Авторы
Козлов Ф.А., Алексеев В.В., Сорокин А.П., Варсеев Е.В.
Организация
АО «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Козлов Ф.А. – советник директора отделения безопасности ядерно-энергетических установок доктор технических наук.
Алексеев В.В. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-42-34; e-mail:
Сорокин А.П. – заместитель директора отделения безопасности ядерно-энергетических установок, доктор технических наук.
Варсеев Е.В. – инженер-исследователь.
Аннотация
Применительно к системе натрий–кислород–сталь разработано математическое описание физико-химических процессов массопереноса продуктов коррозии с учетом химического взаимодействия и соответствующая расчетная программа для моделирования в одномерном приближении массопереноса конструкционных материалов в натриевых контурах для различных условий эксплуатации ЯЭУ. Проведены параметрические расчеты для модели и сравнение полученных результатов с экспериментальными данными по определению распределения отложений хрома в канале тепломассообменной трубки при концентрации кислорода в натрии 80 млн-1 и 140 млн-1. На основании сравнения были определены уточненные значения констант, характеризующих массоперенос хрома в охлаждаемом канале, с учетом химического взаимодействия хрома с кислородом в натрии. На натриевом стенде проведены эксперименты с целью исследования влияния водорода на коррозию и массоперенос конструкционных материалов в натриевом контуре при концентрации водорода в натрии 6 млн–1. Исследования скорости коррозии образцов из стали Х18Н10Т показали, что при содержании водорода в натрии 6 млн–1 она несколько превышает скорость коррозии, рассчитанную для чистого по водороду натрия (менее 0,5 млн–1 водорода). Получены данные по распределению плотности потока продуктов коррозии на стенки по длине канала, которые согласуются с расчётными данными для хрома в условиях с относительно низким содержанием кислорода и водорода в натрии. Отмечено увеличение потока никеля, осаждающегося на поверхность канала, при увеличении содержания водорода в натрии до 6 млн–1 в температурной зоне внутри канала выше 600°С (примерно в два раза по сравнению с натрием реакторной чистоты).
Ключевые слова
реактор, натрий, моделирование, эксперимент, массоперенос, химическое взаимодействие, константы, кислород, водород, концентрация, температура, конструкционные материалы, хром, продукты коррозии
УДК 621.039.533.34
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2017, вып. 3, 3:10