МЛ-1 - ML-1

Эта статья про ядерный реактор. Для стартовой платформы см. Платформа мобильной пусковой установки 3.
Полномасштабный макет МЛ-1 на Национальной испытательной станции реакторов в Айдахо. Реальный реактор был испытан поблизости.

МЛ-1 был экспериментальным ядерный реактор построен как часть США Армейская программа ядерной энергетики в период с 1961 по 1965 год. Он был предназначен для установки на грузовике ядерной энергии, которая могла бы сопровождать войска с места на место и обеспечивать питанием центры управления и связи, эвакуационные госпитали, склады, а также радары и системы вооружения.[1]:99

В отличие от других семи реакторов этой программы, в нем не использовалась паровая турбина, а вместо этого использовался азотный хладагент под давлением 315 фунт / кв. газовая турбина замкнутого цикла. Он был разработан для выработки 3,3 МВт тепла и 400 кВт мощности на валу при температуре на выходе 1200 ° F.[2]

Хотя концепция азотной газовой турбины с замкнутым циклом была сильной, ее конструкция не оправдала ожиданий, и от нее отказались с закрытием ML-1 в 1965 году после нескольких крупных переоборудований и всего за несколько сотен часов испытаний. . Подобные концепции были недавно предложены как часть PBMR программы как их производные.

Экономический анализ 1964 года пришел к выводу, что общие затраты на покупку и эксплуатацию ML-1 в течение 10 лет будут примерно в десять раз выше, чем у сопоставимой дизельной установки при нормальных затратах на топливо.[3]

Концепция

Упрощенная схема МЛ-1

Основная концепция газовой турбины с замкнутым циклом, использующей азот, относительно инертный газ, в замкнутом контуре с источником тепла деления, расположенным между ступенями компрессора и турбины газовой турбины, была и остается очень сильной.

Таким образом, Комиссия по атомной энергии увидела, что такой реактор может удовлетворить потребности армии; Армия заинтересовалась, и начался процесс проектирования и изготовления.

Дизайн и изготовление

Конструкция ML-1 была продиктована требованиями заказчика, то есть армии, которая хотела иметь турбину, которую можно было бы перевозить самолетом (с малым весом и размером с грузовой контейнер), что привело инженеров Aerojet-General Nucleonics, генеральный подрядчик, сделала необычный выбор дизайна.

Обширное экранирование не применялось в пользу запретной зоны для персонала в 500 футов (150 м) во время работы; были включены устройства повышения эффективности, такие как рекуператоры; изоляция была определена для поддержания тепловых значений в оптимальных пределах; внедрена сложная система управления и сложное ядро; для применения была разработана совершенно новая газовая турбина; а рабочее тело - азот - было сжато до 9 стандартных атмосфер (910 кПа).

Проектная спецификация достигла своих целей; завод работал (на бумаге); и был транспортабелен для нужд армии.

ML-1 был изготовлен, как указано, хотя позже было обнаружено, что материалы, не соответствующие спецификации, присутствовали (указанные нержавеющая сталь сплав для некоторых трубопроводов, марка 316L имел недостаточно хром в его составе в нескольких местах, что делает его подверженным коррозии), хотя это не сразу было заметно в доставленном продукте.

Приемочное тестирование

ML-1 впервые заработал в качестве силовой установки 21 сентября 1962 года, производя всего несколько киловатт электроэнергии. Впервые он вышел на полную мощность 28 февраля 1963 года. [1]:100. 4 марта после первых 100-часовых испытаний на большой мощности было обнаружено, что охлаждающий газ просачивается в воду замедлителя. Завод разобрали и перестроили, а весной 1964 года снова заработали.[1]:101

ML-1 работал (хотя и никогда не соответствовал спецификации, достигая пикового выхода только 66% от заданной электрической мощности), но у него было множество серьезных проблем на пути к работе. Быстрые отключения были обычным явлением, часто из-за ложных показаний датчиков, в то время как реальные механические проблемы - с неядерными компонентами системы - часто не обнаруживались до тех пор, пока не происходило определенное повреждение. Справедливо или несправедливо, высшее армейское руководство рассматривало его в определенной степени как «лимон», и сокращение бюджета из-за войны во Вьетнаме закрыло его навсегда в 1965 году.

Анализ

Адамс утверждает, что конструкция и реализация ML-1 были ошибочными из-за решения построить передовую, высокоэффективную, легко транспортируемую азотную газовую турбину замкнутого цикла до создания любой другой функциональной версии конструкции.[4]

Адамс полагает, что разработчики ML-1 приняли несколько неверных решений, в том числе добавили ненужный рекуператор для повышения эффективности, используя водотрубный источник тепла деления на основе каландрии, не проверенный в «реальном мире», и используя давление в компрессоре девять атмосфер. вход, который экономил пространство, но требовал специально изготовленной турбины, а не турбины, рассчитанной на атмосферное давление, с помещением изолирующей фольги внутри газового трубопровода для повышения эффективности (позже фольга оборвалась и загрязнила замкнутый контур своими пятнами, вызвав проблемы с дефекацией для инженеров) и с использованием изготовленных по индивидуальному заказу, первых в своем роде компонентов вместо использования проверенных на рынке самолетов или турбин на основе электроэнергии.[4]

Ссылки и примечания

  1. ^ а б c Суид, Лоуренс Х. (1990). Армейская программа ядерной энергетики: эволюция вспомогательного агентства. Вклад в военные исследования, номер 98. ISBN  978-0-313-27226-4.
  2. ^ Уэйн, У. Д. (1963-06-15). «Первоначальные энергетические испытания АЭС МЛ-1». 9-е ежегодное собрание Американского ядерного общества. Солт-Лейк-Сити, Юта (США): Aerojet-General Nucleonics. OSTI  4880928.
  3. ^ США (19 февраля 1964 г.). «Законодательство, санкционирующее AEC: слушания в Объединенном комитете по атомной энергии, Конгресс США. 84-93 Конгресса». Соединенные Штаты. Конгресс. Объединенный комитет по атомной энергии: 414. Получено 29 сентября 2019.
  4. ^ а б Адамс, Родни (Род) М. (ноябрь 1995 г.). «Мобильная энергетическая установка МЛ-1: реактор в коробке». Atomic Insights. США: Adams Atomic Engines, Inc.. Получено 2009-10-27.

внешняя ссылка