополнительного и основного насосов меньших 0,57 и охватывающих практически весь интересный диапазон остальных параметрах сравнения, всегда выгоднее вариант регулирования МГД-дросселем. Даны рекомендации по выбору средств регулирования в различных жидкометаллических системах.

Вторая глава «Разработка методик расчета МГД-дроссслсн и устройств подачи жидкометаллических рабочих тел»

Первый раздел «МГД-дроссели с многослойным проточным трактом» Конструкция такого МГД-дросселя [1 модель для расчета показаны на рис. 1 (а, б). Для определения электромагнитных потерь давления в МГД-дросселях рассмотрено стационарное течение жидкого металла с проводимостью о в трубе с внутренним радиусом и наружными радиусами слоев г2, гз, проводимость которых соответственно СГ| и а2 ■

Из решения системы уравнений для электрического потенциала в областях жидкого металла (0<г<1\) и стенок (область 1->\<г<г2, область 2 — г2<г<г3) при осесимметричном профиле скорости получено выражение для распределения потенциала.

Электромагнитные потери давления на единицу длины канала определены как отношение джоулевых потерь к расходу р"г = РЛж 10= Цд В^/'сЛ- ив!щ'У = .

закона Ома; Г-среднерасходная скорость; кл- коэффициенты, учитывающие соотношение электропроводимостей жидкого металла, материалов и радиусов стенок канала. Расчетным сравнением показано, что плакировка трубы медыо значительно повышает эффективность дросселя.

Предположив постоянство скорости по сечению канала и принимая, что распределение магнитного поля по ширине канала однородно, а по длине - близко к реальному, используя принятое распределение Вх(г) в выражении для р'\, интегрированием от - со до + оо, получена расчетная формула

С05 29

к, (1 + с<и 20) — У + иг- получено из

рг = В20аУ\(1п(1и + 0,5215)] (где 5 -немагнитный зазор), позволяющая с достаточной для инженерных расчетов точностью учитывать конечную длину индуктора.

Эксперименты проводились на сплаве №К (78 % К) при температуре 50 ± 5 °С в широком диапазоне чисел Гартмана На (250 < На< 750) и Рейнольдса Не (4-10 </?е < 1,3-106). Канал был изготовлен из нержавеющей стали с внутренним радиусом /7 = 19,5 мм и наружными радиусами г2 = 40, 35-, 30-, 25-, 22,5 и 20,7-мм, которые получались при последовательном протачивании трубы. Магнитное поле создавалось магнитом с зазором 6 = 0,085м, при двух длинах индукторов магнита /и12 = 0,2 и

0,12 м (для возможности исключения влияния продольного концевого эффекта). Индукция в зазоре менялась в пределах 0 - 0,27 Тл.

Совпадение расчетных и экспериментальных результатов находится в диапазоне от 4 до 10% . Это свидетельствует о том, что при длинах индуктора, превышающих величину немагнитного зазора, в исследованном диапазоне чисел Гартмана и Рейнольдса для расчетов рассматриваемых МГД-дросселей с поперечным магнитным полем с достаточной степенью точности могут быть использованы полученные в работе зависимости.

Второй раздел «МГД-дроссели с периодическим осе - и неосесимметричным постоянными электромагнитными полями»

Дроссели с осесимметричным магнитным полем (рис. 16) имеют цилиндрический канал и магнитную систему, создающую в канале радиальное магнитное поле, изменяющееся от нуля на продольной оси канала до некоторого значения на его поверхности.

Для обеспечения отличной от нуля радиальной компоненты магнитного поля на оси, полюсные наконечники и катушки магнитной системы выполняют наклонными к ней, как это предложено нами для бессердечникового цилиндрического индукционного насоса. Теоретическое исследование МГД-дросселей этого типа проведено на основе соотношений, имеющихся для таких насосов. Отличие, заключающееся в использовании в рассматриваемых конструкциях постоянного магнитного поля, является здесь чисто формальным, поскольку протекание физического процесса зависит только от относительной скорости жидкого металла и поля.

Для проверки расчетных зависимостей проводились экспериментальные исследования магнитного поля и рабочих харатеристик на сплаве №К (78 % К) при температуре 50 °С. Поскольку эффективность дросселей с периодическим полем зависит от соотношения размеров магнитной системы и канала, объектами исследований были пять различных моделей конструкций с осесимметричным и одна модель с неосесимметричным полями. В качестве каналов использовалась труба с

внутренним диаметром 65 мм. Остальные, в порядке соответствия, размеры в мм: общая длина моделей дросселя L = 620; 600; 580; 331; 165,5 740; полюсное деление I -180; 180; 180; 97; 48,5; 180; осевая длина полюса /п = 80; 60; 40; 40; 20; 80; катушек /к = 100; 120; 140; 57; 28,5; 100; количество катушек пк= 2; 2; 2; 2; 1; 2.

Сравнение теоретических и экспериментальных распределений магнитных полей и рабочих характеристик показало, что для магнитных систем с осесим-метричным полем расхождение данных по магнитному полю составляет в среднем 5%, для системы с неосесимметричным полем - 22%, а расхождения рабочих характеристик составляют, соответственно, около 10 и 50%. Существенное расхождение количественных данных для дросселя с неосесимметричным магнитным полем объясняется неадекватностью расчетного и фактического пространственного распределения магнитного поля, вызванной особенностями конструкции магнитной системы. Тем не менее, полученные зависимости свидетельствуют о существенно большей эффективности дросселя с неосесимметричным магнитным полем, следовательно, о целесообразности использования такой схемы в различных задачах практики.

Третий раздел «МГД-дроссели с цилиндрическим коаксиальным каналом»

В МГД-дросселях этого типа взаимодействие радиальной компоненты магнитного поля и движущейся среды обуславливает индуктирование короткозамкнутых азимутальных токовых контуров. Последнее обстоятельство делает МГД-дроссели с кольцевым каналом при значениях магнитного числа Рейнольдса Rm<l одними из наиболее эффективных дросселирующих устройств. Разработка методики расчета таких дросселей потребовала решения задачи электромагнитного поля с учетом Rm, реальной геометрии магнитной системы и распределения первичного магнитного поля.

Задача решена при следующих допущениях: магнитная система ненасыщена, т.е. // = °о; металл движется со скоростью, постоянной по сечению канала; высота канала h„ и немагнитный зазор <5 малы по сравнению с длиной полюсного наконечника 1„ и средним радиусом канала г ср\ имеется только одна (поперечная) составляющая индукции Вг, а наличие продольной Вх учитывается соответствующим выбором модели индуктора.

В принятой модели индуктора (рис. 4) канал рассматривается бесконечно широким, а зависимость немагнитного зазора от продольной координаты х определена следующим выражением:

при 0<|х|<с,; при с, <|х|<с?; при с < bei <00.

Здесь % = 0,54я1'д~' показатель спада поля; с, =/ 2 + х, с = /2 + 1п-х -расчетные длины, где /п=/и/от- ; /,=/,/я/",,— относительная длина полюсного наконечника и расстояния между полюсами соответственно.

) 2 3 4 5

а)

Рис. 4. Конструкционная схема двухполюсного МГД-дросселя

постоянного тока (а) и распределение магнитного поля индуктора на среднем радиусе по

длине канала (б): 1 - полюсный наконечник; 2 - элементы магиитопровода;

3 - обмотка возбуждения;

4 - внутренний сердечник;

5 - наружная стенка канала.

Безразмерное магнитное поле индуктора задано в виде:

при - да < х < -с; при -с < х < -с,;

Ь,(х) =

-ехр [х(х + с)\ -1

sh ^ct/sh хс t

ex

при 0 < |jr| < с,; при с, <х<с; при с < х < со.

За базисные значения длины и индукции магнитного поля приняты соответственно лгя, и индукция Вт, создаваемого индуктором на среднем радиусе по центру полюса. Используя закон полного тока и закон Ома в интегральной форме и вводя функцию тока i//(x) = Ьи(х)д{х), получаем уравнение

dy/ Rm

—---w = Rm b (x)

dx 5(x)

в безразмерном виде. Здесь Rm = л/л0aVr hS" - магнитное число Рейнольдса, V - скорость рабочей среды, а - её проводимость, Ь„ - индуктированное магнитное

Из решения уравнения для

"Г^-dx

yj=exp\ J-

15{х)

"jRmbt(x)exp(^-

dx + y/e

при очевидных условиях Г/ (х)сй: = 1ь,,(х)с/х = 0, найдено распределение

результирующего магнитного поля Ьр(х) = Ьи{х) + Ье(х) вдоль канала. Джоулевы потери в канале определены как работа лоренцевой силы в единицу времени:

= Р.Я = 2яг,рн"\(В X = 2я!оВ;,У'гЧи1,.

Здесь все величины размерные, ре - срабатываемое дросселем

электромагнитное давление, <2 - расход, = <Их - безразмерные джоулевы

потери. Относительная величина Д. = при базисе р{,с = /г'.

Экспериментальные исследования проводились на модели МГД-дросселя с различными относительными длинами полюсных наконечников (параметром с), при одинаковых ,£=4,18 и относительном расстоянии между полюсными наконечниками (относительной шириной катушки 1к = 0,442). Снимались кривые распределения поля и зависимости р< = /(Юн). Расчетное и экспериментальное распределения

На рис. 6 сплошными линиями показаны теоретические, а точками -экспериментальные зависимости р = f{Rnt)-

Подраздел «Многополюсные МГД-дроссели с цилиндрическим коаксиальным каналом». С использованием приведенного выше уравнения для функции тока получены выражения для расчёта результирующего магнитного поля и джоулевых потерь в безразмерном виде в многополюсном МГД-дросселе. Для построения удобных в инженерных расчётах зависимостей при решении уравнения для qK принято условие, что магнитное поле и немагнитный зазор связаны зависимостью

б(л) = |¿>e (д-)-1 |на любом участке по х.

При получении окончательных выражений для qK предполагалось, что длина области между разноимёнными полюсными наконечниками стремится к бесконечности. Это предположение даёт значения qK наиболее близкие к

рассчитанным по формулам для двухполюсного дросселя, и не вносит большой ошибки (не более, чем на 10%) для реально существующих конструкций.

Экспериментальные исследования проводились на натрии с температурой около 300°С. МГД-дроссель имел следующие характерные параметры: число модулей п = 4; /,= 1,12;/,= 0,241; 2=4,88; Я/и < 4,5. Результаты испытаний приведены на рис. 6.

Рис. 6.

Зависимость ^ = /{Дт)-1;2;3:*=4,18;п=1; 4=0,442; 1-4 =0,121; 2-/^=0,562; 3-/„ = 0,845. 4: х=4,88; п=4; 1К =1,12; ^ =0,241.

2 4 6 8 Ит

Вполне удовлетворительное совпадение теории и эксперимента позволяет использовать полученные в работе формулы для расчётов характеристик МГД-дросселей.

На основании полученных в настоящем и предыдущем подразделах результатов сделан вывод, что в любом МГД-устройстве с цилиндрическим коаксиальным каналом и магнитной системой из ферромагнетика, имеющей конечные размеры, потребляемая для торможения потока мощность при больших Ят стремится к постоянному значению, не зависящему от магнитного числа Рейнольдса При этом потери давления в канале сначала возрастают с увеличением Ит, потом достигают максимума, зависящего от геометрии магнитной системы, а затем изменяются пропорционально Лот"'. При этом, в случаях Нт>>1 в МГД-дросселях с каналами и магнитными системами рассматриваемых геометрий индуктированные магнитные поля являются определяющими для потерь давления.

Четвертый раздел «МГД-устройства подачи жидкометаллнческих рабочих тел»

Рассмотрены устройства, предназначенные для обеспечения расхода от сотых долей до нескольких см3/с (Ят<< 1). Конструктивно они представляют объединенные МГД-насос и дроссель с винтовым каналом. В работе обоснована необходимость применения МГД-дросселей в устройствах подачи рабочих тел при микрорасходах и разработана методика расчета оригинальных конструкций МГД-дросселей с однослойным и двухслойным винтовым каналом.

Петый раздел «Оптимизационные расчеты МГД-дросселей»

Вначале приведена общая схема оптимизационного расчета дросселя, рассмотрены ее особенности и определены заданные величины. Таковыми следует считать: характеристики рабочего тела; номинальные параметры; допустимую

индукцию в элементах магнитной цепи; плотность тока; коэффициент заполнения и температуру обмотки возбуждения; ряд конструкционных размеров (толщина стенок

канала, толщина теплоизоляции или воздушного зазора между каналом и магнитопроводом и т. п.).

Учитывая, что в МГД-дросселе, подобно любой МГД-машине, рабочие характеристики, а следовательно, габариты и масса с учетом заданных выше величин являются функциями скорости V, индукции в зазоре В, характерного размера канала Ь, числа пар полюсов рт а также некоторых характерных размеров магнитной системы (или их отношений), поиск оптимального варианта заключается в определении комбинации этих переменных, удовлетворяющей наилучшим образом заданной задаче проектирования. В подразделе приводится методика оптимизации, используемая при расчетах и проектировании МГД-дросселей.

Шестой раздел «Условия устойчивого управления расходом в жидкометаллическои системе с МГД-насосом и дросселем»

В основе анализа условий устойчивого управления расходом лежит совместное графо-аналитическое решение уравнений, описывающих движения рабочего тела в жидкометаллическом контуре, и рабочих характеристик МГД-насоса и дросселя при Ям > I. Показаны возможные области нерегулируемого расхода, даны рекомендации по обеспечению устойчивого регулирования в жидкометаллическои системе.

Седьмой раздел «Компенсация индуктированных магнитных полей» Приведен анализ предложенных нами технических решений конструкций МГД-дросселей с компенсацией индуктированных магнитных полей: дроссели с обратным токопроводом (компенсационной шиной) - рис. 7 и дроссели с бифилярным каналом

- рис. 8. рис 7 мГД-дроссель с компен-

с) , М , , _ , 7 ь) ""' сацией обратным токопроводом: (а)

продольный разрез; (б) поперечное сечение без индуктора (масштаб увеличен в два раза по отношению к продольному разрезу). 1-канал; 2 катушка возбуждения; 3-магнитопро-вод; 4-труба; 5-внутренний сердечник; 6-персгородка; 7-зона пайки; 8-компенсационная шина; 9- внутренний сердечник.

Рассмотрены электродинамические процессы в канале МГД-дросселя с компенсационной шиной и проанализирована эффективность влияния компенсации на характеристики дросселя. Показано, что предложенное нами секционирование шины позволяет получить практически линейную рабочую характеристику дросселя в широком диапазоне Лт = ¡л(1лаУд~'(21т +/,).

В МГД-дросселе с бифилярным каналом потоки жидкого металла в каждом из каналов текут в противоположных направлениях, соответственно и электрические токи, индуктированные движением жидкометаллического рабочего тела, имеют

различные знаки, поэтому для компенсации влияния этих токов требуется их равенство. В такой конструкции равенство Rm в обоих каналах выполняется автоматически.

3 Л \ 4 5 6 I ¿-Л }

Рис. 8. Конструкционная схема МГД -дросселя с бифилярным каналом (1,2);

3-магнитопровод; 4- катушка возбуждения; 5-внутренний сердечник; 6-токопроводящая перегородка

Учитывая, что высота канала Ьк ~ Б ,х>'ч^гср1 «гср2 для рассматриваемой

конструкции, приняты одинаковыми параметр, характеризующий спад поля в зоне рассеяния, и относительные длины полюсов. На этом основании предполагается, что влияние продольного концевого эффекта отсутствует. Таким образом, для определения условия компенсации реакции якоря в активной зоне канала, потребовался только учет зависимости электромагнитных величин от радиуса.

Из сравнения выражений, полученных для токов в каждом из каналов, следует, что для взаимной компенсации токов требуется установка в одном из каналов токопроводящей перегородки. Центральный угол 0, занимаемый такой перегородкой, зависит от того, в каком из каналов она устанавливается. Если в канале 1 -в = {1-кв\1-а1<У11)если в канале 2 - О'- (/--а/алУ, где сг, а„ -электропроводимость рабочей среды и материала перегородки соответственно,

к=[(г;-г^шш

Экспериментальные исследования МГД-дросселя с бифилярным каналом, проведенные при Ят < 4,0, подтвердили приемлемость принятых допущений и полученных соотношений для Ят < 2,0.

Выводы

Для МГД-дросселей с каналами цилиндрического и винтового типов при различном характере изменяющегося в пространстве магнитного поля разработаны математические модели и получены подтвержденные экспериментально выражения для расчета интегральных характеристик.

Выявлено, что для дросселей с цилиндрическим коаксиальным каналом и радиальным магнитным полем характерна нелинейная зависимость электромагнитного давления от магнитного числа Рейнольдса (скорости). Показано, что при определенных характеристиках жидкометаллической системы такая зависимость приводит к появлению областей неустойчивого регулирования расхода.

Для дросселей с цилиндрическим каналом и радиальным магнитным полем экспериментально и расчетным путем установлено, что эффективность повышается, если полюсные наконечники выполняются наклонными к продольной оси канала Конструкция защищена авторским свидетельством.

Для дросселей с цилиндрическим коаксиальным каналом теоретически и экспериментально показана эффективность компенсации «реакции якоря». Показано, что эффективность компенсации обратным токопроводом повышается при секционировании компенсационной шины, а для бифилярного канала - близкая к идеальной компенсация достигается при размещении в одном из каналов токопроводящей перегородки. Получены расчетные зависимости, определяющие параметры такой перегородки. Конструкции защищены авторскими свидетельствами.

Сформулирован общий подход к оптимизации МГД-дросселей и разработана методика оптимизационного расчета дросселей.

В техническую терминологию введены определения: номинальные параметры; КПД МГД-дросселя.

Основным критерием целесообразности применения МГД-регуляторов расхода (насосов и дросселей) предложено считать минимум потребляемой мощности.

Третья глава «Исследование и разработка системы «проводник -изоляция» обмоток МГД-машин»

Первый раздел «Общая характеристика проблемы создания обмоток МГД-машин»

Освещены вопросы, связанные с постановкой на производство материалов, необходимых для изготовления МГД-машин с жидкометаллическим рабочим телом. Отмечено, что примером участия автора в постановке на производство материалов, соответствующих «Специальным условиям поставки оборудования, приборов, материалов и изделий для объектов атомной энергетики», могут быть: применение разработанного и защищенного авторским свидетельством на изобретение эластичного слюдопластового материала, а также участие в подготовке и выпуске ряда технических условий на материалы.

Второй раздел «Тепловые и терморадиационные исследования обмоточных проводов»

Подраздел «Особенности термостарения витковой изоляции обмоток МГД-машин при высоких температурах».

Для определения закономерностей старения изоляции созданы модельные образцы системы «проводник-изоляция» - макеты типа МП и МК. Они воспроизводят либо реальную обмотку, либо конструкцию катушки обмотки МГД-дросселя или ЭМН с цилиндрическим каналом и обеспечивают высокую массовость испытаний.

Для исключения действия адсорбированной влаги оценка сопротивления Я„ и пробивного напряжения и„ витковой изоляции проводилась при 450 °С.

InK,

Анализ зависимостей Rb и t/„ от времени старения в изотермических режимах при 450, 550, 650 и 700 °С в логарифмическом масштабе позволил линеаризовать зависимости In С/, =/ (г) и 1пД, = f (т) и показать применимость экспоненциальных соотношений для RB и (/„; U„ =U0 • схр(—Л, ■ г), RB = R0 ехр(-к2-т), где ki и к2 -константы скорости изменения пробивного напряжения и сопротивления витковой изоляции от времени старения, определяемые по результатам обработки экспериментальных данных; Ua и Ro - пробивное напряжение и сопротивление витковой изоляции в исходном состоянии.

Полученные результаты свидетельствуют о существенном влиянии процессов, протекающих в токопроводящей жиле (ТПЖ), на состояние изоляции обмоточного провода. Например, при температурах свыше 550 °С и выдержке около 800 ч на границе раздела витковой и корпусной изоляции обнаруживаются продукты окисления меди: СиО и Си20. При температуре свыше 600 °С и времени воздействия примерно 1000 ч закись меди обнаруживается и на поверхности слюдопластовой изоляции.

Кроме этого выявлено, что механизм изменения пробивного напряжения и сопротивления витковой 12 V кР/ю/к) изоляции в рассмотренном диапазоне температур Рис 9 Зависимость имеет сложный характер и отличается наличием двух

константы скорости значений эффективных энергий активации, равных

изменения свойств витковой (0,1-0,2) и 4 эВ, соответствующих двум механизмам изоляции от температуры. старения с точкой излома при 580 °С (рис. 9).

1.2 -1

-2

-3

-i

-5

-6

-7

\

\\ JnK,

V

/пК2 /

|\

1 1 1

10 V

Подраздел «Исследования влияния среды на процессы старения обмоточных проводов МГД-машин».

Исследования проводились в условиях воздействия высоких температур на воздухе и в вакууме на образцах отрезков обмоточных проводов и с использованием системы «проводник-изоляция» при температурах 300, 450, 550 и 600 "С.

Испытания на воздухе проводились в муфельных печах. Для термостарения в вакууме отрезки обмоточного провода ПОЖ-700 без предварительной термообработки помещались в кварцевые ампулы с давлением 1,3-0,13 Па.

Периодичность контроля в первые сотни часов воздействия испытательных температур составляла 100,250, 500 ч, а в дальнейшем - каждую 1000 часов.

Экспериментально установлено, что при температуре старения 300 °С среда практически не влияет на электрические свойства изоляции, что свидетельствует о

незначительных диффузионных процессах в токопроводящей жиле и деструкции полиорганосилаксанового связующего.

При более высоких температурах имеют место процессы термической деструкции кремнийорганических полимеров, сопровождающиеся пиролитическим разрушением основных силоксановых цепей полимера и выделением циклических продуктов.

Сравнение результатов испытаний отрезков обмоточного провода после старения в воздушной среде и в вакууме показали, что пробивное напряжение изменяется практически одинаково. Различия состоят в изменениях сопротивления витковой изоляции. Более интенсивные процессы характерны для вакуума, где в соответствии с условиями испытания сохранились все продукты деструкции органосиликатного связующего. Поэтому при изготовлении катушек обмоток МГД-машин, предназначенных для эксплуатации в условиях вакуума или инертных газов, необходимо полное удаление из изоляции всех органических компонент.

В подразделе «Влияние теплового и радиационного воздействия на проводниковые материалы» приведены методика, условия и результаты проведения терморадиационных испытаний проводниковых материалов. Целью испытаний являлось изучение свойств материалов токопроводящих жил жаростойких проводов при терморадиационном старении при флюенсе нейтронов, соответствующем реальным условиям эксплуатации. Испытания проводились при температурах Т = 400; 410; 450; 550 °С, флюенсе нейтронов до 1,4-1020 м"2 и длительности до 13366 часов.

Экстраполяция результатов испытаний показала, что при 410 °С без облучения прочность меди уменьшится вдвое (с 245 до 122,5 МПа) примерно за 11 лет, при 410°С и облучении нейтронами - за 2 года. Удельное электросопротивление медного проводника увеличится на 20% (т.е. до 2,25 мкОм-см) за 26,9 года без облучения и за 4,3 года при облучении. Установлено, что облучение нейтронами при 410 °С значительно влияет на работоспособность медного проводника. Наблюдаемый при термообработке на воздухе процесс окисления медного проводника ускоряется и существенно меняется в случае одновременного воздействия на него температуры и облучения нейтронами. Если после термообработки наблюдается в основном внешнее окисление - образование окалины на поверхности образца, а структура внутренней части медного проводника характеризуется ростом зерна и наличием равномерно распределённых коагулированных частиц оксидов меди, то при одновременном воздействии температуры и облучения нейтронами наблюдается окисление образца по границам зёрен. При этом в результате окисления сечение медного образца увеличивается, а не уменьшается. Электропроводность и прочность меди после одновременного облучения и теплового воздействия существенно ниже, чем после термостарения, так как появившиеся оксиды распределены по всему сечению медной

жилы. Невысокая прочность оксидов снижает прочностные и пластические характеристики меди.

Иначе действует облучение нейтронами на сплав 204. Облучение при 450 и 550 °С повышает прочность и пластичность сплава, а также электросопротивление (по сравнению с образцами, подвергнутыми только термообработке). Металлографически обнаружен рост зёрен при росте температуры и длительном радиационном воздействии. В облучённых образцах наблюдается собирательная рекристаллизация, приводящая к неравномерному росту зерна.

Исследования показали, что длительное воздействие температуры и облучения нейтронами влияет на структуру и свойства сплава 204: увеличивается размер зерна; укрупняются выделения Cr2Nb; уменьшается степень легирования твёрдого раствора вследствие окисления легирующих элементов. Всё это должно приводить к ухудшению его свойств. Однако облучённая металлическая жила из сплава 204 имеет более высокие прочностные характеристики, чем аналогичная после термообработки. Замедление разупрочнения сплава при облучении нейтронами объясняется образованием дисперсных оксидов хрома и ниобия (внутренним окислением), не приводящим к существенному увеличению электросопротивления.

Исследованиями токопроводящих жил провода ПОЖ-700 установлено, что в случае облучения нейтронами до флюенса ~ Ю20 м'2 при 450 °С в течение 8500 ч работоспособность проводника из сплава 204 сохраняется на протяжении примерно 5000 ч. В случае облучения при 550 "С продолжительность надёжной работы, оценённая по отсутствию недопустимого прироста удельного электросопротивления, составит ориентировочно 3000 ч.

На основании проведенных исследований сделан вывод, что незначительное легирование меди хромом и ниобием существенно повышает радиационную стойкость и повышает работоспособность медного проводника при температуре выше 450°С. Вместе с этим показано, что при температурах ниже 450°С и флюенсе нейтронов до 1018 м"2, медь вполне пригодна для применения в качестве токопроводящей жилы жаростойких обмоточных проводов.

Третий раздел «Исследование корпусной изоляции обмоток МГД-машин» Подразделы «Конструкция и материалы корпусной изоляции МГД-машин» н «Выбор метода для исследования кинетики процессов отверждения связующего». Кратко освещены особенности конструкций и материалов корпусной изоляции обмоток МГД-машин и аргументирован выбор метода диэлектрометрии для исследований характеристик изоляции.

Подраздел «Оптимизация технологических режимов изготовления корпусной изоляции»

Оптимизация технологических режимов изготовления корпусной изоляции состоит в выборе значений температуры, давления, времени прессования и состава окружающего газа, при которых получается изоляция с высокими значениями

электрических прочности и сопротивления. При этом процесс изготовления жаростойкой изоляции обмоток включает в себя две стадии:

- формование изоляции, когда поддерживается либо изменяется по заданному закону температура в диапазоне от 20 до 160 °С, при давлении до 2 МПа и времени прессования от 1 до 1,5 ч;

- отжиг корпусной изоляции в составе обмотки при температуре от 450 до 700 °С и времени до 5 ч.

Для определения взаимосвязи числа слоев и электрической прочности многослойной корпусной изоляции исследовалась зависимость пробивного напряжения изоляции (У от числа слоев п (толщины) для слюдопластовых материалов на ашомохромфосфатном (СПФ) - (слюдопласт ИЖФФА) и стеклообразующем связующих (СПС) - (слюдопласт ИФЭСС). Результаты экспериментов показали (рис.

10), что для СПФ эта зависимость является типичной для многослойной систем. В таких системах, как правило, из-за отсутствия монолитности развиваются частичные разряды на границах слоев. Для СПС и = /(п) монотонно растет с увеличением числа слоев, что свидетельствует о более высокой е2 однородности и монолитности. Исследования температурных зависимостей электрической прочности и удельного объемного сопротивления показали, что характеры их изменения для обоих материалов практически совпадают. При этом было установлено, что электрическая прочность материалов в диапазоне 20 - 300 °С практически не изменяется. В диапазоне 300 - 400 °С происходит снижение электрической прочности примерно в 1,5 раза. Представленные данные подтверждают вывод о том, что для исследуемых материалов или систем изоляции на их основе существует температура, выше которой меняется «качество» материала.

Четвертый раздел «Тепловые и терморадиационные исследования обмоток жидкометалличееких МГД-машин»

Исследовались макеты типа МП, в которых корпусная изоляция изготавливалась на основе выпускаемых промышленностью слюдопластов ИФГ-КАХФ - тип 1, ИЖФФА - тип 3, и разработанного нами ИФЭСС - тип 5. Тепловое и терморадиационное старение проводились при температуре (450 °С ± 10 °С). Во время остановки реактора температура образцов поддерживалась на заданном уровне. Время выдержки в реакторе и флюенс нейтронов с энергией Ф>0 и Ф>о,ь составили

^СПС

у

> СПФ

с

Рис. 10. Зависимости пробивного напряжения от числа слоев слюдопластовых материалов.

для образцов, соответственно: тип 1 - 21144 ч; 7,87 1013 см"2 и 1,25 1015 см"2; тип 3 и 5 - 15631 ч; 3490 1015 см"2 и 766 1015 см"2. Анализ полученных результатов показал, что характер зависимости электрической прочности системы «корпусная + витковая изоляция» для исследуемых материалов практически совпадает (рис. 11). После незначительного снижения электрической прочности, составляющего ориентировочно 7-8 %, наблюдается тенденция к стабилизации и даже некоторому повышению величины пробивного напряжения. Однако, абсолютные значения

электрической прочности слюдопласга ИФЭСС выше, чем у слюдопласга ИЖФФА примерно на 17% и на 40% -чем у слюдопласга ИФГ-КАХФ. Результаты тепловых испытаний образцов практически совпадают с полученными при терморадиационном старении. Аналогичные исследования с целью определения влияния у-излучения на электроизоляционные свойства системы «проводник - изоляция»,

прочности композиции: корпусная+витковая проведенные при температуре 400 °С и изоляция от времени терморадиационного и дозе у-излучения 107Гр, также показали теплового воздействия. совпадение результатов испытаний в

различных условиях.

Полученные уникальные данные позволили сделать вывод о том, что электрическая прочность корпусной и витковой изоляции системы «проводник-изоляция» при воздействии в течение до 15631 часа температуры до 450 °С, флюенса нейтронов до 3,49-1018, в том числе с энергией более 0,1 МэВ флюенсом 0,77-10|8см'2, и дозы у-излучения 10 7Гр зависит только от теплового воздействия. Этот факт имеет важное значение, так как позволяет при оценке ресурса изоляции обмоток МГД-машин, предназначенных для эксплуатации в указанных выше условиях, учитывать влияние только температуры и времени эксплуатации. Кроме этого подтверждено преимущество разработанного нами слюдопласта ИФЭСС.

Пятый раздел «Методика оценки ресурсных характеристик МГД-машин» На основании анализа статистических данных о результатах эксплуатации ЭМН и имеющихся результатов исследований материалов, макетов и узлов ЭМН и, принимая, что радиационное излучение при имеющихся на практике флюенсе нейтронов и дозах гамма - излучений, не влияют на электрические прочность и сопротивление витковой и корпусной изоляции, показано, что фактором, определяющим надежность МГД-машины (ЭМН) для КЯЭУ и АЭС, является надежность индуктора, т.е. системы изоляции, связанная с её пробоем и зависимая от температуры изоляции и длительности её эксплуатации. Вероятность безотказной

_т I_I_Л_I_I__

0 ШО 8000 12000 Т,ч

Рис. 11. Зависимости электрической

работы изоляции в момент времени г определяется по выражению Р = ехр(-Л г), где Л

- приведенная к температуре обмотки интенсивность отказов системы изоляции.

Разработанная методика оценки вероятности безотказной работы индуктора ЭМН базируется на использовании известных модели «нагрузка-прочность», зависимостей времени работы изоляции от температуры и интенсивности отказа изоляции. Наработку на отказ канала и насоса в целом предложено проводить по известным стандартным методикам. Полученные по этой методике расчетные данные 90% нижней границы наработки на отказ вполне удовлетворительно согласуются с имеющимися эксплуатационными данными.

Выводы

Организована постановка на производство материалов обмоток МГД-машин для АЭС.

Для высокотемпературных (жаростойких) обмоточных проводов экспериментально установлены две закономерности старения витковой изоляции с энергиями активации (0,1-0,2) и 4 эВ соответственно до 580 "С и выше.

Предложен защищенный авторским свидетельством, исследован, изготавливается по ТУ НИИЭФА и применяется в МГД-машинах оригинальный эластичный слюдопластовый материал со стеклообразующим связующим, обладающий практически линейной зависимостью пробивного напряжения от количества исходных слоев материала.

Разработаны, защищены авторскими свидетельствами и используются при исследовании терморадиационной стойкости материалов макеты МГД-машин и их обмоток, обеспечивающие необходимую массовость наблюдений.

Экспериментально получены и обоснованы данные, свидетельствующие об ухудшении механических свойств и удельного электросопротивления медного проводника ориентировочно в 1,5 раза при одновременном воздействии температуры 450 °С и потока нейтронов флюенсом до 1016 см"2 в течение примерно 5000 часов. В случае материала проводника из хромониобиевой бронзы (сплав 204) при таком же терморадиационном воздействии соответствующие изменения не превышают 10%.

Получены и обоснованы данные, демонстрирующие, что при одновременном воздействии температуры до 450 °С, нейтронов с флюенсом до 1018 см"2 и гамма излучения до 107 Гр, ионизирующее излучение не влияет на характеристики высокотемпературных электроизоляционных материалов.

Разработана и подтверждена результатами эксплуатации методика расчёта показателей ресурса МГД-машин.

Четвертая глава «Конструкции и области применения созданных МГД-машин и устройств»

В первом разделе «МГД-дроссели для наземных ядерных н исследовательских установок» обсуждается специфика эксплуатации МГД-дросселирующих устройств, обусловленная, в частности, высокой температурой и

агрессивностью жидкометаллических сред. Приведены характеристики некоторых типов изготовленных МГД-дросселй.

Рассмотрены 12 основных конструкций промышленных МГД-дросселей. Указаны области и установки их применения, отмечены преимущества, приведены фотографии дросселей. Ниже, в качестве примера, на рис. 12 и 13 изображены дроссели МДЦ-3/20-1 и МДД-1/75. а)

б):.

Рис. 12. МГД-дроссель МДЦ-3/20-1 для реакторной установки БОР-бО: ( а) конструкционная схема; (б) общий вид. 1 - канал; 2 - полюсный наконечник; 3 — катушка возбуждения; 4 — элементы магнитопровода; 5 — внутренний сердечник.

б)

ля»!,

Рисунок 13. МГД-дроссель МДЦ-1/75 для установки «Прометей»: (а) конструкционная схема, (б) общий вид. 1 - канал; 2 - полюсный наконечник; 3 - постоянный магнит; 4 -магнитопровод; 5 - магнитный шунт; 6 - токопроводящая шина; 7 - ходовой винт.

Во втором разделе «МГД-дросели и устройства подачи для космических и наземных плазменных установок» рассмотрены винтовые МГД-дроссели с радиальным магнитным полем, которые, как правило, используются для регулирования расхода от сотых долей до нескольких см3/с, когда возникает необходимость резкого увеличения крутизны рабочей характеристики регулирующей системы. На практике такая ситуация реализуется в системах подачи жидкометаллического рабочего тела в электрореактивные двигатели или другие

ионно-плазменные установки при дозировании рабочих жидкометаллических тел или присадок.

Приведены некоторые конструктивные схемы и общий вид винтовых МГД-дросселей с однослойным и двухслойным каналом.

В подразделе «МГД-устройства подачи жидкометаллических рабочих тел» приведены параметры МГД-устройств на микрорасходы, разработанных и изготовленных в НИИЭФА им. Д.В.Ефремова, в том числе конструкционная схема и общий вид МГД-устройства подачи УП-2, успешно эксплуатировавшегося в ионно-плазменной установке на спутнике «Космос-728» (см. рис. 14).

Рис. 14. МГД-устройства подачи УП-2: (а) конструкционная схема; (б) общий вид; I- винтовой шнек; 2-наружная стенка винтовой части канала; 3-полюсный наконечник; 4-немагнитная вставка; 5-наружный магнигопровод; 6-катушка возбуждения;

7- внутренний сердечник.

Третий раздел «Конструкции МГД-насосов пассивного дросселирования для космических и наземных ядерно-энергетнчсскнх установок»

В подразделах «Краткие сведения о развитии и состоянии теории МГД-насосов» и «Особенности и пути решения требований, предъявляемых к пассивно дросселирующим МГД-насосам» отмечено, что на настоящем этапе вопросы теории и расчёта МГД-насосов для ядерной энергетики наземного и космического базирования практически решены. Вместе с этим существует ряд задач по конструированию и технологии изготовления этого класса МГД-машин, требующих пристального внимания и новых разработок.

К таким задачам относятся обеспечение минимума гидравлических потерь, высокой надёжности и КПД, минимальных массогабаритных характеристик ЭМН. При этом требование минимума гидравлических потерь является главенствующим для пусковых ЭМН космических ядерных энергоустановок (КЯЭУ), ЭМН систем аварийного расхолаживания (САРХ) и некоторых вспомогательных систем наземных реакторов на быстрых нейтронах. Отмечено, что насосы этого класса используются только при запуске КЯЭУ или в САРХ при аварийном расхолаживании реактора, а в основное время эксплуатации установки они отключены и осуществляют пассивное дросселирование потока теплоносителя. Поэтому минимальные гидравлические

потери в этом режиме обеспечивают повышение эффективности ядерной энергоустановки в целом.

В рассматриваемых ЭМН использованы предложенные нами технические решения. Для увеличения КПД и выравнивания токов по фазам уменьшается число витков в средней фазе на концах индуктора. Для повышения надежности применяется эластичный слюдопластовый материал (ИФЭСС) и устанавливаются опорные элементы, повышающие устойчивость внутренней стенки канала. Для уменьшения габаритов за счет повышения заполнения внутренний сердечник магнигопровода выполняется из электротехнической стали и магнитомягкого композита. Приведены параметры разработанных и изготовленных ЭМН нового поколения КЯЭУ, включая параметры и фотографии ЭМН пассивного дросселирования для КЯЭУ, использованных на спутниках серии «Космос», а также ЭМН реакторных установок БН - 600 и СЕРЯ (Китайский быстрый реактор).

Четвертый раздел «Конструкции МГД-каналов, обеспечивающих снижение эффекта МГД - дросселирования»

При движении жидкого металла, например лития, в проточном тракте бланкета ТЯР в металле индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) и протекают токи, взаимодействие которых с магнитным полем приводит к возникновению весьма существенных электромагнитных усилий, тормозящих поток (высокого магнито-гидродинамического (МГД) дросселирования потока) с величиной противодавления в десятки МПа. Вполне понятно, что создать конструкции бланкета и насоса при таких значениях перепадов давлений - задача, на сегодняшний день технически не разрешимая.

Радикально уменьшить величину этого давления, не изменяя конструкцию бланкета, а также свойства и направление движения жидкого металла относительно ориентации магнитного поля, можно только путем увеличения сопротивления индуктированным токам. К сожалению, до настоящего времени такая задача остается нерешенной, что препятствует применению лития в качестве теплоносителя в ТЯР «ИТЭР».

Очевидно, что одной из основных задач создания литиевого бланкета является обеспечение проточного тракта электроизоляционным барьером, обладающим высоким электросопротивлением индуктированным токам, позволяющим свести к минимуму МГД-дросселирование потока теплоносителя в течение всего ресурса работы.

Широкомасштабные исследования, проведенные специалистами России, США, Японии и Европы по созданию самовосстанавливающихся электроизоляционных барьеров или керамических канатов, к успеху не привели.

Для уменьшения эффекта дросселирования нами предложено использовать многослойные электроизоляционные барьеры, содержащие слой из AIN, защищенный от воздействия лития тонким металлическим слоем. При этом толщина защитного слоя должна выбираться из условий обеспечения требуемого ресурса и вполне приемлемого сопротивления токам, индуктированным в жидком металле.

На основании анализа известных технологий изготовления многослойных структур нами выбран способ формирования многослойной структуры конденсацией вещества из плазменного потока (метод «КИБ»).

Процесс нанесения многослойных покрытий на поверхности из сплава V - 4 О - 4 Ti включает следующие стадии:

• ионная очистка поверхности сплава ванадий-хром-титан;

• нанесение слоя чистого хрома;

• нанесение слоя нитрида алюминия;

• нанесение второго слоя хрома;

• нанесение слоя ванадий-хром-титан.

Ионная очистка производится с целью удаления примесей с обрабатываемой поверхности и ее активации.

В ходе отработки технологии и исследований многослойных структур в литии при температуре 600 °С было выявлено расслоение между A1N и сплавом VCrTi. Причина этого явления крылась в низкой адгезионной связи между упомянутыми материалами.

При решении проблемы нами были разработаны методы расчета адгезионных характеристик материалов. В их основу положен термодинамический подход, предполагающий наличие осредненных параметров среды. Контактирующие среды считаются сплошными. Их состояние характеризуется модулем Юнга Е, коэффициентом Пуассона v, свободной и потенциальной энергиями.

По опубликованным нами в журналах ЖТФ и Plasma Devises and Operations методикам проведены расчеты энергии адгезии Fa для сочетаний материалов, представляющих практический интерес с точки зрения применения в жидкометаллическом бланкете ТЯР. Расчеты показывают, что энергия адгезии незначительно зависит от температуры. Приведенные на рис. 15 значения Fa для сочетания различных материалов свидетельствуют, что энергия адгезии между сплавом К - 4 О - 4 Ti, предполагаемым конструкционным материалом литиевого бланкета, и AIN является одной из наименьших. Вместе с этим очевидно, что наиболее приемлемым материалом для промежуточного слоя, с точки зрения улучшения адгезионных свойств и технологии получения, является молибден. Однако, учитывая, что при воздействии нейтронных потоков у молибдена появляются

долгоживущие радионуклиды, предпочтительнее хром, у которого таких радионуклидов нет. Понятно, что для получения монолитной многослойной конструкции стенки канала требуется диффузионная сварка ее элементов. На основании исследований нами предложены следующие параметры диффузионной сварки:

• температура 950±20 °С; • • давление 35 ± 5 МПа;

• выдержка в печи или газостаге при температуре 950±20 °С в течение не менее 8-ми часов.

Р, Дж/м3-4,5

3 Щ

1,5

0,5

10

ш

9

¡111

ш

16

14

■ 1: УСгТММо » 2: УСгТКг

3: УСгТЬУ2Оз

■ 4; УСгП-ЫЫ 5: УСгТ|-Ег20з

Ш 6: Мо-УгОз а 7: Мо-АИМ 8: Мо-Ег20$ 9: Сг-У20з Ш 10: Сг-А1N 11: Сг-ЕГ20, | 12: Сг-А1г03 | :' 13: Мо-А|2Оз ® 14: Еге7-А1г03 15: ЕР97-СГ « 16: ЕР97-МО

0

Рис. 15. Энергия адгезии сочетаний различных материалов.

На рис. 16 приведены экспериментально полученные распределения концентраций элементов материалов в зоне сварного шва, а на рис. 17 показана структура диффузионных соединений: (У-4Сг-4П)-Сг-А1Ы-Сг-(У-4Сг-4П), демонстрирующая однородность материала шва, слабую пористость и взаимную

диффузию его компонент, что свидетельствует о правильности принятых параметров сварки.

С,%

Д. мкм

Рис. 16. Распределение элементов в зоне «диффузионного» соединения

AIN-Сг - ( VCrTi)

2 4 1

Рис. 17. Микроструктура «диффузионного шва»: 1 - K-40-47Ï; 2 - О; 3 - AIN: - осажденные по методу «КИБ»; 4 -О, осажденный гальванически.

В конечном итоге нами предложена конструкция многослойной стенки канала литиевого бланкета, представляющая в общем случае следующую структуру:

• несущий материал - "наружная стенка" - сплав ванадий-хром-титан;

• "внутренняя стенка" - гильза-вставка из сплава ванадий-хром-титан толщиной порядка 0,1 мм. На ее не контактирующую с литием "внешнюю" поверхность последовательно наносятся слои: С г (1 ^ 2) мкм; AIN - (20 ^ 40) мкм; СУ и V -Cr-Ti - толщиной порядка (1 2) мкм каждый.

Подготовленные таким образом "наружная" и "внутренняя" стенки соединяются и диффузионно свариваются (соединяются) в вакуумной печи (газостате).

Приведенные выше данные свидетельствуют о правомочности использования полученных результатов при разработке реальных конструкций МГД-каналов бланкета с жидкометпллическим рабочим телом.

- Выводы

Рассмотрены и проанализированы технические решения разработанных конструкций промышленных МГД-дросселей, МГД-устройств подачи, МГД-насосов, созданных под руководством и при активном участии автора в НИИЭФА им. Д.В. Ефремова.

Представленные МГД-машины и устройства оригинальны, защищены авторскими свидетельствами и нашли применение в ядерно-энергетических и ионно-плазменных установках наземного и космического базирования (реакторные установки БН-600, БОР-бО, МИР, Китайский быстрый реактор (СЕРИ), КЯЭУ и ионно-плазменная установка для спутников серии «КОСМОС»), а также в различных сопутствующих им системах транспортирования жидкометаллических рабочих тел опытных и экспериментальных установок.

МГД-машины и устройства для космических ядерных и ионно-плазменных установок прошли полный цикл предполетных и полетных испытаний и успешно эксплуатировались в штатных условиях.

Разработанные принципиальные конструкция и технология изготовления МГД-канала, обеспечивающего снижение эффекта дросселирования потока рабочей среды, использовались в проекте модуля бланкета ТЯР ИТЭР.

Заключение

1. Для МГД-дросселей с каналом цилиндрического или винтового типа при различном характере изменяющегося в пространстве магнитного поля разработаны математические модели и получены решения уравнений электромагнитного поля. Расчетные интегральные характеристики хорошо согласуются с экспериментальными.

2. Разработана методика оптимизационного расчета и определены критерии для выбора того или иного типа дросселирующего МГД-устройства при регулирования расхода.

3. Получены и обоснованы уникальные данные по изменению основных характеристик проводниковых и электроизоляционных материалов а также обмоток МГД-машин в процессе теплового и терморадиационного старений. Разработана и подтверждена результатами эксплуатации методика расчета показателей ресурса МГД-машин.

4. Выбраны и обоснованы материалы, разработано принципиальное решение конструкции многослойной структуры МГД-канала, обеспечивающей снижение эффекта дросселирования потока рабочей среды применительно к жидкометаллическому каналу бланкета ТЯР.

5. Теоретические решения подтверждены результатами создания и эксплуатации МГД-машин и устройств, специальными уникальными экспериментами в жидкометаллических контурах, применением современных методов исследований.

6. Созданные оригинальные конструкции нового класса МГД-машин и устройств нашли применение в ядерно-энергетических и ионно-плазменных установках наземного и космического базирования, включая реакторные установки БН-600, БОР-бО, МИР, Китайский быстрый реактор (CEFR); КЯЭУ и ионно-плазменную установку спутников серии «КОСМОС».

В приложениях представлены материалы, отражающие: роль автора в создании нового класса МГД-техники - «Дросселирующих МГД-машин и устройств»; объем применения созданных МГД-машин и устройств; признание научных результатов.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. А. с. 387630. Линейный трёхфазный индуктор магнитогидродинамической машины/A.M. Андреев, И.В. Витковский, В.П. Остапенко. 1976, Бюл. №10. С. 177.

2. А. с. 637033. Магнитогидродинамический дроссель / A.M. Андреев, А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. 1981, Бюл. №15. С.291

3. А. с. 674615. Магнитогидродинамический дроссель / Андрианов А.Н., Витковский И. В. 1981, Бюл. №15. С. 291.

4. Андрианов А.Н., Витковский И.В., Лаврентьев И.В. Многополюсный МГД-дроссель с кольцевым каналом //Магнитная гидродинамика. 1979. № 2. С. 94-98.

5. Андрианов А.Н., Витковский И.В., Кириллов И.Р. О компенсации "реакции якоря" в МГД-дросселях с кольцевым каналом // Электрофизическая аппаратура. М.: Атомиздат, 1981. №18. С. 30-36.

6. А. с. 727091. Электромагнитный насос / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский, И. Р. Кириллов. - 1981, Бюл. №29. - С. 288.

7. А. с. 772310. Магнитогидродинамический дроссель / А.Н. Андрианов, И. В. Витковский - 1982, Бюл. №1. С. 268.

8. А. с. 1001837. Магнитогидродинамическая машина / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. 1983, Бюл. №36. С. 242.

9. А. с. 1259932. МГД-машина постоянного тока / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский, И. Р. Кириллов. 2010, Бюл. №11. С. 962.

10. А. с. 1442039. МГД-машина/ А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. 2010, Бюл. № 11. С. 962.

11. Анисимов А.М., Васильев В.И., Витковский И.В. и др. Литий охлаждаемый бланкет демонстрационного реактора ДЕМО-С. // Основы концепции демонстрационного термоядерного реактора ДЕМО-С. Проект РФ ДЕМО. Описание конструкции систем и режимов работы реактора. Ч. IV. РНЦ "Курчатовский институт", Институт ядерного синтеза. Москва, 1999. C.V1I-1 - VII-37.

12. Бондарчук Э.Н., Витковский И.В., Голованов М.М. и др. Общая компоновка реактора ДЕМО-С //Основы концепции демонстрационного термоядерного реактора ДЕМО-С. Проект РФ ДЕМО. Описание конструкции систем и режимов работы реактора. Ч. IV. РНЦ "Курчатовский институт", Институт ядерного синтеза. Москва, 1999. C.IH-1 - Ш-5.

13. Бородулина Л.К., Витковский И.В., Голованов М.М., Неверов В.А. Некоторые вопросы создания макетных образцов обмоток электромагнитных насосов и результаты их испытаний // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Электрофизическая аппаратура». 1993. Вып. 26. С. 28 - 32.

14. Бородулина Л.К., Ваксер Н.М., Витковский И.В. Прогнозирование ресурса обмоток электромагнитных насосов с рабочей температурой до 650 °С // VI Всесоюзная конференция по физике диэлектриков. Электрофизика слоистых структур. М.: ЦНИИ "Электроника", 1988. Вып. 4. С. 109 - 110.

15. Бородулина Л. К., Ваксер Н.М., Витковский И.В.и др. О влиянии среды на процессы старения обмоток электромагнитных насосов // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Электрофизическая аппаратура». 1993. Вып. 26. С. 23 — 28.

16. Бородулина Л.К., Ваксер Н.М., Витковский И.В., Титова A.C. Особенности термостарения обмоток электромагнитных насосов при высоких температурах в воздушной среде // Электротехника. 1990. № 12. С. 28 -31.

17. Ваксер Н.М. Витковский И.В., Неверов В А. и др. Исследования по выбору оптимальных конструкций и технологии изготовления жаростойких обмоток // Электротехника. 2006. № 3. С.42 - 47.

18. А. с. 1639380. Индукционный электромагнитный насос / И. В. Витковский, М. М. Голованов, А. А. Малков, Б. А. Правдин. 2010. Бюл. №11. С.963.

19. А. с. 550227. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский, Б.Л. Биргер, Б.Г. Карасёв, В.В. Иванов. 1977. Бюл. №10. С.25.

20. А. с. 704715. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский, И.Р. Кириллов, В.В. Иванов. 1979. Бюл. №47. С.53.

21. А. с. 723743. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский. 1980. Бюл. №11. С.250.

22. А. с. 724046. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский, Б.Л. Биргер и др. 2010. Бюл. №11. С. 963.

23. А. с. 776489. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский, И.Р. Кириллов. 1981. Бюл. №33 С. 330.

24. А. с. 1001353. Винтовой электромагнитный насос / И.В. Витковский,

A.A. Малков. - 1983. Бюл. №8. С. 291.

25. А. с. 1001352. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский. 2010. Бюл. №11. С.962.

26. А. с. 1071180. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский. 1984. Бюл. №44. С. 195.

27. А. с. 1165212. Магнитогидродинамическая машина постоянного тока / И. В. Витковский. 1987. Бюл. №15. - С. 287.

28. А. с. 1246855. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский. 1987. Бюл. №10. С. 299.

29. А. с. 744236. Устройство для дозирования токопроводящих жидкостей / И. В. Витковский, В. В. Иванов. 1980. Бюл. № 24. С. 140.

30. А. с. 1099553. Устройство для дозирования токопроводящих жидкостей / И. В Витковский. 1985. Бюл. №14. С.215.

31. А. с. 1354985. Способ стабилизации расхода токопроводящей жидкости / И.В. Витковский, В.Н. Одинцов. 1990, Бюл. №4. С.298.

32. А. с. 1398602. Устройство для исследований композиций электроизоляционных материалов / И.В. Витковский. 2010. Бюл.№ 11. С.962.

33. А. с. 1443635. Импульсная плазменная установка / И. В. Витковский,

B. Н. Одинцов, А. М. Шапиро. 2010. Бюл. №11. С.962.

34. А. с. 1545911. Макет электромагнитного насоса / И.В. Витковский, М.М. Голованов, В.А. Неверов, и др. 2010. Бюл. №11. С. 962.

35. А. с. 1507169. Сердечник цилиндрического линейного индукционного насоса/ И.В. Витковский, М.М. Голованов, Ю.П.Зайцев и др. 2010, Бюл. №11. С. 963.

36. А. с. 1730962. Способ изготовления слюдосодержащего электроизоляционного материала /И.В. Витковский, JI.B. Николаева.-2010. Бюл. № 11. - С. 962.

37. Витковский И.В., П.Ю. Чайка. Создание и исследование макетов для обеспечения и подтверждения высокой надежности индукторов электромагнитных насосов и статоров жаростойких электродвигателей // Вопросы атомной науки и техники. Серия электрофизическая аппаратура. 2006. Вып. 30. С. 101 - 107.

38. Витковский И.В., Неверов В.А., Ревякин ЮЛ. и др. Влияние теплового и радиационного воздействия на свойства проводниковых материалов на основе меди // Атомная энергия. 1991. Т. 71. Вып. 5. С. 455 - 458.

39. Витковский И.В., Данилин В.Г., Игнатов В.Г. Вопросы создания электромагнитных насосов для ядерной энергетики // Атомная энергия. 1988.

Т. 64. - Вып. 6. - С. 415 - 419.

40. Витковский И.В., Гельфгат Ю.М., Круминь Ю.К., Осипов В.П. Исследования МГД-дросселей с периодическим симметричным и несимметричным постоянным магнитным полем // Магнитная гидродинамика. 1979. № 1. С. 105 - 110.

41. Витковский И.В., Данилин В.Г., Неверов В.А. и др. Исследование электрической прочности изоляции электромагнитных насосов при терморадиационном старении // Атомная энергия. 1989. Т. 67. Вып. 5. С. 338 -341.

43. Витковский И.В. Карасёв Б.Г., Лаврентьев И.В. К расчёту МГД-дросселей // Магнитная гидродинамика. 1975. №4. С. 123 - 126.

44. Витковский И.В., Карасёв Б.Г., Кириллов И.Р. Некоторые особенности расчёта и проектирования МГД-дросселей // Магнитная гидродинамика. 1977. № 4.

С. 131-136.

45. Витковский И.В., Кириллов И.Р. О выборе регуляторов расхода в жидкометаллических системах // Магнитная гидродинамика. 1978. № 2. С. 132 - 136.

46. Витковский И.В., Ревина Н.И., Титова A.C., Харченков И. Г. Окисление обмоточных проводов меди и её сплавов при высоких температурах // Вопросы атомной науки и техники. Серия электрофизическая аппаратура. 1993. Вып. 26.

С. 17-22.

47. Витковский И.В., Кириллов И.Р. Опыт создания МГД-устройств космического назначения // Сборник докладов Пятой международной конференции "Ядерная энергетика в космосе". Подольск, 1999. Ч. 2. С. 552 - 558.

48. Витковский И.В., Карасёв Б.Г., Лаврентьев И.В. О регулировании расхода жидкого металла МГД-дросселями // Магнитная гидродинамика. 1976. № 2.

С. 142- 143.

49. Витковский И.В. Кириллов И.Р., Чайка П.Ю. и др. Оценка надёжности электромагнитных насосов по результатам их эксплуатации // Атомная энергия. 2007.103. - № 2. С. 104 -109.

50. Витковский И.В., Глухих В.А., Кириллов И.Р.и др. Регулирование расхода жидкометаллических теплоносителей // Атомная энергия. 1981. Т. 51. Вып. 2. С. 101-109.

51. Витковский И.В., Конев А.Н., Шоркин B.C. Теоретическое определение адгезионных свойств материалов для жидкометаллического блаикета термоядерного реактора // Журнал технической физики. 2009. Т. 79. ып. 2..

С. 11-16.

52. Витковский И.В. Конев А.Н. Шоркин B.C., Якушина С.И. Теоретическая оценка несплошности адгезионного контакта элементов жидкометаллического бланкета термоядерного реактора // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. Вып. 6. С. 28-33.

53. Витковский И.В., Лаврентьев И.В: Электромагнитные процессы в кольцевом канале при конечных магнитных числах Рейнольдса II Магнитная гидродинамика. 1976. № 1. С. 107 111.

54. Гельфгат Ю.М., Горбунов J1.A., Витковский И.В. Магнитогидродинамическое дросселирование и управление жидкометаллическими потоками. Рига: Зинатне, 1989. 312 с.

55. А. с. 789245. Магнитогидродинамический дроссель / Ю. М. Гельфгат, В.Б. Альберт, JI.A. Горбунов, И.В. Витковский 1980, Бюл. №47. С. 42.

56. А. с. 695470. Магнитогидродинамический дроссель / Гельфгат Ю.М., Горбунов J1.A., Витковский И.В.,Карасев Б.Г. 1987, Бюл. №11. С.308.

57. А. с. 770428. Индукционная МГД-машина / Гельфгат Ю.М., Круминь Ю.К., Биргер Б.Л., Горбунов Л.А., Карасёв Б.Г., Витковский И.В. 2010. Бюл. №11. С. 963.

57. А. с. 816018. Магнитогидродинамический дроссель / Ю. М. Гельфгат, В. Б. Альберт, Л. А. Горбунов, И. В. Витковский .-2010. Бюл. №11. - С. 961.

58. Malang S., Borgstedt H.V., Farnum Е.Н., Natesan К., Vitkovsky I.V. Development of insulating coatings for liquid metal blankets // Fusion Engineering and Design. 1995. Vol. 27. P. 570 - 586.

59. Reed C.B. Natesan. K., Uua Т.О., Kirillov I.R., Vitkovsky I.V., Anisimov A.M. Experimental and theoretical MHD-performance of a round pipe with an NaK-compatible A1203 coating // Fusion Engineering and Design. 1995. Vol. 27.

P. 614-626.

60. Vitkovsky I.V., Konev A.N., Shorkin V.S. et. al. Adhesion energy estimation of some composite materials //Plasma Devices and Operations. 2003. Vol. 11. №2. P.81-87.

61. Vitkovsky I.V. Golovanov M.M., Divavin V.A. et al. Neutronic, thermal-hydraulic and stress analysis of RF lithium cooled test blanket module for ITER // Fusion Engineering and Design. 2000. Vol. 49 50. P. 703 - 707.

62. Vitkovsky I.V., Konev A.N., Shorkin V.S., Yakushina S.I. Theoretical estimation of discontinuity flaw of adhesive contacts between multilayer elements of liquid metal blanket in fusion reactor// .Technical physics. 2007. Vol. 52. № 6.

P. 705-710.

63. Vitkovsky I.V., Gorunov A.V., Engelko V.I. et al. Development and testing of electroinsulating barriers for lithium-vanadium fusion blanket // Fusion Engineering and Design. - 2002. - Vol. 61 - 62. - P. 739 - 743.

Подписано к печати 04.04.2011. Формат 60x90/16. Уч.-изд. Тираж 100 экз. Заказ № 43/100. Отпечатано в ФГУП «НИИЭФА им. Д.В Ефремова»

Введение

1 Общие принципы управления расходом жидкометаллических рабочих тел и классификация дросселирующих МГД-машин

1.1 Задачи МГД-управления жидкометаллическими потоками

1.2 Конструкционные схемы, номинальные параметры4 и КПД

МГД-дросселей

1.3 Критерии целесообразности применения МГД-дросселей Выводы

2 Разработка методик расчета МГД-дросселей и устройств подачи жидкометаллических рабочих тел

2.1 МГД-дроссели с многослойным проточным трактом

2.2 МГД-дроссели с периодическим осе- и неосесимметричным постоянными электромагнитными полями

2.3 МГД-дроссели с цилиндрическим коаксиальным каналом

2.4 МГД-устройства подачи жидкометаллических рабочих тел

2.5 Оптимизационные расчеты МГД-дросселей

2.6 Условия устойчивого управления расходом в жидкометаллической системе с МГД-насосом и дросселем

2.7 Компенсация индуктированных магнитных полей Выводы

3 Исследование и разработка системы «проводник — изоляция» обмоток МГД-машин

3.1 Общая характеристика проблемы создания обмоток МГД-машин

3.2 Тепловые и терморадиационные исследования обмоточных проводов

3.3 Исследование корпусной изоляции обмоток МГД-машин

3.4 Тепловые и терморадиационные исследования обмоток жидкометаллических МГД-машин

3.5 Методика оценки ресурсных характеристик МГД-машин

Выводы

4 Конструкции и области применения созданных

МГД-машин и устройств

4.1 МГД-дроссели для наземных ядерных и исследовательских установок

4.2 МГД-дросели и устройства подачи для космических и наземных плазменных установок

4.3 Конструкции МГД-насосов пассивного дросселирования для космических и наземных ядерно-энергетических установок

4.4 Конструкция МГД-каналов, обеспечивающих снижение эффекта дросселирования потока рабочей среды

Выводы

Высокие темпы роста экономики России в последние годы потребовали пересмотра ранее принятых программ социально-экономического развития страны, включая программы развития энергетики, в том числе ее ядерно-энергетической стратегии, в сторону значительного увеличения предполагаемых темпов роста. В настоящее время одобрена «Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики на период до 2020 года», в которой предполагается, что к 2020 г. объем производства элекроэнергии в России должен быть увеличен в 1,7—2 раза по сравнению с 2007 годом. Разрабатывается новая редакция «Энергетической стратегии России на период до 2030 года», в которой также рассматриваются высокие темпы роста электроэнергетики. По предварительным данным этого документа количество генерируемой электроэнергии к 2030 году должно возрасти примерно в 2,2-2,6 раза.

Стратегией развития атомной энергетики России предусматривается ввод в систему атомной энергетики реакторов* на быстрых нейтронах («быстрых реакторов»). Хорошо известно, что использование таких реакторов обеспечивает расширенное воспроизводство топлива и замкнутый топливный цикл, при которых не только изотоп уран-235 является энергетическим ресурсом, но и уран-238 после превращения в плутоний становится новым делящимся изотопом. Таким образом, сырьевой ресурс топлива увеличивается в десятки раз. А если принять во внимание, что -при такой эффективности топливного цикла и более дорогие ресурсы природного урана, а в последствии и тория,- становятся рентабельными, то можно говорить о практической неисчерпаемости ресурсной базы атомной энергетики при любых мыслимых масштабах ее развития.

Следует отметить, что наряду с отмеченной стратегией развития наземной ядерной энергетики в настоящее время ведется разработка программы развития космической ядерной энергетики с применением быстрых реакторов.

Другим стратегическим направлением развития, будущей: энергетики^ является! термоядерная энергетика, базирующаяся на применении^ крупных: плазменных .установок типа «Т0КАМАК»;. Успехи nos реализации; Международных программ в области термоядерного синтеза;— создаваемый1 экспериментальный- термоядерный? реактор? (Т.ЯР) «ИТЭР», проект, демонстрационного' реактора «ДЕМО» вселяют уверенность, что в обозримом-будущем человечество получит источник,неисчерпаемой'энергии: Известно; что в быстрых реакторах теплоносителем: (жидкометаллическим рабочим телом) являются* щелочные жидкие металлы:: натрий,, сплав, натрий-калий; или свинец и его сплавы. Наиболее вероятным теплоносителем в ДЕМО-реакторе будет литий: или; сплав литий-свинец. Литий, как* рабочее . тело, весьма перспективен для .различных ионо-плазменных установок;, включая» космические электрореактивные двигатели, предназначенные для? коррекции орбит летательных аппаратов; Вполне понятно, что в любом из упомянутых выше случаев .требуется перемещение и управление: жидкометаллическим потоком. При этом: во многих случаях, по перечисленным ниже различным- причинам, не допускается механическое: воздействие на рабочее тело.

Проблема, . перемещения жидкометаллических. рабочих тел путем, бесконтактного воздействия на них электромагнитными силами практически полностью решена.за счет применения:: магнитогидродинамическйх (МГД)-насосов, имеющих более распространенное название - электромагнитные насосы (3MH)i Вопросы теории, практики изготовления и эксплуатации ЭМН освещены в/грудах видных советских и российских ученых:

F.A. Баранова,. Б.А.Ватажина, Л.А.Верте, А.И.Вольдека, В.А.Глухих, И.Р.Кириллова, И-В. Лаврентьева, Я.Я.Лиелпетера, 0:А.Лиелаусиса, Р.А.Любимова, Н.МЮхременко, С.А.Регирера, А.В.Тананаева, И.М.Тютина и др.

Наряду с: необходимомстью в перекачивании жидкометаллических .рабочих тел, в ряде технологических задач требуется бесконтактное регулирование их расхода. Наиболее привлекательным способом такого управления является магнитогидродинамическое (МГД) дросселирование.

Первые в мировой практике работы по созданию МГД-дросселирующих машин и устройств для щелочных металлов^ были выполнены в НИИЭФА им. Д.В. Ефремова в начале 70-х годов двадцатого века и были обусловлены необходимостью регулирования расхода рабочего тела в параллельных секциях ядерного реактора БН-350 в г. Шевченко, Казахской ССР, а также началом разработок электрореактивных двигателей в ОКБ «ФАКЕЛ», г. Калининград.

Несмотря на столь длительный период времени, прошедший с начала создания таких машин и устройств, к настоящему времени нет публикации, аккумулирующей весь опыт, накопленный в НИИЭФА им. Д.В. Ефремова по разработке и изготовлению такого класса МГД-техники. Исключение составляет наша монография [115], изданная в 1989г. но не охватывающая весь спектр комплекса выполненных работ по созданию дросселирующих МГД-машин и устройств, предназначенных для бесконтактного управления жидкометаллическим потоком в ядерных и плазменных (термоядерных и ионоплазменных) установках.

Автор настоящей диссертации, начиная с первых разработок и исследований до последних достижений, возглавляет в НИИЭФА работы в этой области, активно участвуя на всех этапах создания МГД-техники.

Цель диссертационной работы состоит в комплексном решении задач, направленных на создание нового класса МГД-техники -дросселирующих МГД-машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом, включая: разработку оригинальных конструкций высоконадежных дросселирующих МГД-машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом в диапазоне расходов рабочих тел от единиц кубических миллиметров до нескольких кубических метров в секунду (в том числе устройств, объединяющих в одной конструкции МГД-насос и дроссель, МГД-насосов для эксплуатации в режимах «пассивного дросселирования» и «ожидания», в которых гидравлические потери в обесточенном состоянии должны быть минимально возможными; а КПД в рабочем режиме максимальным); разработку математических моделей и методик расчета МГД-дросселей с.каналамищилиндрического и винтового типов; разработку принципиальных решений конструкции МГД-каналов, обеспечивающих снижение эффекта дросселирования; на примере жидкометаллического проточного тракта бланкета термоядерного реактора; исследование и разработку материалов обмотки и композиций из них в; условиях, максимально соответствующих реальным условиям эксплуатации МГД-техники, и анализ ресурса жидкометаллических МГД-машин; разработку МГД-машин и устройств, предназначенных для космических и наземных ядерных и плазменных установок. Научная новизна и результаты, выносимые на защиту. Впервые систематизирован, сформулироваши решен комплекс задач, направленных на -создание нового класса МГД-техники - дросселирующих МГД-машин и устройств с жидкометаллическим рабочим телом для ядерных и плазменных, установок, включая: разработанные математические модели и методики расчета МГД-дросселей с каналами цилиндрического и винтового типа, радиальным или поперечным магнитным полем; результаты исследований: предложенных решений; обеспечивающих устранение размагничивающего влияния индуктированных в рабочей среде токов на интегральные характеристики МГД-машин с цилиндрическим каналом; методику оптимизационного расчета МГД-дросселей и выбора наиболее эффективной схемы регулирования расхода; принципиальную конструкцию многослойной структуры МГД-канала, снижающей эффект дросселирования потока рабочей среды при ее движении в магнитном поле, применительно к проточному тракту бланкета термоядерного реактора; результаты тепловых и терморадиационньїх исследований* механических характеристик жаростойких обмоточных проводов, диэлектрических характеристик предложенного эластичного жаростойкого слюдопластового материала, системы «проводник-изоляция» и макетов обмоток МГД-машин; предложенные технические решения, направленные на улучшение энергомассовых характеристик пассивно дросселирующих МГД-насосов; созданные на основе предложенных технических решений конструкции МГД-машин и устройств для атомных электростанций с быстрыми реакторами, КЯЭУ, ЭРД и сопутствующих им опытных и исследовательских установок.

Предложенные конструкции МГД-машин, устройств и макетов, а также слюдопластовый материал защищены авторскими свидетельствами на изобретения.

Практическая значимость. Предложенные конструкции, методики расчетов, материалы обмоток использованы при расчетах, проектировании и изготовлении МГД-машин и устройств:

МГД-дросселей для атомных реакторов «МИР», «БОР-бО», экспериментальных установок «Прометей», «САЗ» и др.;

МГД-устройств для системы подачи ионно-плазменной установки спутника «Космос 728» и сопутствующих исследовательских установок; пусковых электромагнитных насосов КЯЭУ для спутников серии «Космос»; электромагнитных насосов для АЭС с реакторной установкой БН-600 и китайского быстрого реактора «СЕИЪ>; жидкометаллического испытательного модуля бланкета ИТЭР; перспективных ЭМН нового поколения КЯЭУ. Достоверность полученных результатов обеспечена: совпадением расчётных и экспериментальных результатов, полученных при исследованиях большого количества промышленных, . опытно-промышленных МГД-маишн, макетов и устройств с различными характерными параметрами; успешной эксплуатацией МГД-машин и устройств в промышленных, опытных реакторах, исследовательских установках и стендах.

Апробация результатов работы и публикации.

Материал . диссертации опубликован: в монографии; 31 авторском свидетельстве на изобретение; 29 статьях в сборниках, всесоюзных и международных журналах, включая 15 в рекомендованных ВАК России журналах; 24 докладах и тезисах симпозиумов, конференций, семинаров.

Материалы диссертации апробированы при создании МГД-машин; и устройств различного назначения, две разработки - МГД-дроссели ЭМД-0,5/2500 и МДВ-50 в, 1975 и 1980 годах удостоены Дипломов I степени ВДНХ CGGP, а автор диссертации - Серебряной и Золотой медалей. .Результаты, полученные автором при создании дросселирующих МГД-машин- и устройств, явились составной: частью конкурсной работы «Комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию и внедрению МРД-техники для жидкометаллических систем ядерно-энергетических установок», удостоенной премии Правительства РФ в области науки и техники 2007 года.

За монографию «Магнитогидродинамическое дросселирование и управление жидкометаллическими потоками» автору присуждена первая премия Президиума АН Латвийской ССР 1990 года.

Результаты работы докладывались на следующих симпозиумах, конференциях и семинарах:УП1, X, XIII Рижских совещаниях по магнитной гидродинамике (Рига, 1975, 1981, 1990); Международной конференции по • магнитогидродинамическим генераторам (Варшава, 1975);, Всесоюзных семинарах по применению МГД-машин в народном хозяйстве (Москва, 1975, 1982); Таллинском совещании по электромагнитным расходомерам и электротехнике жидких проводников (Таллин, 1976), Всесоюзной конференции по физике диэлектриков (Москва. 1988); Международной конференции по преобразованию энергии в магнитогидродинамических потоках (Кадараш, 1991); Международной конференции по радиационному материаловедению (Харьков, 1991); Международном симпозиуме по электромагнитной обработке материалов (Нагоя, 1994); Международном семинаре по электроизоляционным покрытиям (Чикаго, 1995); Всероссийской конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (Санкт-Петербург, 1997); Международной конференции по ядерной энергетике в космосе (Подольск, 1999); Международных конференциях по материалам и технологии термоядерных реакторов (Сан-Диего, 2002; Киото, 2003); Международном семинаре по жидкометаллическим бланкетам (Санкт-Петербург 2006); Петербургским чтениям по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2010).

Личный вклад автора является основным на всех этапах постановки и решения задач, а также этапах анализа и практического приложения полученных в диссертации результатов. Приведенные в диссертации результаты получены автором лично, либо при его непосредственном участии в качестве научного руководителя работ по направлению.

Выводы

Рассмотрены и проанализированы технические решения разработанных конструкций промышленных МГД-дросселей, МГД-устройств подачи, МГД-насосов, созданных под руководством и активном участии автора в НИИЭФА им. ДВ. Ефремова.

Представленные МГД-машины и устройства оригинальны, защищены авторскими свидетельствами и нашли применение в ядерно-энергетических и ионно-плазменных установках наземного и космического базирования (реакторные установки БН-600, БОР-бО, МИР, Китайский быстрый реактор СЕБЯ, КЯЭУ и ионно-плазменная установка для спутников серии «КОСМОС»), а также в различных сопутствующих им системах транспортирования жидкометаллических рабочих тел опытных и экспериментальных установок.

МГД-машины и устройства для космических ядерных и ионно-плазменных установок прошли полный цикл предполетных и полетных испытаний и успешно эксплуатировались в штатных условиях.

Разработанные принципиальные конструкция и технология изготовления МГД-канала, обеспечивающего снижение эффекта дросселирования потока рабочей среды использовались в проекте модуля бланкета ТЯР ИТЭР.

Заключение

1. Для МГД—дросселей с каналом цилиндрического или винтового типа при различном характере изменяющегося в пространстве магнитного поля разработаны математические модели и получены решения уравнений электромагнитного поля. Расчетные интегральные характеристики хорошо согласуются с экспериментальными.

2. Разработана методика оптимизационного расчета и определены критерии для выбора того или иного типа дросселирующего МГД-устройства для регулирования расхода.

3. Получены и обоснованы уникальные данные по изменению основных характеристик проводниковых и электроизоляционных материалов, а также обмоток МГД-машин в процессе теплового и терморадиационного старений. Разработана и подтверждена результатами эксплуатации методика расчета показателей ресурса МГД-машин.

4. Выбраны и обоснованы материалы, разработано принципиальное решение конструкции многослойной структуры МГД-канала, обеспечивающей снижение эффекта дросселирования потока рабочей среды применительно к жидкометаллическому каналу бланкета ТЯР.

5. Теоретические решения подтверждены результатами создания и эксплуатации МГД-машин и устройств, специальными уникальными экспериментами в жидкометаллических контурах, применением современных методов исследований.

6. Созданные оригинальные конструкции нового класса МГД-машин и устройств нашли применение в ядерно-энергетических и ионно-плазменных установках наземного и космического базирования, включая реакторные установки БН-600, БОР-бО, МИР, Китайский быстрый реактор СЕБЯ, КЯЭУ и ионно-плазменную установку спутников серии «КОСМОС».

1. Абхази В.В., Малыхин А.И., Рыбин И.В. Надежность жидкометал-лических индукционных МГД-машин. 1.— М.: Энергия, 1972. 104 с.

2. Агапов A.C. Опыт применения некоторых методов статистической оценки надежности промышленных изделий. // JL: ЛДНТП, 1977. 27 с.

3. Азаров A.C., Шоркин В. С. Учет влияния трехчастичного взаимодействия в сплошной упругой среде на ее механические характеристики. // Сборник трудов 47 Международной конференции "Актуальные проблемы прочности". Н. Новгород, 2008. С. 163 165.

4. Аксенов И.И., Андреев A.A., Брень В.Г. и др. Покрытия, полученные конденсацией плазменных потоков в вакууме (способ конденсации с ионной бомбардировкой). //УФЖ. 1979. 24. № 4. С.515-525.

5. Андреев A.M., Глухих В. А., Иванов В.В. и др. Индукционные электромагнитные насосы для перекачивания жидкометаллических теплоносителей. // VIII Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Рига: Зинатне, 1975. Т. 2. С. 70 72.

6. А. с. 387630 СССР, М.Кл2 H02N 4/00. Линейный трёхфазный индуктор магнитогидродинамической машины / A.M. Андреев, И.В. Витковский, В.П. Остапенко. № 1415062/26-25; заявл. 14.03.1970; опубл.15.03. 1976, Бюл. №10. С. 177.

7. А. с. 637033 СССР, М.Кл2 H02N 4/20. Магнитогидродинамический дроссель / A.M. Андреев, А.Н. Андрианов, И.В. Витковский.2491887/24-25; заявл.03.06.1977; опубл.23.04.1981, Бюл. №15. С.291.

8. Андрианов А.Н., Бандере З.Я., Шишко А.Я. Влияние компенсационной шины на характеристики МГД-дросселя. // Магнитная гидродинамика. 1985. № 1.С. 94-100.

9. А. с. 674615 СССР, М.Кл2 Н02К 4/20 Магнитогидродинамический дроссель / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. № 2580355/24-25; заявл. 15.02.1978; опубл.23.04.1981, Бюл. №15. С. 291.

10. Андрианов А.Н., Витковский И.В., Лаврентьев И.В. Многополюсный МГД-дроссель с кольцевым каналом. // Магнитная гидродинамика. 1979. №2. С. 94-98.

11. Андрианов А.Н., Витковский И.В., Кириллов И.Р. О компенсации "реакции якоря" в МГД-дросселях с кольцевым каналом. // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Электрофизическая аппаратура». М.: Атомиздат, 1981. С. 30-36.

12. А. с. 727091 СССР,М.Кл.2 Н02М 4/20. Электромагнитный насос / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский, И.Р. Кириллов. №2628314/24-25; заявл. 12.06.1978; опубл. 07.08.1981, Бюл. № 29. С. 288.

13. А. с. 772310 СССРМ.Кл3 Р16К 31/02. Магнитогидродинамический дроссель / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. №2715233/25-06; заявл. 16.01.1979; олубл.07.01.1982, Бюл. №1. С. 268.

14. А. с. 1001837 СССР, М.Кл2 Н02К 4/20. Магнитогидродинамическая машина / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. №3003131 заявл. 12.11.1980; опубл.30.09.1983, Бюл. № 36. С. 242.

15. А. с. 1259932 СССР, М.Кл3 Н02К 44/04. МГД-машина постоянного тока / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский, И.Р. Кириллов . № 3755200/24-25; заявл.07.05.1984; опубл.20.04.2010, Бюл. № 11. С. 962.

16. А. с. 1442039 СССР, М.Кл3 Н02К 44/04 МГД-машина / А.Н. Андрианов, И.В. Витковский. № 4077511; заявл. 06.05.1986; опубл.20.04.2010, Бюл. № 11. С. 962.

17. Анисимов A.M., Васильев В.Ф., Лаврентьев И.В. О компенсации индуцированных магнитных полей при больших Rm. // Магнитная гидродинамика. 1982. № 3. С. 105 110.

18. Аснович Э.З., Колганова В.А. Высоконагревостойкая электрическая изоляция // М.: Энергоатомиздат, 1988. 264 с.

19. Аснович Э.З.,. Карелин Е.П, Ринейский A.A. и др. О создании высокотемпературных индукционных насосов большой подачи // Магнитная гидродинамика. 1976. № 2. С. 76 78.

20. Аснович Э.З., Забырина К.И., Колганова В.А. Комплекс электроизоляционных материалов на длительную рабочую температуру 600°С и их применение для электрооборудования / М.: Доклад на II Всемирном электротехническом конгрессе, 1977.

21. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. М.: Мир, 1979. Т. 2. 422 с.

22. Бабад-Захряпин A.A., Кузнецов Г.В. Текстурирование высокотемпературных покрытий. М.: Атомиздат, 1980. 175 с.

23. Баландин Ю.Ф., Баландин Ю.Ф., Марков В.Г. Конструкционные материалы для' установок с жидкометаллическими теплоносителями. Л.: Судпромгиз, 1961. 206 с.

24. Баранов Г.А., Витковский И.В., Глухих В.А. и др. Исследования жидкометаллических МГД-генераторов // 6th Inter. Conf. On Magnetohydrodynamic electrical power generation. Washington. D.C., 1975.1. Vol. 3.P. 265-277.

25. Баранов Г.А., Глухих B.A., Кириллов И.Р. Расчеты и проектирование индукционных МГД-машин с жидкометаллическим рабочим телом. М.: Атомиздат, 1978. 248 с.

26. Белинская Г.В., Пешков И.Б., Харитонов Н.П. Жаростойкая изоляция обмоточных проводов. JL: Наука. Ленинградское отделение, 1978. 160 с.

27. Бердичевский В.Л. Вариационные принципы^ механики сплошной среды. М.: Наука, 1983.-448 с.

28. БиргерБ.Л., Гельфгат Ю.М., Фолифоров В.М. МГД-дроссели для агрегатов непрерывного литья и прокатки алюминиевой катанки (АНЛП-АК) // IX Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Рига: Зинатне, 1978. Т. 3. С. 136-137.

29. А. с. 560310 СССР, М.Кл2 H02N 4/00. Магнитогидродинамический дроссель / Б.Л. Биргер, B.C. Горовиц, Ю.М. Гельфгат и др. № 2089635/25; заявл. 30.12.1974; опубл. 30.05.1977, Бюл. № 20. С. 153.

30. Бирзвалк Ю.А. Основы теории и расчета кондукционных МГД-насосов постоянного тока. Рига: Зинатне. 1968. 236 с.

31. Боброва Г.И., Суворов С.А., Тарабанов В.Н. Слюдофосфатныекматериалы и изделия. Санкт-Петербрг: Изд-во Политехнического университета. 2007, 230 с.

32. Богомольный В.М. Физика прочности. М.: Московский государственный университет сервиса 2005, 308 с.

33. Борисова М. Э., Койков С. Н. Физика диэлектриков Л.: Изд-во ЛГУ, 1979.-240 с.

34. Бородулина Л.К., Ваксер Н.М., Витковский И.В., Титова А.С. Особенности термостарения обмоток электромагнитных насосов при высоких температурах в воздушной среде. // Электротехника. 1990. № 12.1. С. 28.-31.

35. Боченинский В.П., Емелин Ю.Б., Тананаев А.В., Ушаков Ю.П. Методика и результаты кавитационных испытаний кондукционной МГД-машины в режиме расходомера. // Магнитная гидродинамика. 1974. №4. С. 121-126.

36. Боченинский В.П., Емелин Ю.Б., Кирисик Е.М. и др. Экспериментальное изучение энергетических характеристик и течения жидкого металла в линейном индукционном МГД-насосе. // Магнитная гидродинамика. 1976. № 3. С. 83 — 86.

37. Брановер Г.Г, Цинобер А.Б. Магнитная гидродинамика несжимаемых сред. М.: Наука, 1970. 379 с.

38. Будников П.П., Хорошавин Л.Б. Огнеупорные бетоны на фосфатных связках. М.: Металлургия, 1971. 191 с.

39. Вакилов А.Н., Мамонова М.В., Прудников В.В. Адгезия металлов и полупроводников в рамках диэлектрического формализма. // Физика твердого тела. 1997. Т. 39. № 6. С. 964 967.

40. Ваксер Н.М., Витковский И.В., Неверов В.А., Ревякин Ю.Л., Чайка П.Ю. Исследования по выбору оптимальных конструкций и технологии изготовления жаростойких обмоток. // Электротехника. 2006. № 3. С.42 — 47.

41. Ваксер Н.М., Преснов Ю.Л., Кочугова И.В. Непрерывный контроль процесса отверждения термореактивных составов. // Пластические массы. 1981. № 11. С. 23-24.

42. Валдмане P.A., Кириллов И.Р., Огородников А.П., Улманис Л .Я. Расчет характеристик электромагнитного насоса при Rms >1 с учетом неоднородности распределения внешнего магнитного поля. // Магнитная гидродинамика. 1982. №3. С. 98 104.

43. Валдмане P.A., Валдманис Я.Я., Улманис Л.Я., Шишко А.Я. Влияние МГД-процессов на характеристики многополюсного дросселя с кольцевым каналом. // Магнитная гидродинамика.1982. №2. С. 109 — 112.

44. Валпетер М.В., B.C. Дмитриев,

45. Квасневский И.П., Нагла Я.Я. Высокотемпературные испытания макетов электротехнических устройств в вакууме. // В кн.: Теплопроводность и диффузия: Межвузовский научно-технический сборник. Рижский политехнический институт. 1978. № 8. С. 82-95.

46. Васильев В.Ф., Лаврентьев И.В. Влияние проводимости стенок и профиля скорости на джоулевы потери в МГД-каналах. // Магнитная гидродинамика. 1970. - № 4. - С. 125 -131.

47. Васильев В.Ф., Лаврентьев И.В. Концевые эффекты в магнитогидродинамических каналах при конечных магнитных числах Рейнольдса. // Журн. приклад, механики и техн. физики. 1971. № 3.1. С. 19-27.

48. Васильев В.Ф., Лаврентьев И.В. Продольная краевая задача о распределении электрических полей в МГД-каналах с проводящими стенками. // Магнитная гидродинамика. 1970. № 2. С. 88 — 89.

49. Ватажин А.Б., Любимов Г.А., Регирер С.А. Магнитогидродинамические течения в каналах. М.: Наука, 1970. 672'с.

50. Векилов Ю.Х., Вернгер В.Д., Самсонова М.Б. Электронная структура поверхностей непереходных металлов. // Успехи физических наук, 1987.

51. Т. 151. Вып. 2. С. 341 -373.58. „ Верте Л.А. Магнитная гидродинамика в металлургии. М.: Металлургия, 1975. 287 с.

52. Верте Л.А. Применение электромагнитных насосов в литейном производстве. // Механизация производства. 1963. № 1. С. 40 42.

53. Верте Л.А. Электромагнитная разливка и обработка жидкого металла. М.: Металлургия. 1967. 206 с.

54. Вилнитис А .Я., Дриц М.С. Концевой эффект в линейных асинхронных двигателях. Рига: Зинатне, 1981. 240 с.

55. А. с. 1639380 СССР, МПК Н 02К 44/06. Индукционный электромагнитный насос. / И.В. Витковский, М.М. Голованов, А.А. Малков, Б.А. Правдин. №4699367/25; заявл. 31.05.1984; опубл. 20.04.2010. Бюл. №11. С.963.

56. А. с. 550227 СССР, М.ЬСл2 В 22Б 11/10. Магнитогидродинамический дроссель. / И. В. Витковский, Б. Л. Биргер, Б. Г. Карасёв, В. В. Иванов. №2181666/02; заявл. 17.10.1975; опубл. 15.03.1977, Бюл. №10. С.25.

57. А. с. 704715 СССР, М.Кл2 В 22В 11/10. Магнитогидродинамический дроссель. / И.В. Витковский, И.Р. Кириллов, В.В. Иванов. № 2627034/22-02; заявл. 12.06.1978; опубл. 25.12.1979, Бюл. №47. С.53

58. А. с. 723743 СССР, М.Кл2 Н02И 4/20. Магнитогидродинамический дроссель / И. В. Витковский. №2627035/22-02; заявл. 12.06.1978; опубл. 25.03.1980, Бюл. №11. С.250.

59. А. с. 724046 СССР, М.ЬСл2 Н02К 4/20. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский, Б.Л. Биргер, Ю.М. Гельфгат, Б.Г. Карасёв,

60. И.Р. Кириллов, И.В. Лаврентьев. №2664862/24-25; заявл. 12.09.1978; опубл. 20.04.2010, Бюл. №11. С. 963.

61. А. с. 776489 СССР, М.Кл3 Н02К 44/02. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский, И.Р. Кириллов. № 2765289/24-25; заявл. 14.05.1979; опубл. 07.09.1981, Бюл. №33. С. 330.

62. А. с. 1001353 СССР, М.Кл3 Н02К 44/06. Винтовой электромагнитный насос / И.В. Витковский, АА. Малков. №3293610; заявл. 01. 06. 81; опубл. 28. 02. 1983. Бюл. №8. С. 291.

63. А. с. 1001352 СССР, М.Кл3 Н02К 44/06. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский. №3279763/24-25; заявл. 27.04.1981; опубл. 20.04.2010, Бюл. №11. С.962.

64. А. с. 1071180 СССР, М.Кл3 Н02К 44/06. Магнитогидродинамический дроссель / И.В. Витковский. №3392591/18-25; заявл. 11.02.1982; опубл. 30.11.1984, Бюл. №44. С. 195.

65. А. с. 1165212 СССР, М.кл.2 Н02К 44/04. Магнитогидродинамическая машина постоянного тока / И. В. Витковский. №3515228/24-25; заявл. 29.11.1982; опубл. 23.04.1987, Бюл. №15. С. 287.

66. А. с. 1246855 СССР, М.Кл3 Н02К 44/04. Магнитогидродинамический дроссель; / И. В; Витковский: № 3685446/24-25; заявл. 31.10.81; опубл. .15.03.1987. Бюл. №10. С. 299.

67. А.' с. 744236 СССР,М.Кл.2 G01F 13/00. Устройство для дозирования; токопроводящих. жидкостей / И; В. Витковский, В. В. Иванов: № 2525519/1810; заявл. 15.09.1977; опубл. 30.06.1980, Бюл. №24. С. 140.

68. А. с. 1099553 СССР, М.Кл.2 G01F 13/00. Устройство; для дозирования токопроводящих жидкостей / И.В: Витковский. № 3581208/18-10; заявл. 18.04.1983; опубл. 15.04.1985, Бюл. №14. С.215.

69. А. с. 1443635 СССР, МПК G 21В 1/00. Импульсная, плазменная; установка / И;В. Витковский, В.Н. Одинцов, А.М. Шапиро. № 4168722/24-25;: заявл. 29.12.1986; опубл.20.04.2010; Бюл. №11. С.962.

70. А. с. 1545911 СССР, М.Кл3 Н02К 44/00. Макет электромагнитного насоса / И.В. Витковский, М;М. Голованов, В1А. Неверов, И.Г. Харченков: №4452930/24-25; заявл. 28.06.1988; опубл.20.04.2010, Бюл. №11. С. 962.

71. А. с. 1730962 СССР, М.Кл3 НО 1В .3/04. Способ изготовления-слюдосодержащего электроизоляционного материала / И.В. Витковский, Л.В.Николаева. № 4798684/07;! заявл. 05.03.1990; опубл. 20.04.2010, Бюл. №11.-С. 962.

72. Витковский И.В., Неверов В.А., Ревякин Ю.Л., Николаев А.К., Ревина Н.И. Влияние теплового и радиационного воздействия на свойства проводниковых материалов на основе меди. // Атомная энергия. 1991. Т. 71. Вып. 5. С. 455-458.

73. Витковский И.В., Долотов Ю.С., Б.Г. Карасёв, Кириллов И.Р., Смирнов М.В. Вопросы применения МГД-дросселей в атомной энергетике. // X Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Рига: Зинатне, 1981.1. Т. 2. С. 83 84.

74. Витковский И.В., Данилин В.Г., Игнатов В.Г. и др. Вопросы создания электромагнитных насосов для ядерной энергетики. //Атомная энергия. 1988. Т. 64. Вып. 6. С. 415-419.

75. Витковский И.В., Карасёв Б.Г., Лаврентьев И.В. Исследование МГД-дросселей. // VIII Рижское совещание по магнитной щдродинамике. Рига: Зинатне, 1975. Т. 2. С. 95 96.

76. Витковский И.В., Гельфгат Ю.М., Круминь Ю.К., Осипов В.П. Исследования МГД-дросселей с периодическим симметричным и несимметричным постоянным магнитным полем. // Магнитная гидродинамика. 1979. №*1. С. 105 110.

77. Витковский И.В., Данилин В.Г., Неверов В.А., Ревякин Ю.Л.,

78. Чайка П.Ю. Исследование электрической прочности изоляции электромагнитных насосов при терморадиационном старении. // Атомная энергия. 1989. Т. 67. Вып. 5. С. 338 341.

79. Витковский И.В., Карасёв Б.Г., Лаврентьев И.В. К расчёту МГД-дросселей. // Магнитная гидродинамика. 1975. - №4. - С. 123 - 126.

80. Витковский И.В., Кириллов И.Р. МГД-устройства для космических ядерно-энергетических установок. // Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова. 1945 — 2005. Санкт-Петербург,2006. - С. 475 - 481.

81. Витковский И.В., Карасёв Б.Г., Кириллов И. Р. Некоторые особенности расчёта и проектирования МГД-дросселей. // Магнитная гидродинамика. 1977. №4. С. 131-136.

82. Витковский И.В., Кириллов И.Р., Краев Н.Д., Остапенко В.П., Русанов А.Е. Некоторые результаты работ по использованию жидкометаллических теплоносителей в термоядерных установках. // Шестая

83. Витковский. И.В., Кириллов И.Р. О выборе регуляторов расхода в жидкометаллических системах. // Магнитная гидродинамика. 1978. № 2.1. С. 132-136.

84. Витковский И.В., Ревина Н.И., Титова A.C., Харченков И.Г. Окисление обмоточных проводов меди и её сплавов при высоких температурах. // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Электрофизическая аппаратура». 1993. Вып. 26. С. 17 — 22.

85. Витковский И.В., Кириллов И.Р. Опыт создания МГД-устройств космического назначения. // Сборник докладов Пятой международной конференции "Ядерная энергетика в космосе". Подольск, 1999. Ч. 2.1. С. 552-558.

86. Витковский И.В., Карасёв Б.Г., Лаврентьев И.В. О регулировании расхода жидкого металла МГД-дросселями. // Магнитная гидродинамика: 1976. №2. С. 142-143.

87. Витковский И:В., Кириллов И.Р., Чайка П.Ю., Крючков Е.А., Поплавский В.М., Носов Ю.В., Ошканов H.H. Оценка надёжности электромагнитных насосов по результатам их эксплуатации. // Атомная энергия. 2007. Т. 103. № 2. С. 104 109.

88. Витковский И.В., Глухих В.А., Кириллов И.Р., Смирнов A.M. Регулирование расхода жидкометаллических теплоносителей. // Атомная» энергия. 1981. Т. 51. Вып. 2. С. 101 109.

89. Витковский. И.В. Опыт создания МГД-устройств космического назначения / И.В. Витковский, И.Р. Кириллов // Тезисы докладов Пятоймеждународной конференции "Ядерная энергетика в космосе". Подольск, 1999. С.17.

90. Витковский И:В., Данилин В.Г., Игнатов ВТ. и др. Вопросы создания электромагнитных насосов для ядерной энергетики. // Атомная энергия. 1988. Т. 64. Вып. 6. С. 415-419.

91. Витковский И.В. Создание и промышленное применение МГД-дросселей. // Доклады Второго всесоюзного научно-технического семинара "Применение МГД-машин в народном хозяйстве". Л.: НИИЭФА, 1982.1. С. 13-18.

92. Витковский И.В., Конев А.Н., Шоркин B.C. Теоретическое определениеIадгезионных свойств материалов для жидкометаллического бланкета термоядерного реактора // Журнал технической физики. 2009. Т. 79. Вып. 2. С. 11-16.

93. Витковский И.В., Конев А.Н., Шоркин B.C., Якушина С.И1 Теоретическая оценка несплошности адгезионного контакта элементов жидкометаллического бланкета термоядерного реактора. // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. Вып. 6. С. 28 — 33.

94. Витковский И.В., Лаврентьев И.В. Электромагнитные процессы в кольцевом канале при конечных магнитных числах Рейнольдса // Магнитная гидродинамика. 1976. № 1. С. 107-111.

95. Влияние физико-химических параметров на скорость массопереноса в жидких щелочных металлах: Обзорная информация. ОБ-122. Обнинск: ФЭИ, 1981. С. 176.

96. Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия, 1970. — 271 с.

97. Вольдек А.И. О некоторых вопросах проектирования линейных индукционных насосов. // Вопросы магнитной гидродинамики и динамики плазмы. Рига: Изд-во АН ЛатвССР, 1959. С. 253 277.

98. Всенеблоцкий B.Ä; Контроль отверждения термореактивных смолпо . измерению их электропроводности.//Электропромышленность. 1975.12. С. 2-3. ' . ,

99. Гаврилов: A.B., Данилин< В:Г., Кириллов;. И.Р. О надёжности? электромагнитных насосов. // В кн.: Десятое рижское совещание по магнитной гидродинамике. II, МГД-машины. Тезисы/докладов. Саласпилс. 1981. С. 13. , ' : .

100. Гайлитис А.К., Лиелаусис O.A. Неустойчивость однородного; распределения скоростей в индукционном МГД-канале. // Магнитная гидродинамика. 1975; № 1. С. 87 101.

101. Гайлитис А.К., Лиелаусис O.A. О внутренней гидравлике: индукционных насосов. // Магнитная гидродинамика. 1971. № 2.1. С. 123 127.

102. Гельфгат Ю.М., Горбунов Л:А., Витковский И.В. Магнйтогидродинамическое дросселирование и управление жидкометаллическими потоками. Рига: Зинатне, 1989. 312: с.

103. А. с. 662250 СССР, B22D 11/00. МГД7дроссель установки непрерывной: разливки металлов / Ю.М. Гельфгат, Л.А. Горбунов, Б.Л. Биргер. № 2493928/22-02; заявл. 01.06:1977; опубл. 15.05.1979, Бюл. № 18. С. 52.

104. А. с. 734144 СССР, М:Кл2. H02N 4/20. Электромагнитное устройство для управления расходом жидких металлов / Ю.М. Гельфгат, И.М. Толмач. № 1634069/24-25; заявл. 16.03.1971; опубл. 25.06.1980, Бюл. № 23. С. 311.

105. А. с. 789245 СССР, М.Кл3;В220 39/00. Магнитогидродинамический дроссель / Ю.М. Гельфгат, В;Б. Альберт, Л.А. Горбунов, И.В. Витковский: № 2625244/22-02; заявл. 02.06.1978; опубл. 23.12.1980, Бюл. № 47 С. 42.

106. А. с. 433905 СССР, E02N 4/00. Устройство для управления расходом потока токопроводящей жидкости / Ю.М. Гельфгат, O.A. Лиелаусис,

107. А.Г. Штерн. № 1606657/26-25; заявл. 21.01.1971; опубл. 07.04.1983, Бюл. ,№ 13. С.298.

108. А. с. 695470 СССР, М.Кл2 H02N 4/20. Магнитогидродинамический' дроссель. / Ю.М. Гельфгат, Л.А. Горбунов, И.В. Витковский, В.Г. Карасев. № 2492327/24-25; заявл. 03.06.1977;.опубл .23.11.1987, Бюл. № 11.- С,308.

109. А. с. 770428 СССР, М.Кл2. H02N 4/20. Индукционная МГД-машина / Ю.М. Гельфгат, Ю.К. Круминь, Б.Л. Биргер, Л.А. Горбунов; Б:Г. Карасёв, И.В: Витковский: №2366803/24-25; заявл. 01.06.1976; опубл. 20.04.2010. Бюл. №11. С. 963.

110. Гельфгат Ю.М., Ольшанский; C.B. Исследование эффективности регулирования расхода жидкометаллических потоков градиентным-магнитным полем. //Магнитная гидродинамика; 1973. № 3. С. 95 — 102.

111. Гельфгат Ю.М., Лиелаусис O.A., Щербинин Э.В. Жидкий металл под действием электромагнитных,сил. Рига: Зинатне, 1976: 247 с.

112. Гельфгат ЮМ., Горбунов Л.А., Гудков А.Л. Кондукционный^^ МГД-насос с.осевым подводом тока://Магнитная гидродинамика. 1974. №1.1. С. 136-142.

113. Гельфгат Ю.М. МГД-дроссели для регулирования расхода жидких металлов. // МГД в металлургии и литейном производстве. Киев: КДНТП, 1972. С. 131-132.

114. Гельфгат Ю.М., Круминь Ю.К., Плюснина JT. А. Цилиндрический линейный индукционный насос с катушками, наклоненгными к его продольной оси. // Магнитная гидродинамика. 1978. № 3. С. 85-91.

115. Гельфгат Ю.М., Круминь Ю.К., Плюснина JI.A. Цилиндрический линейный индукционный насос с катушками, наклоненными к его продольной оси. II Расчет электродинамических сил и эксперименты., // Магнитная гидродинамика. 1978. № 3. С. 85 — 91.

116. Германи Э. Непрерывное литье. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1961.814 с.

117. Глухих В.А., Беляков В.А., Минеев А.Б. Физико-технические основы управляемого термоядерного синтеза: Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2006. 348 с.

118. Глухих В.А., Тананаев A.B., Кириллов И.Р. Магнитная гидродинамика в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1987. 264 с.

119. Глухих В.А., Карасев Б.Г., Кириллов И.Р. Результаты исследований и опыт проектирования МГД-машин с жидкометаллическим рабочим телом. // Магнитная гидродинамика. 1975. № 1. С. 102 110.

120. Голодов H.H., Крауя В.М., Янкоп Э.К. Использование кондукционного насоса постоянного тока для черных металлов в стопорном режиме. // Магнитная гидродинамика. 1971. № 3. С. 118 124.

121. Гольенко-Вольфсон B.JL, Сычев М.М., Судакач Л.Г., Скобко Л.М. Химические основы технологии применения фосфатных связок и покрытий. М.: Химия, 1968. 192 с.

122. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и металловедение. М.: Металлургия. 1973. 496 с.

123. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001. 478 с.

124. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения Введ. 1983-01-01. — М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам; М.: Изд-во стандартов, 1983. 20 с.

125. ГОСТ 27.002-83 Надёжность в технике. Термины и определения.-Введ. 1984-07-01. М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам; М.: Изд-во стандартов, 1984. 30 с.

126. ГОСТ 27.502-83 Надёжность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений- Введ. 1983-07-26. — М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам; М.: Изд-во стандартов, 1984. 23 с.

127. Грушевский Б. В. Электродинамический метод управления струей расплавленного металла применительно к бесстопорной разливке стали // Техническая электромагнитная гидродинамика. М:. Металлургия, 1965.1. Т. 2. С. 91-96.

128. Де Грот С., П. Мазур. Неравновесная термодинамика: перевод с английского. М.: Мир, 1964. 456 с.

129. Деренговский А. Г. Результаты расчета напряжений в вершине острой режущей кромки. // "Упрочняющие технологии и покрытия". М.: Машиностроение, 2006. Вып. 12. С. 54.

130. Дерягин Б. В., Кротова Н. А., Смилга В. Л. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. 280 с.

131. Дерягин Б. В., Кротова Н. П. Электрическая теория адгезии (прилипания) пленок к твердым поверхностям и ее экспериментальное обоснование. // Успехи физических наук, 1948. Т. XXXVI. Вып. 3.1. С. 387-406.

132. Дерягин Б. В., Абрикосова И. И, Лифшиц Е. М. Молекулярное притяжение конденсированных тел. // Успехи физических наук, 1958.

133. T. LXIV. Вып. 3. С. 493 528.

134. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в науке и технике. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. 510 с.

135. Дикий Д. П. Осевое движение проводящей жидкости в радиальном магнитном поле. // Магнитная гидродинамика. 1966. № 1. С. 151-152.

136. Дистлер Г. И. Электронная микроскопия поверхностных явлений // Исследования в области поверхностных сил. Сборник докладов 3 конференции по поверхностным силам. М.: Наука, 1967. С. 84 — 96.

137. Дорофеев В. С., Нейман Э. Т. Разработка безвентильных жидкометаллических контуров. // Вопросы магнитной гидродинамики. Рига: Зинатне, 1963. Т. 3. С. 203-207.

138. Ежов Н.И. К определению размеров канала электромагнитного насоса постоянного тока. //Магнитная гидродинамика. 1976. № 4. С. 141 — 142.

139. Зеленский В. Ф., Неклюдов И. М., Черняева Т. Б. Радиационные дефекты и распухание металлов. Киев: Наукова думка, 1988. 38 с.

140. Зигфрид В., Броневский Б. Электромагнитный метод регулирования скорости непрерывной разливки стали. // Проблемы современной металлургии. М.: ИЛ, 1959. Т. 2. С. 41—47.

141. Зимон, А. Д. Адгезия пленок и покрытий. М.: Химия, 1977. 352 с.

142. Иванов В. Е., Нечипоренко Е. П., Криворучко В. М. Кристаллизация тугоплавких металлов из газовой фазы. М.: Атомиздат, 1974. 264 с.

143. Казакова А. А., Андрианов К. А. Изоляционные составы для обмоточных проводов со стекловолокнистой изоляцией. В книге Нагревостойкая изоляция электротехнического оборудования. Труды ВЭИ. М.: Энергия, 1976. Вып. 82. С. 10-17.

144. Казаков Н. Ф. Диффузионная сварка материалов. М.: Машиностроение, 1976.312 с.

145. Калнинь А. Я., Микрюков Ч. К., Петровича Р. А. и др. Характеристики плоского индукционного насоса при неоднородном распределении электромагнитных сил по ширине канала. // Магнитная гидродинамика. 1971. №4. С. 94-98.

146. Калнинь, Т. К. Явнополюсные МГД-насосы. Рига: Зинатне, 1969. 172 с.

147. Кемпбел Д. С. Механические свойства тонких пленок: Справочник. // Технология тонких пленок. М.: Советское радио, 1977. С. 246 304.

148. Кирилов И.Р., Огородников А. П., Остапенко В.П., Преслицкий Г.В. Подавление неустойчивости режимов работы в линейных индукционных насосах при Ктз > 1 модификацией внешнего магнитного поля. // Магнитная гидродинамика. 1981. № 4. С. 79 84.

149. Кириллов И. Р., Семиков Г. Т. Электромагнитные насосы для жидких металлов. Параметры, конструкция, эксплуатация. Л.: НИИЭФА, 1980.

150. Кириллов И. Р., Обухов Д. М. Полностью двумерная модель для анализа характеристик линейногоцилиндрического индукционного насоса. // Журнал технической физики. 2005. Т. 75. Вып. 8. С. 37 43.

151. Кирко И. М. Жидкий металл в электромагнитном поле. М.-Л.: Энергия, 1964. 165 с.

152. Клебанов Ю. Д., Н. М. Васильева. Оборудование и технология для получения покрытий методом вакуумной металлизации на порошках и гранулах. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1977. 48 с.

153. Князева А.Г. Общие вопросы неравновесной термодинамики // Математическое моделирование систем и процессов. -2005. 13. - С. 45-60.

154. Кобелева Р. М., Гельчинский Б. Р., Ухов В. Ф. К расчету поверхностной энергии металлов в модели дискретного положительного заряда. // ФММ, 1978. Вып. 48. № 1. с.25 32.

155. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н. J1. Испытания и надежность электрических машин. М.: Высшая школа, 1988. 232 с.

156. Крагельский И. В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

157. Кротова Н. А. О склеивании и прилипании. М.: Издательство АН СССР, 1960. 167 с.

158. Круминь Ю. К. Электромагнитные лотки. Рига: Зинатне, 1973. -56 с.

159. Круминь Ю. К. Взаимодействие бегущего магнитного поля с проводящей средой. Рига: Зинатне, 1969. 258 с.

160. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1965. 428 с.

161. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. М.: Наука, 1977. 184 с.

162. Куликовский А. Г., Любимов П. А. Магнитная гидродинамика. М.: Физматгиз, 1962. 246 с.

163. Лаврентьев И. В., Шишко А. Я. Электродинамические процессы в МГД-каналах при больших магнитных числах Рейнольдса, // Магнитная гидродинамика. 1980. № 3. С. 81-106.

164. Ландау Л. Д., Ахнезер А. И., Лифшиц Е. М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. М: Наука, 1965. 405 с.

165. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. М.: Наука, 1976. Т. IX. 448 с.

166. Лататуев В. И., Ганай Г. Н., Денисов А. Д. Металлические покрытия химическим способом. Барнаул: Алтайское книжное издательство, 1968.208 с.

167. Лиелаусис О. А. Гидродинамика жидкометаллических МГД-устройств. Рига: Зинатне, 1967. — 196 с.

168. Лиелпетер Я. Я. Жидкометаллические индукционные МГД-машины. Рига: Зинатне, 1969. 246 с.

169. Лифшиц Е. М. Теория молекулярных сил притяжения между конденсированными телами. // Труды Е.М. Лифшица / Под ред. Л. П. Питаевского, Ю.Г. Рудого. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 648 с.

170. Люшинский, А. В. Диффузионная сварка разнородных материалов М.: Издательский центр "Академия", 2006. 208 с.

171. Мамонова М. В., Потерин Р. В., Прудников В. В. Расчет адгезионных характеристик металлов в модели обобщенного потенциала Хейне — Абаренкова. //Вестник Омского государственного университета, 1996. Вып. 2.-С. 44-46.

172. Меламедов И. М. Физические основы надёжности. М.: Энергия, 1970. 152 с.

173. Михайлов В. Н., Евтихин В.А., Люблинский И.Е., Вертков A.B., Чумаков А.Н. Литий в термоядерной и космической энергетике XXI века. М.: Энергоатомиздат, 1999. 528 с.

174. Митенков Ф.М., Новинский Э.Г., Будов В.М. Главные циркуляционные насосы АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1990. 376 с.

175. Мищенко В. Д., Микельсон А. Э. Кондукционный МГД-насос для перекачивания магния // Магнитная гидродинамика. 1971. № 3.1. С. 125 129.

176. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т. Том 10. Справочные данные по условиям эксплуатации и характеристикам надежности / Под ред. В. А. Кузнецова. М.: Машиностроение, 1990. 336 с.

177. Николаева JI. В., Борисенко А. И. Тонкослойные стеклоэмалевые и керамические покрытия. Л.: Наука, 1980. 88 с.

178. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. 592 с.

179. Ольяк В. Д., Борисов Б.П., Брылеев А. В. Электроиндукционный тормоз. // Вестник машиностроения. 1961. № 8. С. 44 48.

180. Охременко Н. М. Основы теории и проектирования линейных индукционных насосов для жидких металлов. М.: Атомиздат, 1968.396 с.

181. Партенский М. Б. Самосогласованная электронная теория металлической поверхности.//Успехи физических наук. 1979. Т. 128. Вып. 1.С. 69-106.

182. Петрашко А. И, Березин В. Б., Аснович Э. 3. Нагревостойкие слюдинитовые и слюдопластовые материалы. // В кн.: Нагревостойкая изоляция электротехнического оборудования. Труды ВЭИ. М.: Энергия, 1976. Вып. 82. С. 48-54.

183. Петч Н. Металлографические аспекты разрушения. Разрушение. Т. 1. М.: Мир, 1973. С. 377 420.

184. Пешков И. Б. Обмоточные провода: учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1983. 352 с.

185. Пешков И. Б. Аналитическое и экспериментальное исследование активного сопротивления обмоточных проводов в процессе пребывания при высоких температурах. Труды НИИКП. М. — Л. Госэнергоиздат, 1963.1. Вып. 8. С. 103-117.

186. Плаксин С. В., Барабошкин А. Н. Электродные процессы в гелогенидных и оксидных электролитах. Свердловск, 1981. 68 с.

187. Подстригач Я. С. Диффузионная теория деформации изотропной сплошной среды.//Вопросы механики реального твердого тела. 1964. Вып. 2. С. 77- 99.

188. Портной К. П., Салибеков С. Е., Светлов И. Л., Чубаров В. М. Структура и свойства композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1979. 255 с.

189. РД 50-690-89 Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным- Введ. 199101-01. М.: ГК СССР по управлению качеством продукции и стандартами, изд-во стандартов, 1990. 136 с.

190. Реймал Л. Р., Капуста А. Б., Лихачева А.И. Магнитогидродинамические процессы в устройствах с криволинейными каналами. М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.

191. Редкие металлы и сплавы с монокристаллической структурой Материалы совещ. 1978 г. / Редкол.: Б.М. Савицкий и др. -М.: Наука, 1981.310 с.

192. Рогожина Т. С. Контактная энергия в зоне адгезии металлов Электронный ресурс. // Электронный научный журнал "Исследовано в

193. России". Режим доступа Ьйр://г1шта1.аре.ге1агп.ш/агис1е8/ 2007/174.pdf. 2007. С. 2021 -2026.

194. Розе, К. В., Гуревич А. Е., Дудеров Ю. Г. Технология изготовления и применения фосфатных огнеупорных материалов: Обзор. Рига: ЛатНИИНТИ, 1979. 38 с.

195. Рюэль Д. Статистическая механика. Строгие результаты. М.: Мир, 1971.362 с.

196. Самсонов Е. Б. Свойства элементов. Физические свойства: Справочник. М.: Металлургия, 1976. 600 с.

197. Справочник по электротехническим материалам. 3-е изд., перераб. / под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Тареева. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т.2. 464 с.

198. ТаммИ. Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1966.— 624 с.

199. Тананаев А. В. Течения в каналах МГД-устройств. М.: Атомиздат, 1979. 364 с.

200. Технические проблемы реакторов на быстрых нейтронах. / Под ред. Ю. Е. Багдасарова. М.: Атомиздат, 1969. 612 с.

201. Толмач И. М., Янтовский Е. И., Стрижак В. Е. Нагревостойкие электроизоляционные материалы в конструкциях высокотемпературных индукционных жидкометаллических машин. // Электротехника. 1977. № 2. С. 38-41.

202. Тинякова Е. В., В. С. Шоркин Теоретический расчет энергии адгезии. // Пленки и покрытия. 6-я Международная конференция. "Пленки и покрытия 2001", труды под редакцией В. С. Клубникина. СПб.: Издательство СПбГТУ, 2001. С. 611 612.

203. Тодт Ф. Коррозия и защита от коррозии. Л.: Химия, 1967.-710 с.

204. Технические условия. Провода обмоточные жаростойкие. ТУ 16-505.399-77.

205. Технические условия. Слюдопласт гибкий жаростойкий марки ИФГ-КАХФ. ТУ 21-25-263-82.

206. Технические условия. Слюдопласт эластичный жаростойкий ИФЭСС-АС. ТУ 3492-120-08626377-2010.

207. Турчин Н.М. Влияние проводимости стенки на сопротивление движению жидкого металла в круглой трубе с магнитным полем. Теплофизика высоких температур. 1963. Т. 1. С. 118 — 120.

208. Тупин Р. А. Теория упругости, учитывающая моментные напряжения // Сб. переводов "Механика". 1965. № 3. С. 113 140.

209. Фаст Дж. Д. Взаимодействие металлов с газами. М.: Металлургия, 1975.-352 с.

210. Фроленкова Л. Ю., Шоркин B.C., Витковский И. В., Конев А. Н. Моделирование процессов диффузионной сварки. // XIX Петербургские чтения по проблемам прочности. Санкт-Петербург, 13-15 апреля 2010 г.: Сборник материалов. Ч. 1. СПб., 2010. С. 91 93.

211. Харитонов Н. П., Кротиков В. А., Худобин Ю. И. Органосиликатные материалы, их свойства и технология применения. Л.: Наука, 1979. 200 с.

212. Хороших В. М., Леонов С.А., Белоус В.А. Влияние геометрии подложки на процесс конденсации ионно-плазменных покрытий. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники» . 2008. № 1. С. 72-76

213. Шварцмайер В. Непрерывная разливка. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1961. 286 с.

214. Шерклиф Дж. Курс магнитной гидродинамики. М.: .Мир, 1969. 320 с.

215. Шерклиф Дж. Теория электромагнитного измерения расхода. М.: Мир, 1965.268 с.

216. Шермергор Т. Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 400 е.

217. Шиллер 3., Гайзиг У., Панцер 3. Электронно-лучевая технология. Перевод с немецкого В. П. Цишевского; с предисловием Б. Е. Патона.1. М.: Энергия, 1980. 528 с.

218. Шоркин В. С. Модель сплошной упругой среды, основанная на представлении о дальнодействующем потенциальном взаимодействии ее частиц. // Упругость и неупругость: под ред. И. А. Кийко, P.A. Васина, Г. JI. Бровко. М.: Ленанд, 2006. С. 271 -282.

219. Шоркин B.C. Напряженно-деформированное состояние в окрестностях концентратора напряжений. // Прикладные проблемы прочности и пластичности. 1996. Вып. 54. С. 222 227.

220. Шоркин В. С. Теория упругости поверхностных слоев твердых тел. // Известия ТулГУ, 1995. Т. 1. Вып. 2. Механика. С. 169 179.

221. Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф.Специальные функции. М.: Наука, 1968. 344 с.

222. Янтовский Е.И., Толмач И.М. Магнитогидродинамические генераторы. М.: Наука, 1972. 424 с.

223. Andreev A.M., Andrianov A.N., Vitkovsky I.V., Kirillov I. R. MHD-divices for in-reactor application. // International Conference "Energy Transfer inMagneto Hydro Dynamic Flows". Cadarache, France, 1991. pp. 125 — 130.

224. Araseki H., Kirillov I.R., Preslitsky G.V., Ogorodnikov A.P. Magnetohydrodynamic instability in annular linear induction pump. Part I: Experimental and numericalanalysis. // Nuclear Engineering and Design. №227. 2004. pp.29-50.

225. Bernard J., Collins C.D. Test of 1200-dpm linear A-C-electromagnetic pump Moy-23 // Knolls Atomic Power Lab. 1959. AECD-3460.

226. Chernov V. M., Leonteva-Smirnova M.V., Potapenko M.M. et. al. Structural materials for fusion power reactors-the RF R&D activities. // Nuclear Fusion. №47. 2007. P. 839-848.

227. Cadwallader L. Selected component failure rate values from fusion safety assessment tasks. Idaho Nat. Eng. and Environmental Lab., INEEL/EXT-98-00892, Sept. 1998.

228. De Bear W. S. SRE decay heat problem solved by eddy-current brake. // Nucleonics. 1959. Vol. 17. N 6. P. 108 113.

229. D'sa E. R. Magnetohydrodynamic duct flow under circular and radial fields. // Ztschr. Angew. Math. Phys. 1966. Bd 17. N 1. P. 140 157

230. Gentile V. Canala per transporto ad induzione nelle colate continue. // Boll. Tech. Finsider. 1971. Vol. 292. P. 412-419.

231. Gupta A. S. On the capillary instability of a jet carrying an axial current with or without a longitudinal magnetic field // Proc. Rov. Soc, Ser. A. 1964. Vol. 278. N 1373. P. 214 227.

232. Kapur J. N. Comments on laminar steady-state magnetohydrodynamic flow in an annular channel / Kapur J. N., JainR. K. // Phys. Fluids. — 1960 — Vol.3.-N4.-P. 664-666.

233. Kirillov I.R., Vitkovsky I.V. EM-brakes with cylindrical channels. // Proc. International Symposium on Electromagnetic Procecing of Materials. Nagoya, Japan, 1994. P. 338 343.

234. Kirillov I.R., Shatalov G. E.,., Strebkov YU .S. and the RF TBM Team. RF TBMs for ITER tests. // Fusion Engineering and Design. 2006. Vol. 81. P. 425-432. 0

235. Malang S., Borgstedt H. V., Farnum E. H., Natesan K., Vitkovsky I. V. Development of insulating coatings for liquid metal blankets. // Fusion Engineering and design. 1995. Vol. 27. P. 570 586.

236. Marvin L., Brombery D.R. Measurment and application of dielectric properties.//Electrical Insulation Magazine. IEEE. 1986. Vol.2. №3.1. P. 18-24.

237. Pat. 1277716 GB, INT CL6 B 22 D 10/11, C 21 C 7/10, C 22 B 9/04. A method of an apparatus for dilivering metals or metal alloys into continuous moulds / AEG ELOTHERM GMBH DE., Appl. № 15554/71 filed 18.05.1971; publ. 14.06.1972.

238. Pat. 3210811 US, INT CL6 B 22 D 11/18. Apparatus for controlling the rate of feed of the melt continuous casting plant / CONCAST AG. Appl. № 240379 filed 27.11.1962; publ. 12.10.1965

239. Pat. 2083035 FR, -INT CL6 B 22 D 39/00, F 16 K 31/00. Dispositif de reglage de la vitesse d'ecoulement d'un bain fusion hors d'un reservoir / ASEA AB: Appl. № 71.01761 filed 15.11.1971; publ. 10.12.1971.

240. Pat. 728145 FR, INT CL6 B 22 D 11/18, G 01 F 1/58. Electromagnetic means for regulating the flow of molten metal through a turbulent channel / ASEA AB. Appl. № 15066/52 filed 16.06.1952; publ. 13.04.1955.

241. Reed C. B., Natesan K., Hua T.O., Kirillov I.R., Vitkovsky I.V.,. Anisimov A.M. Experimental and theoretical MHD-performance of a round pipe with an NaK-compatible A1203 coating. // Fusion Engineering and Design. 1995. Vol. 27. P. 614-626.

242. Shorkin V., Gordon V. Theory of the elasticity of the materials of the second order. // High Performance Structures and Materials III. Editor: C.A. Brebbia. Wessex Institute of Technology. UK. WIT Press, 2006. P. 581 589.

243. Vitkovsky I.V., Konev A.N., Shorkin V.S., Kzaev N.D., Rusanov A.E., Khoroshikh V.M., Leonov S.A. Adhesion energy estimation of some composite materials. // Plasma Devices and Operations. 2003. Vol. 11. №2. P. 81 87.

244. Vitkovsky I.V., Golovanov M.M., Divavin V.A. et al. Neutronic, thermal-hydraulic and stress analysis of RF lithium cooled test blanket module for ITER // Fusion Engineering and Design. 2000. Vol. 49 50. P. 703 - 707.

245. Vitkovsky I.V., Konev A.N., Shorkin V.S., Yakushina S.I. Theoretical estimation of discontinuity flaw of adhesive contacts between multilayer elements of liquid metal blanket in fusion reactor. // Technical physics. 2007. Vol. 52. № 6. P. 705-710.

246. Walker J. S. MHD flow in insulated circular expansions with strong transverse magnetic / J. S. Walker , G. S. S. Ludford // Intern. J. Eng. Sei. 1974. -Vol. 12.-№ 12.-P. 1045- 1061.