Авторы
Ниязов С.-А.С., Иванов К.Д., Лаврова О.В.
Организация
Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского, Обнинск, Россия
Аннотация
Обоснование производительности, ресурса и габаритов устройств технологии теплоносителя включает численные оценки результатов взаимодействия теплоносителя с конструкционными материалами первого контура. Это взаимодействие определяет, с одной стороны, локальное и интегральное потребление кислорода, важное для обоснования устройств введения кислорода в теплоноситель, а с другой стороны, – поступление металлических примесей в теплоноситель. Известно, что чрезмерное накопление металлических примесей, которые при нормальных условиях эксплуатации находятся в основном в окисленном состоянии, может привести к образованию на теплопередающих поверхностях различных отложений, приводящих к ухудшению их функциональных характеристик.
В работе рассмотрен процесс взаимодействия стали с растворенным в теплоносителе кислородом как баланс потоков металлических примесей и кислорода с образованием соответствующих твердофазных продуктов в зоне их встречи. В качестве условий развития окислительного процесса наряду с концентрацией кислорода в неявном виде присутствуют и другие параметры, а именно, температура, род стали и гидродинамические условия обтекания поверхности теплоносителем, которые в ходе экспериментов оставались постоянными. В общем случае данные параметры в том или ином виде должны входить в критерий пассивации стали.
Приведены средние потоки металлических примесей в теплоноситель в ходе протекания коррозионных процессов в свинцово-висмутовом теплоносителе для набора железо-хромистых сталей. Приведенные оценки показывают, что при высокой термодинамической активности кислорода а ~ 1 окислительные возможности теплоносителя во всем температурном диапазоне остаются высокими. На практике этого оказывается достаточным для формирования оксидных пленок на сталях, поверхности которых не подвергались коррозионному воздействию теплоносителя.
Ключевые слова
жидкометаллические теплоносители, конструкционные материалы, примеси, оксидные пленки, кислород, пассивация стали, коррозионные процессы, температура, термодинамическая активность кислорода, металлические компоненты
УДК 621.039.534.6
Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, 2014, вып. 1, 1:9