ML-1
ML-1 był eksperymentalnym reaktorem jądrowym zbudowanym w ramach Programu Energii Jądrowej Armii Stanów Zjednoczonych w latach 1961-1965. Miał dostarczać energię jądrową montowaną na ciężarówkach, która mogłaby towarzyszyć żołnierzom z miejsca na miejsce i zasilać centra dowodzenia i łączności, szpitale ewakuacyjne, magazyny oraz systemy radarowe i uzbrojenia.
W przeciwieństwie do pozostałych siedmiu reaktorów tego programu, nie wykorzystywał turbiny parowej, ale zamiast tego wykorzystywał chłodziwo azotowe o ciśnieniu 315 funtów na cal kwadratowy (2170 kPa) do napędzania turbiny gazowej o obiegu zamkniętym . Został zaprojektowany do wytwarzania 3,3 MW cieplnego i 400 kW mocy na wale przy temperaturze na wylocie 1200 ° F (649 ° C).
Chociaż koncepcja turbiny gazowej z zamkniętym obiegiem azotu była mocna, projekt nie spełnił oczekiwań i został porzucony wraz z zamknięciem ML-1 w 1965 r. Po kilku poważnych remontach i po zaledwie kilkuset godzinach testów zakończonych we wszystkich . Podobne koncepcje zostały ostatnio zaproponowane w ramach PBMR jako ich pochodne.
Analiza ekonomiczna z 1964 roku wykazała, że całkowity koszt zakupu i eksploatacji ML-1 przez okres 10 lat byłby około dziesięciokrotnie wyższy niż w przypadku porównywalnej elektrowni diesla przy normalnych kosztach paliwa.
Pojęcie
Podstawowa koncepcja turbiny gazowej o obiegu zamkniętym wykorzystującej azot, względnie gaz obojętny, w obiegu zamkniętym ze źródłem ciepła rozszczepienia umieszczonym między stopniami sprężarki i turbiny turbiny gazowej była i pozostaje bardzo silna.
W związku z tym Komisja Energii Atomowej uznała, że taki reaktor może zaspokoić potrzeby armii; armia była zainteresowana i rozpoczął się proces projektowania i produkcji.
Projektowanie i produkcja
Projekt ML-1 był podyktowany wymaganiami klienta, tj. armii, która chciała mieć turbinę przenośną samolotem (o małej masie i wielkości kontenera cargo), co skłoniło inżynierów Aerojet-General Nucleonics , głównego wykonawcy, do nietypowych wyborów projektowych.
Rozległa osłona została pominięta na rzecz strefy zamkniętej dla personelu o długości 500 stóp (150 m) podczas pracy; włączono urządzenia zwiększające wydajność, takie jak rekuperatory; określono izolację, aby utrzymać wartości termiczne w optymalnych granicach; wdrożono złożony system sterowania i złożony rdzeń; do aplikacji zaprojektowano zupełnie nową turbinę gazową; a płyn roboczy - azot - został sprężony do 9 standardowych atmosfer (910 kPa).
Specyfikacja projektu osiągnęła swoje cele; zakład działał (na papierze); i był transportowany do wymagań armii.
ML-1 został wyprodukowany zgodnie ze specyfikacją, chociaż później odkryto, że obecne były materiały niezgodne ze specyfikacją (określony stop stali nierdzewnej dla niektórych rurociągów, gatunek 316L miał niewystarczającą ilość chromu w swoim składzie w kilku miejscach, przez co był podatny na korozję ), chociaż nie było to od razu widoczne w dostarczonym produkcie.
Testy akceptacyjne
ML-1 po raz pierwszy działał jako elektrownia 21 września 1962 r., Wytwarzając zaledwie kilka kilowatów energii elektrycznej. Po raz pierwszy osiągnął pełną moc 28 lutego 1963 roku. 4 marca, po pierwszym 100-godzinnym teście dużej mocy, odkryto, że gaz chłodzący wycieka do wody moderatora. Fabryka została zdemontowana i odbudowana, a wiosną 1964 roku ponownie uruchomiona.
ML-1 działał (choć nigdy zgodnie ze specyfikacją, osiągając tylko szczytową moc 66% określonej mocy elektrycznej), ale miał wiele poważnych problemów na drodze do pracy. Nagłe wyłączenia były na porządku dziennym, często z powodu fałszywych odczytów czujników, podczas gdy prawdziwe problemy mechaniczne – z niejądrowymi komponentami systemu – często pozostawały niewykryte, dopóki nie doszło do pewnego stopnia uszkodzenia. Uczciwie lub niesprawiedliwie, została uznana do pewnego stopnia za „cytrynę” przez najwyższe dowództwo armii, a cięcia budżetowe spowodowane wojną w Wietnamie zamknęły ją na dobre w 1965 roku.
Analiza
Adams [ kto? ] twierdzi, że projekt i wdrożenie ML-1 były wadliwe ze względu na decyzję o budowie zaawansowanej, wysoce wydajnej, łatwej do transportu azotowej turbiny gazowej o obiegu zamkniętym, zanim powstała jakakolwiek inna funkcjonalna wersja projektu.
Adams uważa, że projektanci ML-1 podjęli kilka błędnych decyzji, w tym dodanie niepotrzebnego rekuperatora w celu zwiększenia wydajności, użycie źródła ciepła opartego na rozszczepieniu rur wodnych na bazie kalandrii, niesprawdzonego w „prawdziwym świecie”, przy użyciu dziewięciu atmosfer ciśnienia w sprężarce wlot, który oszczędzał miejsce, ale wymagał specjalnie zbudowanej turbiny, a nie zaprojektowanej do ciśnień atmosferycznych, umieszczając folię izolacyjną w rurociągu gazowym w celu poprawy wydajności (folia później pękła i zanieczyściła zamkniętą pętlę swoimi drobinkami, powodując problemy z usuwaniem płatków dla inżynierów) , a także przy użyciu niestandardowych, pierwszych w swoim rodzaju komponentów zamiast sprawdzonych samolotów lub turbin wytwarzających energię.
Referencje i notatki
- . ^ abc Suid , Lawrence H. (1990) Program energii jądrowej armii: ewolucja agencji wsparcia . Wkład w studia wojskowe, numer 98. ISBN 978-0-313-27226-4 .
- ^ Wayne, WD (15.06.1963). „Wstępne testy mocy elektrowni jądrowej ML-1” . 9. doroczne spotkanie Amerykańskiego Towarzystwa Nuklearnego . Salt Lake City, UT (Stany Zjednoczone): Aerojet-General Nucleonics. OSTI 4880928 .
- ^ Stany Zjednoczone (19 lutego 1964). „Ustawodawstwo zezwalające na AEC: przesłuchania przed Wspólną Komisją ds. Energii Atomowej Kongresu Stanów Zjednoczonych. 84-93 Kongres” . Stany Zjednoczone. Kongres. Wspólny Komitet ds. Energii Atomowej : 414 . Źródło 29 września 2019 r .
- ^ ab Adams, Rodney (Rod) M. (listopad 1995). „Mobilny system zasilania ML-1: Reaktor w pudełku” . Atomowe spostrzeżenia . USA: Adams Atomic Engines, Inc. Źródło 2009-10-27 .
Linki zewnętrzne
- Wojskowy program energii jądrowej - Wirtualna wystawa reaktorów eksperymentalnych w kwaterze głównej korpusu inżynieryjnego armii amerykańskiej
- [1] Raport projektowy ML-1 (1960)
- [2] Badania możliwości transportu: elektrownia jądrowa ML-1 (1960)
- [3] Próba pełnej mocy i ograniczonej wytrzymałości elektrowni jądrowej ML-1 (1964)
- [4] Kwartalne raporty z postępów w programie wojskowych systemów reaktorów chłodzonych gazem (1963-1964)
- [5] Relokacja reaktora ML-1 (1965), opis i zdjęcia przeniesienia ML-1 z lokalizacji testowej do innego miejsca w pobliżu na ciężarówce
- [6] Opis i historia programu ML-1, z Komisji Energii Atomowej zatwierdzającej ustawodawstwo (1966)
- Mobilna elektrownia jądrowa ML-1, dokument Komisji Energii Atomowej o ML-1
- Opis celów i problemów ML-1.