ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАФИТА АРВ-У В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 293-1673 К

摘要

Потребность в производстве реакторных графитов различных марок растет с каждым годом. Это связано с их активным использованием в ядерной энергетике. Для проведения инженерных расчетов полей температуры в активной зоне и моделирования работы реактора в штатном режиме, а также для прогнозирования последствий возможных экстремальных ситуаций требуются высоконадежные данные по теплофизическим свойствам конструкционных углеродных материалов в широком диапазоне температур. Однако в литературе такие данные, полученные в ограниченных температурных интервалах и с неустановленной погрешностью, представлены фрагментарно. В настоящей работе методами лазерной вспышки, дифференциальной сканирующей калориметрии и дилатометрии определены температуропроводность а, изобарная теплоемкость c_p и термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР) β графита АРВ-У при температурах от комнатной до 1673 К. Этот графит рассматривается в качестве оболочки твэлов для замедления нейтронов. По результатам измерений рассчитана теплопроводность λ. Оцениваемая погрешность полученных данных для α, λ, c_p и β составила 2-4, 3-5, 2-4 и 3% соответственно. Путем аппроксимации результатов экспериментов построены выражения, описывающие зависимости изученных свойств от температуры и позволяющие определять теплофизические свойства графита АРВ-У с высокой точностью, их можно рассматривать как справочные значения. На основе полученных результатов сделан вывод о том, что во всем исследованном диапазоне температур свойства графита АРВ-У изменяются монотонно, без скачков или изломов и хорошо воспроизводятся в циклах нагрев - охлаждение. Это указывает на неизменность структуры углеродного композита. Проведено сравнение данных настоящей работы со свойствами графитов других марок. Подтверждено, что теплоемкость графитов в исследованном интервале температур практически не зависит от их марки. Установлена связь между коэффициентами переноса тепла (α, λ) графита и его макроскопической плотностью (или пористостью). Максимальное различие в плотности исследованных образцов 1.7% приводило к разнице 13-17% в температуропроводности и 12-15% в теплопроводности. Разработана методика прогнозирования теплопроводности графита марки АРВ-У по значению плотности при комнатной температуре.