«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Экспериментальная база

важнейший компонент развития науки, разработки инновационных технологий, обеспечения национальной безопасности.

Комплексный литиевый исследовательский стенд ЛИС-М

Единственный в России стенд с литиевым теплоносителем позволяет проводить исследования теплогидравлики литиевых мишеней, исследования и испытания оборудования для очистки и контроля примесей в литии, отработку технологии литиевого теплоносителя, физико-химические исследования по взаимодействию лития с элементами контура.

Комплексный литиевый исследовательский стенд ЛИС-М предназначен для исследований теплогидравлики литиевых мишеней ускорительно-правляемых систем и технологии жидкого лития как теплоносителя для ядерных и термоядерных реакторов. Установка введена в эксплуатацию в 2000 году.

В состав стенда входят рабочая модель, холодильник, пробковый индикатор, холодная ловушка, устройство отбора проб на поток, нагревательная петля устройство контролируемого ввода примесей, спектрометрическое оборудование для определения газовых примесей и состава твёрдых веществ.

Выполненные работы

  • продемонстрирована работоспособность основного оборудования по очистке теплоносителя (холодная ловушка);
  • продемонстрирована работоспособность контроля концентрации коррозионно-активных примесей в литии (пробковый индикатор, пробоотборник-дистиллятор, трубчатый пробоотборник);
  • показана перспективность применения растворимых геттеров для низкотемпературной очистки лития от азота и кислорода до уровня около 10 млн-1 по каждой примеси;
  • проведён комплекс исследований по гидродинамике литиевой струи и технологии литиевого теплоносителя применительно к литиевому циркуляционному контуру и мишенной системе международного проекта IFMIF.

Спецификация стенда

Теплоноситель литий
Рабочая температура, °С 450–500
Расход, м3 до 50
Объём лития в контуре, л 200
Давление Li на напоре насоса, МПа 0,6
Вакуум в мишенной сборке, мм рт.ст. 103–105

Измеряемые параметры

Температура °С 180–500
Расход, м3 0–50
Давление Li, МПа до 0,6
Содержание газообразных примесей,
млн–1
до 1
Предел обнаружения химических элементов
в твёрдых образцах (завист от химического элемента), %
10–3–10–5по массе

Литиевая струя в вакууме

Литиевая струя в аргоне

Возможности стенда

Несомненными преимуществами литиевого теплоносителя являются: высокая объёмная теплоёмкость и низкая плотность, что позволяет отводить большое количества тепла при низких расходах теплоносителя и приводит к снижению массогабаритных характеристик теплообменных систем. Литий имеет высокую температуру кипения (1347 °С) и совместимость с ванадиевыми сплавами до 900 °С. Кроме того, литий один из лучших генераторов трития в установках термоядерного синтеза.

Литиевый стенд ввиду уникальных свойств лития как теплоносителя позволяет проводить исследования:

  • в области теплогидравлики элементов космических энергетических установок;
  • высокотемпературных быстрых реакторов;
  • отработку технологии применения данного теплоносителя совместно с традиционными и современными жаростойкими конструкционными материалами;
  • испытание различного оборудования и устройств (насосы, расходомеры, средства контроля примесей, измерительные устройства и т.д.);
  • эксперименты в поддержку применения лития в тепловых трубах для передачи тепла из активной зоны реактора к термоэмиссионным преобразователям (увеличение ресурса работы реакторов-преобразователей).

Экспериментальная база