Авторы
Кошелев М.М., Ульянов В.В., Кремлёва В.С., Букреева А.Д., Силаев А.С., Комаровский В.А., Приказчикова А.А.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Кошелев М.М. – заместитель начальника лаборатории. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-43-32; e-mail:
Ульянов В.В. – начальник лаборатории, кандидат технических наук.
Кремлёва В.С. – инженер-исследователь.
Букреева А.Д. – инженер-исследователь.
Силаев А.С. – инженер-исследователь.
Комаровский В.А. – инженер-исследователь.
Приказчикова А.А. – стажер-исследователь.
Аннотация
Работа посвящена обоснованию возможности поддержания чистоты свинецсодержащих теплоносителей и поверхностей циркуляционных контуров в условиях реакторных установок и исследовательских стендов различных конструкций. Показано, что при отсутствии должного контроля чистоты теплоносителя в свинецсодержащих теплоносителях могут накапливаться твердые оксиды свинца в результате контакта с кислородом воздуха, что в итоге может привести к негативным последствиям. Удаление твердых оксидов свинца из циркуляционных контуров со свинецсодержащими теплоносителями целесообразно проводить при помощи, так называемой, водородной очистки, т.е. при химическом взаимодействии водорода с твердыми оксидами свинца. При этом свинец восстанавливается из оксида и возвращается в состав теплоносителя. Для обеспечения целостности защитных покрытий сталей, представляющих собой оксид железа и оксид хрома, необходимо увлажнение водородосодержащей газовой смеси, поступающей в контур теплоносителя. Требования взрывобезопасности подразумевают разбавление смеси «водород – водяной пар» инертным газом, например, аргоном. Восстановление оксида свинца в теплоносителе кинетически выгоднее проводить при реакции взаимодействия «оксид свинца – водород», поскольку наличие теплоносителя между оксидом свинца и водородом значительно тормозит процесс очистки в циркуляционном контуре. Поэтому для эффективной очистки рассматриваемых циркуляционных контуров от твердых оксидов свинца водородосодержащую газовую смесь необходимо вводить непосредственно в поток теплоносителя. Оптимальным устройством для ввода газовой фазы в свинецсодержащие теплоносители является механические диспергаторы газа с движущимися частями, представляющие собой небольшой насос и узкую часть с пониженным давлением теплоносителя. Экспериментально показана возможность ввода, таким устройством газа в свинецсодержащий теплоноситель и доставки двухкомпонентного потока «теплоноситель – газ» даже до участков, в которых скорость опускного течения теплоносителя снижена до 0,1 м/с.
Ключевые слова
свинецсодержащий теплоноситель, свинец, свинцово-висмутовая эвтектика, шлаки на основе оксида свинца, водород, водяной пар, газообразные окислители, механические диспергаторы газа, термодинамика, кинетика, энергия активации, степень восстановления, эжектор
УДК 621.039.534
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 3, c. 233–244