2023, Выпуск 4

EDN: AGAVNK

Авторы

Алексеев В.В., Борисов В.В., Камаев А.А., Ганичев Н.С., Виценко А.С.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Алексеев В.В. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-42-34; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Борисов В.В. – главный специалист.
Камаев  А.А. – заместитель директора отделения по безопасности и инженерным вопросам быстрых реакторов, кандидат технических наук.
Ганичев Н.С. – начальник лаборатории.
Виценко А.С. – инженер-исследователь.

Аннотация

При поступлении большого количества воды в натрий концентрации продуктов их взаимодействия могут превышать пределы насыщения в натрии, что приводит к выделению твердого осадка и в конечном итоге к забиванию каналов, по которым транспортируется натрий. Начало выделения твердой фазы зависит как от температуры натрия, так и от концентрации в нем воды. Разработаны алгоритм и программа расчета для решения полученной системы уравнений с целью определения равновесных концентраций компонентов продуктов взаимодействия воды с натрием, а также количества осадка при различных количествах поданной воды и температурах натрия. Рассматривался диапазон концентраций до несколько тыс. млн^–1 воды в натрии. Если не учитывать выход водорода при взаимодействии воды с натрием, насыщение натрия по гидриду натрия при 400 °С начинается с концентрации ~ 1600 млн^–1 воды в натрии, а при 300 °С – с концентрации ~ 220 млн^–1 воды в натрии. По оксиду натрия и щелочи насыщение при 300 °С достигается при 360 млн^–1 и 420 млн^–1 воды в натрии соответственно. Известные экспериментальные данные по растворимости щелочи в натрии отличаются в несколько раз. По нашим оценкам эта величина составляет 640 млн^–1 при 300 °С. Получены зависимости концентраций компонентов продуктов взаимодействия воды с натрием от температуры натрия при поступлении 317 кг воды в 120 т натрия (2640 млн^–1 воды в натрии). При 300 °С основная масса примесей по всем компонентам находится в нерастворенном состоянии. Выделение осадка оксида натрия начинается при температуре натрия ниже 440 °С, а гидрида натрия при температуре натрия ниже 412 °С.

Ключевые слова
натрий, вода, концентрация, оксид натрия, щелочь, продукты реакции, водород, насыщенный раствор, осадок, температура

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 4, c. 184–190