Авторы
Осипов А.А., Иванов К.Д., Ниязов С.-А.С.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Осипов А.А. – 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..
Иванов К.Д. – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук.
Ниязов С.-А.С. – научный сотрудник.
Аннотация
Применительно к процессам массопереноса, связанных с взаимодействием теплоносителя с конструкционными
сталями и с поведением твердофазных примесей на основе оксидов железа в
циркуляционном контуре с ТЖМТ, рассмотрен вопрос влияния на них изменений
физико-химического состояния теплоносителя, обусловленных присутствием в нем
примеси железа. При эксплуатации ЯЭУ с тяжелыми теплоносителями их
физико-химическое состояние относительно содержания примесей железа и кислорода
может меняться в достаточно широких пределах.
Показано, что степень влияния примеси железа зависит от соотношения её содержания
с содержанием примеси кислорода, что в свою очередь определяет и
результирующий кислородный режим теплоносителя в виде термодинамической
активности примеси кислорода. Отмечено, что при этом всю область практически
значимого изменения этого параметра условно можно разделить на две области:
область доминирующего влияния примеси кислорода (при высоких значениях ТДА
кислорода) и, соответственно, область доминирующего влияния примеси железа.
Рассмотрены основные особенности протекания анализируемых процессов массопереноса в зависимости от
реализованного физико-химического состояния теплоносителя.
Выполнен анализ имеющихся экспериментальных данных и теоретических оценок, которые
показывают, что при наличии примеси железа в ТЖМТ в зависимости от уровня ТДА
кислорода изменяется характер взаимодействия теплоносителя с поверхностями
оксидных пленок, а также качественно изменяется характер поведения твердофазных
примесей на основе оксидов железа.
Предложено объяснение наблюдаемым эффектам, заключающееся в том, что в области доминирующего влияния примеси
железа твердофазные оксиды железа в ТЖМТ переходят из лиофобного состояния в лиофильное.
Ключевые слова
массоперенос, термодинамическая активность, тяжелый жидкометаллический теплоноситель, примеси кислорода и железа, оксиды, кислород, окисление металлов, конструкционная сталь, окислительный потенциал, свинец, температура, кислородный режим, оксидная пленка
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Осипов А.А.,
Иванов К.Д., Ниязов С.-А.С. Расчетная модель взаимодействия примесей железа и
кислорода в тяжелых жидкометаллических теплоносителях. Вопросы атомной науки
и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 4, с. 215–224.
2. Осипов А.А., Иванов К.Д., Лаврова О.В. Термодинамика нестехиометрических
соединений и фаз переменного
состава в ТЖМТ. Сборник тезисов докладов V конференции «Тяжелые
жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2018)».
Обнинск, АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2018, с. 103–106.
3. Осипов А.А., Иванов К.Д.
Использование термодинамической модели учета нестехиометричности оксидных соединений
для описания поведения ТДА кислорода в расплавах тяжелых металлов. Сборник
тезисов докладов V конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в
ядерных технологиях (ТЖМТ-2018)». Обнинск, АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2018, с. 106–108.
4. Громов Б.Ф., Орлов Ю.И.,
Мартынов П.Н., Гулевский В.А. Проблемы технологии тяжелых жидкометаллических
теплоносителей (свинец-висмут, свинец). Сборник докладов конференции
«Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск,
1999, т. 1, с. 92–106.
5. Иванов К.Д., Лаврова О.В., Юдинцев П.А., Ниязов С.-А.С. Источники
примесей в теплоносителях Pb и Pb-Bi. Тезисы докладов на межотраслевом
семинаре «Тяжелые теплоносители в быстрых реакторах». Обнинск, 2010, с. 37.
6. Шматко Б.А., Троянов В.М., Русанов А.В. Комплексная диагностика
неизотермических свинцовых циркуляционных стендов методами активометрии. Сборник
тезисов докладов конференции «Тепломассоперенос и свойства жидких металлов».
Обнинск, 2002, т. 1, с. 27–29.
7. Иванов К.Д., Лаврова О.В., Салаев С.В., Асхадуллин Р.Ш., Ниязов С.-А.С.
Разработка методики определения скорости окисления конструкционных сталей в
тяжелых жидкометаллических теплоносителях. Известия высших учебных
заведений. Ядерная энергетика, 2017, № 4, с. 127–137.
8. Салаев С.В., Асхадуллин Р.Ш., Легких А.Ю., Иванов К.Д., Лаврова О.В.,
Ниязов С.-А.С. Экспериментальная отработка методики исследования кинетики
окисления конструкционных сталей в ТЖМТ и основные результаты. Вопросы
атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, № 4, с. 104–111.
9. Осипов А.А., Иванов К.Д., Асхадуллин Р.Ш. Применение нестехиометрической
модели к оценке поверхностных эффектов в системах с химическим взаимодействием
компонентов на примере системы «оксидная фаза – жидкий металл». Тезисы
докладов конференции «Теплофизика реакторов нового поколения». Обнинск,
2020, с. 60.
УДК 621.039.534
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 1, c. 157–168
