Авторы
Лаврова О.В.1, Иванов К.Д.1, Салаев С.В.2, Асхадуллин Р.Ш.1, Легких А.Ю.1
Организация
1 АО «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
2Госкорпорация «Росатом», Москва, Россия
Лаврова О.В. – старший научный сотрудник,ведущий науный сотрудник, доктор технических наук.
Иванов К.Д.1 – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук.
Салаев С.В. 12sup> – главный специалист БУИ.
Асхадуллин Р.Ш.1 – заместитель директора ОФХТ по науке и технологиям, кандидат технических наук.
Легких А.Ю.1 – старший научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-46-56; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие в свинцовом теплоносителе, циркулирующем по первому контуру реакторной установки (РУ). Показано, что распределение кислорода по контуру циркуляции и температурным зонам зависит от соотношения интенсивности поставки кислорода теплоносителем и интенсивности его удаления из теплоносителя за счет реакции окисления поверхности конструкционных сталей. На фоне повышенной концентрации кислорода в теплоносителе (С0≥1·10-6%масс), интенсивность его удаления из теплоносителя практически не заметна и сохраняется изоконцентрационное распределение. При меньшей концентрации кислорода существенно повышается равновесная активность железа, как в образующемся оксиде железа, так и в теплоносителе, что приводит к значительному отклонению от изоконцентрационного распределения кислорода на линии охлаждения теплоносителя. При охлаждении теплоносителя из раствора выделяется твердая фаза нестехеометрического магнетита состава Fe3+δO4. Значение δ является функцией температуры и окислительного потенциала внешней среды и может изменяться в пределах от 1 (при температуре горячей зоны) до 0 (при снижении температуры). Формирующиеся оксиды на снове железа обладают стабильностью только в условиях синтеза и при снижении температуры распадаются на стабильные фазы: железо и стехиометрический магнетит с выделением кислорода во внешнюю среду, т.е. в теплоноситель, вплость до насыщения при температуре холодной зоны.
Ключевые слова
свинец, теплоноситель, кислород, конструкционная сталь, железо, окисление, термодинамическая активность, эксперимент, циркуляция, распределение температуры, распределение кислорода
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Блохин В.А., Будылов Е.Г., Великанович Р.И., Горелов И.Н., Дерюгин А.Н., Иевлева Ж.И., Козина М.И., Мусихин Ю.А., Понимаш И.Д., Сорокин А.Д., Шимкевич А.Л., Шматко Б.А., Щербаков Э.Г. Опыт создания и эксплуатации твердоэлектролитных активометров кислорода в теплоносителе свинец-висмут.Труды конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, 1999, том 2, с. 631.
2. Гулевский В.А., Мартынов П.Н., Орлов Ю.И., Чернов М.Е. Перспективные методы контроля состояния тяжелых теплоносителей. Труды Межотраслевой конференции «Тепломассоперенос и свойства жидких металлов». Обнинск, 2002, том 1, с. 190.
3. Шматко Б.А. Контроль и регулирование окислительного потенциала теплоносителя свинец-висмут в циркуляционных контурах. Дис. док. тех. наук.Обнинск, 1983.
4. Алексеев В.В., Орлова Е.А., Козлов Ф.А., Торбенкова И.Ю. Моделирование процессов массопереноса и коррозии сталей в ядерных энергетических установках со свинцовым теплоносителем (часть 1). Препринт ФЭИ-3128. Обнинск, 2008. 22 с.
5. Гулевский В.А. Обобщение результатов экспериментальных исследований поведения примеси кислорода в циркуляционных контурах с тяжелыми теплоносителями. Труды Межотраслевой конференции «Тепломассоперенос и свойства жидких металлов». Обнинск, 2002, том 1, с. 163.
6. Гулевский В.А., Орлов Ю.И., Ефанов А.Д. Гидродинамические проблемы технологии ТЖМТ в РУ петлевой и моноблочной конструкций. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2008, вып. 4, с. 15-33.
7. Лаврова О.В., Легких А.Ю., Стороженко А.Н. Термодинамические аспекты процесса окисления металлических примесей и поверхностей сталей в расплавах тяжелых жидких металлов. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2016, № 4, с. 102-113.
8. Иванов К.Д., Лаврова О.В., Салаев С.В. Использование разработанной методики выхода металлических компонентов из стали для изучения коррозионной стойкости этих сталей в тяжелых теплоносителях. Труды конференции «Теплогидравлические аспекты безопасности ЯЭУ с реакторами на быстрых нейтронах». Обнинск, 2005, с. 117.
9. Куликов И.С. Термодинамика оксидов. М.: Металлургия, 1986. 344 с.
10. Глушко В.П. Термодинамические константы веществ. М.: ВИНИТИ, 1965-1979, том I-X;
Глушко В.П. Термодинамические константы индивидуальных веществ. М.: Наука, 1978-1982, том I-IV.
11. Иванов К.Д., Мартынов П.Н. Опыт решения вопросов технологии свинец-висмутового теплоносителя при эксплуатации АПЛ второго поколения. Труды конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, 1999, том 2, с. 709.
УДК 621.039.534.6
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2017, вып. 3, 3:7
