Асхадуллин Р.Ш., Легких А.Ю., Садовничий Р.П., Ульянов В.В., Харчук С.Е., Скобеев Д.А., Лаврова О.В., Ниязов С.-А.С., Посаженников А.М., Мельников В.П., Воронин И.А.
Технология обращения с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (свинцом, сплавом свинца и висмута) включает в себя значительный комплекс мер:
– подготовку теплоносителя для заполнения первого контура реакторной установки;
– поддержание условий в теплоносителе для обеспечения коррозионной стойкости конструкционных сталей;
– очистку теплоносителя от твердофазных шлаков как на основе оксидов свинца, так и на основе оксидов компонентов конструкционных сталей;
– очистку защитного газа от аэрозолей теплоносителя и продуктов коррозии;
– диагностику состояния циркуляционного контура реакторной установки
Для реализации комплекса мер требуется специальные методы и средства, к которым относятся:
– датчики термодинамической активности кислорода;
– массообменные аппараты;
– устройства ввода газовой смеси в тяжелый жидкометаллический теплоноситель;
– фильтры тяжелого жидкометаллического теплоносителя;
– фильтры защитного газа;
– дожигатели водорода;
– увлажнители газа;
– конденсаторы;
– методы автоматизированного управления;
– методы подготовки теплоносителя перед загрузкой и его загрузки в реакторную установку;
– методы диагностики (индикации) состояния циркуляционного контура.
При разработке каждого из элементов технологии обращения с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем коллективом АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» выполнен значительный комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в рассматриваемой области знаний. В статье рассмотрены основные научно-технические достижения в области технологии тяжелых жидкометаллических теплоносителей за период с 2000 по 2022 гг.
1. Асхадуллин Р.Ш., Стороженко А.Н., Мельников В.П., Легких А.Ю., Ульянов В.В. Обеспечение технологии тяжёлого жидкометаллического теплоносителя в реакторных установках нового поколения. Сборник тезисов докладов V международной конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2018)». Обнинск, ГНЦ РФ – ФЭИ, 8–10 октября 2018, c. 24–25.
2. Askhadullin R.Sh., Legkikh A.Yu., Uliyanov V.V., Voronin I.A. Current state and issues of the heavy liquid metal coolant technology development (PB, PB-BI). Proc. of the International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles FR22: Sustainable Clean Energy for the Future. CN291-57.
3. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Стороженко А.Н., Шелеметьев В.М., Садовничий Р.П., Скоморохов А.Н. МПК G01N 27/411. Способ измерения термодинамической активности кислорода в расплавах жидких металлов. Патент РФ № 2584378 на изобретение № 2014151438/28, заявл. 19.12.2014; опубл. 20.05.2016; бюл. № 14.
4. Мартынов П.Н., Чернов М.Е., Гулевский В.А. МПК G01N 27/406. Твердоэлектролитный датчик концентрации кислорода и способы его изготовления. Патент РФ № 2298176 на изобретение № 2004122556/28, заявл. 23.07.2004; опубл. 27.04.2007; бюл. № 12.
5. Асхадуллин Р.Ш., Стороженко А.Н., Шелеметьев В.М., Скоморохов А.Н., Садовничий Р.П., Легких А.Ю. Современное состояние разработок АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» датчиков активности кислорода для реакторных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2017, специальный выпуск, с. 12–19.
6. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А. и др. Твердофазная технология регулирования кислорода в тяжелых жидкометаллических теплоносителях. Новые промышленные технологии. ЦНИЛОТ, 2004, № 3, с. 30–34.
7. Асхадуллин Р.Ш., Легких А.Ю., Симаков А.А., Гавриков Е.В. Результаты измерения гидравлического сопротивления зернистого слоя оксида свинца в потоке свинцово-висмутового теплоносителя. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2014, № 1, с. 48–53.
8. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А., Легких А.Ю. МПК B01J 8/00; B01F 1/00. Массообменный аппарат. Патент РФ № 2547104 (WO2015030625) на изобретение № 2013139258/05, заявл. 26.08.2013; опубл. 20.03.2015; бюл. № 7.
9. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А., Легких А.Ю., Чабань А.Ю. МПК B01J 8/00; B01F 1/00. Массообменный аппарат с дискретной подачей газовой среды. Патент РФ № 2510291 на изобретение № 2011153922/05, заявл. 29.12.2011; опубл. 10.07.2013; бюл. № 19.
10. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А., Легких А.Ю., Чабань А.Ю. МПК B01D 3/00. Массообменный аппарат с непрерывной подачей газовой среды. Патент РФ № 2481140 на изобретение № 2011153921/02, заявл. 29.12.2011; опубл. 10.05.2013; бюл. № 13.
11. Сысоев Ю.М., Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Симаков А.А. МПК C23F 11/00. Способ поддержания коррозионной стойкости стального циркуляционного контура со свинецсодержащим теплоносителем и массообменное устройство для его реализации (варианты). Патент РФ № 2246561 на изобретение № 2003126886/02, заявл. 03.09.2003; опубл. 20.02.2005; бюл. № 5.
12. Мартынов П.Н. Асхадуллин Р.Ш., Легких А.Ю. и др. Автоматизированная система управления термодинамической активностью кислорода в свинцовом и свинцово-висмутовом теплоносителях. Сборник научных трудов «Избранные труды ФЭИ». Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2011. С. 188–191.
13. Легких А.Ю., Асхадуллин Р.Ш., Мартынов П.Н., Симаков А.А. Метод оценки коррозионно-эрозионного и вибрационного износа конструкционных материалов в циркуляционных контурах с теплоносителями Pb и Pb-Bi. Новые промышленные технологии. ЦНИЛОТ, 2011, № 1, с. 47–51.
14. Ульянов В.В., Мартынов П.Н., Гулевский В.А., Тепляков Ю.А., Фомин А.С., Иванов И.И. Водородная очистка ТЖМТ. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2015, № 2, с. 88–94.
15. Мартынов П.Н., Орлов Ю.И. Современные подходы к технологии тяжелых теплоносителей. Новые промышленные технологии, 2011, № 1, с. 3–6.
16. Асхадуллин Р.Ш., Гулевский В.А., Ульянов В.В., Харчук С.Е., Фомин А.С. Устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл. Патент РФ № 2639721 на изобретение 22.12.2017.
17. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Паповянц А.К., Ягодкин И.В., Мельников В.П., Воронин И.А. Комплексная очистка тяжелых теплоносителей от растворенных и взвешенных примесей (включая полоний) фильтрацией. Тезисы докладов научно-технической конференции «Теплофизика 2010», Обнинск, 2010, с. 28–30.
18. Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Паповянц А.К., Ягодкин И.В., Мельников В.П., Воронин И.А. МПКC22B 9/02, B22D 11/119. Устройство для очистки жидкометаллической среды от взвешенных примесей. Патент РФ №2595310 на изобретение № 2014151526/02, заявл. 19.12.2014; опубл. 10.07.2016; бюл. № 19.