МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ТЖМТ

Авторы

Асхадуллин Р.Ш., Стороженко А.Н., Легких А.Ю.

Организация

Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Асхадуллин Р.Ш. – заместитель директора отделения, кандидат технических наук, доцент.
Стороженко А.Н. – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук.
Легких А.Ю. – старший научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-41-15; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..

Аннотация

Тяжелые жидкометаллические теплоносители (ТЖМТ), к которым относятся расплавы свинец-висмут и свинец, оказывают значительное коррозионно-эрозионное воздействие на конструкционные стали. Обеспечение ресурсной работоспособности конструкционных сталей первого контура и оборудования, находящихся в контакте с ТЖМТ, возможно только при условии наличия на поверхностях сталей защитных покрытий. В настоящее время выбрана «кислородная» технология пассивации поверхностей конструкционных сталей, заключающаяся в формировании и обеспечении целостности в процессе эксплуатации оксидных защитных пленок на поверхностях сталей путем поддержания заданного кислородного потенциала теплоносителя.
При эксплуатации контуров с ТЖМТ без специальной подпитки теплоносителя растворенным кислородом происходит самопроизвольное раскисление теплоносителя до уровня, при котором не обеспечивается надежная противокоррозионная защита конструкционных сталей. Для стабильной и надежной защиты сталей, контактирующих с ТЖМТ, в течение заданного времени эксплуатации необходим регулярный ввод растворенного кислорода в теплоноситель.
Специалистами ГНЦ РФ - ФЭИ предложены и отработаны в стендовых условиях методы, позволяющие обеспечить непрерывное поддержание заданного кислородного режима в ТЖМТ как в ядерных реакторах, так и в исследовательских установках. В настоящее время разрабатываются средства реализации технологии поддержания заданного кислородного режима для перспективных проектов реакторных установок (БРЕСТ-ОД-300, СВБР-100 и другие).
Наиболее перспективным методом для поддержания заданного кислородного потенциала в ТЖМТ является твердофазный метод регулирования содержания кислорода, разработанный в ГНЦ РФ – ФЭИ, средствами реализации которого являются массообменные аппараты (МА) с твердофазным источником кислорода.
На сегодняшний день специалистами ГНЦ РФ - ФЭИ разработаны более 50 массообменных аппаратов, представляющих собой устройства различных конструкций и принципов организации процесса растворения твёрдофазных оксидов свинца, накоплен значительный опыт их эксплуатации на исследовательских стендах с ТЖМТ.
В статье представлен анализ методов поддержания заданного кислородного режима в ТЖМТ, включая способы их реализации, на основе опыта эксплуатации различных стендов и установок, расположенных в научных институтах Российской Федерации.

Ключевые слова
тяжелый жидкометаллический теплоноситель, кислород, растворенная примесь, регулирование, коррозия, термодинамическая активность, реакторная установка, исследовательский стенд, газовые смеси, твердофазный метод

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534.6

Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2017, специальный выпуск, 5:5