Авторы
Харитонова Н.Л., Гурбанова Ш.А.
Организация
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва, Россия
Харитонова Н.Л. – научный консультант, кандидат технических наук.
Гурбанова Ш.А. – аспирантка, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Контакты: 115409, Москва, Каширское шоссе, д. 31. Тел.: (499) 324-77-77; е-mail:
Аннотация
Статья посвящена выбору и обоснованию термодинамических данных, необходимых при разработке расчетных кодов для моделирования физико-химических процессов взаимодействия водного теплоносителя с конструкционными материалами в условиях реакторных установок сверхкритических параметров по давлению и температуре. Ионное произведение воды, определяющее равновесие между водородными и гидроксильными ионами, является эталонным свойством в химии водных растворов, и в том числе фундаментальной константой для расчета водородного показателя теплоносителя – рН, относящегося к важнейшим интегральным показателям коррозионной агрессивности как самой воды, так и водных растворов. В работе выполнен расчет высокотемпературного водородного показателя рНt в точке нейтральности чистой воды в около критической области и при сверхкритических значениях температуры и давления. В качестве исходных термодинамических данных для расчета рНt проанализированы основные существующие корреляционные зависимости для ионного произведения воды – Kw в зависимости от температуры и давления (плотности), в которых Kw представляет собой безразмерную величину при единичной моляльности воды (для условий стандартного состояния в моляльной шкале, m0 = 1 мол кг−1). Выполнена количественная оценка различий в значениях рНt, рассчитанных с помощью аналитических корреляций для pKw (pKw ≡ −lg(Kw)) Маршалла – Франка (рекомендации Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара (МАСВП), 1981 г.), Бандуры – Львова (МАСВП, 2006–2019 г.), а также уточняющих уравнений Тримейна – Арциса (2020 г.), полученных на основе новых экспериментальных данных – прецизионных измерений электропроводимости воды высокой степени чистоты. Проведена количественная оценка влияния величины ионного произведения воды, рассчитанной по указанным формулам, на значения pHt в точке нейтральности воды – в диапазоне температур до 600°С в около критической области и при сверхкритических параметрах при давлении 25 МПа. Статья призвана помочь в разработке эффективных мер для подавления коррозионных и коррозионно-эрозионных процессов в водном теплоносителе, а также минимизация образования отложений на поверхности оборудования, работающего в области околокритических и сверхкритических параметров.
Ключевые слова
реакторные установки сверхкритических параметров, безопасность, водный теплоноситель, ВВЭР-СКД, высокотемпературный водородный показатель pHt, ионное произведение воды, водно-химический режим, концентрация, экспериментальные данные, электролитическая диссоциация воды, физико-химические свойства водного теплоносителя
УДК 621.039.58
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 4, c. 201–213