DOI: 10.55176/2414-1038-2019-1-152-160
Авторы
Асхадуллин Р.Ш., Легких А.Ю.
Организация
Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Асхадуллин Р.Ш. – заместитель директора Отделения физико-химических технологий, кандидат технических наук, доцент.
Легких А.Ю. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-41-15; e-mail:
Аннотация
Важнейшей примесью в ТЖМТ является кислород, растворенный в теплоносителе. При наличии в ТЖМТ растворенного кислорода на поверхностях конструкционных сталей циркуляционного контура и оборудования формируются оксидные пленки, которые обеспечивают защиту поверхностей от коррозионно-эрозионного воздействия теплоносителя. Состояние защитных пленок в процессе эксплуатации в значительной степени определяется кислородным режимом, т.е. содержанием растворенного кислорода в теплоносителе. В силу термодинамических особенностей системы «ТЖМТ – примесь – конструкционная сталь» для герметичных неизотермических циркуляционных контуров с ТЖМТ характерно, так называемое, естественное раскисление теплоносителя, то есть самопроизвольное снижение содержания растворенного в нем кислорода. В результате этого процесса величина содержание кислорода, уменьшаясь, может достигать значений, при которых начинается развитие коррозионно-эрозионных процессов. Для поддержания концентрации кислорода в ТЖМТ на уровне, обеспечивающем коррозионную стойкость сталей, необходимы контроль содержания кислорода и регулируемая подпитка теплоносителя растворенным кислородом. Для контроля кислорода используются датчики ТДА кислорода (ДАК) на основе твердого оксидного электролита, разрабатываемые в АО «ГНЦ РФ – ФЭИ». Наиболее перспективным методом ввода растворенного в теплоноситель кислорода является твердофазный метод, основанный на использовании процесса растворения твердофазного оксида свинца, помещаемого в поток теплоносителя. Техническая реализация твердофазного метода регулирования содержания кислорода осуществляется с помощью массообменных аппаратов. На стадии конструирования массообменного аппарата является необходимым расчетное определение основных характеристик его работы, одной из которых является производительность по кислороду. В процессе эксплуатации производительность массообменного аппарата будет меняться за счет уменьшения запаса оксида свинца. Важным для практики является оценка изменения производительности массообменного аппарата и прогнозирование ресурса работы. В статье представлен подход к расчету изменения производительности массообменного аппарата за счет расходования запаса кислорода.
Ключевые слова
тяжелый жидкометаллический теплоноситель, растворение, оксид свинца, кислорода, массообменный аппарат, ресурс, расчет, твердофазный метод
УДК 621.039.534.6
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2019, выпуск 1, 1:12