DOI: 10.55176/2414-1038-2021-3-206-212
Авторы
Смыков В.Б., Канухина С.В., Легких К.Г.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Смыков В.Б. – заместитель начальника отдела, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-87-25; e-mail:
Канухина С.В. – ведущий инженер.
Легких К.Г. – ведущий инженер-химик.
Аннотация
Для своевременного и оперативного обнаружения межконтурной разгерметизации парогенератора типа «натрий-вода» во 2-м контуре при всех режимах эксплуатации осуществляется непрерывный контроль содержания водорода, как продукта взаимодействия натрия с водой. Однако в реальности основным источником водорода в натрии 2-го контура является процесс электрохимической коррозии парогенераторной стали 10Х2М в паро-водяной среде, скорость которого никогда не равна нулю и контролируется на минимально достижимом уровне средствами водно-химического режима 3-го контура. Одновременно в процессе эксплуатации парогенератора происходит накопление отложений продуктов коррозии на поверхности конструкционной стали со стороны 3-го контура. Удаление отложений производится с помощью эксплуатационных химических промывок (ЭХП). Однако во время проведения ЭХП скорость коррозии стали неизбежно значительно увеличивается (приблизительно на три порядка величины), что приводит к возрастанию концентрации водорода в воде и в натрии. Данное явление ранее вызывало опасение эксплуатационных служб АЭС из-за вероятной сквозной коррозии при регулярном проведении ЭХП (каждый год производится отмывка одного парогенератора из трёх). Однако эксплуатировать парогенератор без ЭХП неприемлемо, а для снижения скорости коррозии стали парогенераторных труб в паро-водяной среде после ЭХП проводится этап химической пассивации различными рецептурами, эффективность которых различна. В данной статье представлена физическая модель массопереноса коррозионного водорода в парогенераторе при химической промывке, пассивации и пуске парогенератора. Предложен оперативный критерий оценки эффективности пассивации по скорости роста концентрации водорода в натрии второго контура при последующем пуске парогенераторов БН-600: если скорость роста концентрации водорода во 2-м контуре составляет менее 0,05 ppm/ч, то пассивация эффективна, если более – то рецептура пассивации требует пересмотра. Для парогенераторов БН-800 технология пассивации после ЭХП пока не определена, в статье предложен расчетный критерий её эффективности 0,015 ppm/ч.
Ключевые слова
парогенератор «натрий-вода», эксплуатационная химическая промывка, электрохимическая коррозия, диффузия водорода, коэффициент диффузии водорода, массоперенос водорода, распределение водорода по стенке трубки парогенератора, эффективность этапа пассивации
УДК 621.181.6
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 3, 3:17