Авторы
Блохин В.А., Борисов В.В., Ильичева Н.С., Камаев А.А., Красикова Е.А., Левин О.Э., Медведев Н.Ф., Мяздрикова О.И., Пахомов И.А., Поплавский В.М., Сидоров Д.Г., Скворцов Н.С., Соловьев А.В., Строев А.А.
Организация
АО «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Блохин В.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484)399-84-79; e-mail:
Борисов В.В. – заместитель начальника лаборатории.
Ильичева Н.С. – старший научный сотрудник, кандидат химических наук.
Камаев А.А. – заместитель директора ОБ ЯЭУ, начальник отдела, кандидат технических наук.
Красикова Е.А. – инженер-исследователь.
Левин О.Э. – начальник лаборатории.
Медведев Н.Ф. – руководитель группы АиТ.
Мяздрикова О.И. – инженер.
Пахомов И.А. – начальник лаборатории.
Поплавский В.М. – заместитель генерального директора, доктор технических наук, профессор.
Сидоров Д.Г. – руководитель группы коррозионных испытаний.
Скворцов Н.С. – главный инженер.
Соловьев А.В. – ведущий инженер.
Строев А.А. – научный сотрудник.
Аннотация
Объектом исследований является макетный образец датчика кислорода для непрерывного реакторного контроля кислорода в натрии. Принцип работы датчика кислорода заключается в измерении ЭДС, возникающей между двумя кислородными электродами с различной химической активностью кислорода, разделенных друг от друга электролитом с ионной кислородной проводимостью. Одним электродом является индий насыщенный кислородом, а другим – натрий с неизвестным содержанием кислорода. В качестве твердого электролита используется диоксид гафния стабилизированного оксидом гадолиния, который герметично вставлен в керамический изолятор армированной сталью. Измерение сигнала датчика кислорода осуществлялось преобразователем промышленным марки ИТ-2512. Испытание датчика кислорода проводилось в потоке натрия циркуляционного натриевого стенда в интервале температур 400÷480 °С (в основном при температуре 480 °С), расходе теплоносителя в интервале 10÷230 л/ч и концентрации кислорода в интервале 0,1÷14 ppm (в основном в интервале 0,47÷0,9 ppm) в течение ~6000 ч. Приведено описание циркуляционного натриевого стенда. Изменение концентрации кислорода в натрии проводилось путем непосредственной дозированной подачи кислорода (воздуха), водорода в контур, а также периодическим изменением температуры холодной ловушки в течение периода испытаний. ЭДС датчика кислорода повышалось с повышением содержания кислорода в натрии. Измеренные показания датчика кислорода в различные периоды времени испытаний совпали между собой, что указывает на стабильность его показаний. Показания датчика кислорода адекватно зависели от изменения температуры. С повышением (понижением) температуры натрия ЭДС датчика кислорода изменялось по линии изоконцентрации кислорода в натрии циркуляционного контура. После 90 термоциклов в интервале 300÷400 °С со скоростью 30÷40 °С/ч (при сливе и заполнении контура теплоносителем 50÷200 °С/ч) характеристики датчика не изменялись. Чувствительность датчика кислорода находилась в интервале от 8 до 13 мВ/ppm при температуре 480 °С. После длительных испытаний (~6000 ч) в потоке натрия датчик кислорода не изменил вид и форму торцевой поверхности твердого электролита.
Ключевые слова
натрий, электрохимический метод, кислород, стабилизированный диоксид гафния, оксид гадолиния, циркуляционный натриевый стенд, датчик кислорода
УДК 621.039.534.63
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2016, вып. 4, 4:13