EDN: MITERX
Авторы
Скобеев Д.А., Легких А.Ю.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени ЛА.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Скобеев Д.А. – младший научный сотрудник.
Легких А.Ю. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: (484) 399-42-77; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Для обеспечения штатной и безаварийной эксплуатации ядерных реакторов нового поколения с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями (ТЖМТ) необходимо решение вопросов, касающихся их технологии.
Одним из таких вопросов, является необходимость удаления водорода из газового объема контуров циркуляции ТЖМТ, который образуется в первом контуре в результате проведения технологического мероприятия по водородной очистке контура и в случаях нарушения нормальной эксплуатации, связанных с течами парогенераторов.
Одной из главных причин необходимости удаления водорода из защитного газа первого контура реакторных установок с ТЖМТ является водородная безопасность. При запроектной аварии с разгерметизацией первого контура существует вероятность попадания в контур газообразного кислорода воздуха и образования «гремучей смеси». Поэтому концентрация водорода в защитном газе нормируется.
Особенностью защитного газа первого контура РУ с ТЖМТ является то, что в нем отсутствует кислород, в связи с чем использование существующих методов и устройств удаления водорода (каталитических рекомбинаторов, дожигателей с электрическим нагревателем), применяемых на действующих АЭС, не представляется возможным.
На данный момент наиболее перспективным методом удаления водорода из бескислородной газовой среды является процесс удаления (дожигания) водорода твердым окислителем с возможностью его регенерации. В качестве твердых окислителей рассматриваются различные оксиды металлов.
В настоящей работе представлены методика и результаты исследований кинетики процесса удаления водорода с помощью гранулированного оксида меди в бескислородной среде, позволяющие сделать вывод о перспективах его использования в качестве наполнителя дожигателя водорода.
Ключевые слова
тяжёлый жидкометаллический теплоноситель, оксид меди, водород, дожигатель водорода, удаление, кинетика, топохимические реакции, константа скорости реакции, степень восстановления, реакторная установка
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Скобеев Д.А., Легких А.Ю. Кинетика процесса удаления водорода с помощью гранулированного оксида свинца в бескислородной газовой среде. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, № 5, c. 166–175.
- Design of Reactor Containment Systems for Nuclear Power Plants/SAFETY GUIDE. No. NS-G-1.10. International Atomic Energy Agency, Vienna, 2000.
- Safety of Nuclear Power Plants: Design/REQUIREMENTS. No. NS-R-1. International Atomic Energy Agency, Vienna, 2004.
- Курский А.С., Калыгин В.В. Радиолиз теплоносителя и методы обеспечения взрывозащищенности корпусного кипящего реактора. Вестник Саратовского государственного технического университета, 2013, №3 (72), с. 116–123.
- Кириллов И.А., Харитонова Н.Л., Шарафутдинов Р.Б., Хренников Н.Н. Обеспечение водородной безопасности на атомных электростанциях с водоохлаждаемыми реакторными установками. Современное состояние проблемы. Ядерная и радиационная безопасность, 2017, №2(84), c. 26–37.
- Келлер В.Д. Пассивные каталитические рекомбинаторы водорода для атомных электростанций. Теплоэнергетика, 2007, №3, c. 65–68.
- Сорокин В.B. Расчет времени пуска пассивного каталитического рекомбинатора водорода локализующей системы безопасности АЭС с ВВЭР. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 2022, т. 65, № 1, с. 67–75.
- Скобеев Д.А., Легких А.Ю. Исследование характеристик гранул оксида свинца после длительной выдержки в жидком свинце. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2021, № 3, с. 184–190.
- Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы. Л.: Ленинградское отделение «Химия», 1979. 176 с.
- Барре П. Кинетика гетерогенных процессов. М.: Из-во «Мир», 1976. 397 с.
- Иванов И.И., Шелеметьев В.М., Ульянов В.В., Тепляков Ю.А. Кинетика восстановления водородом свинца из его оксидов ромбической и тетрагональной модификации. Кинетика и катализ, 2015, т. 56, № 3, с. 305.
- Ламбиев Д.К., Курчатов М.С. Термокинетические исследования восстановления PbO2, Pb3O4, PbO водородом и окисью углерода. Кинетика и катализ, 1967, т. 8, № 2, с. 288–291.
- Ricapito I., Fazio C., Benamati G. Preliminary studies on PbO reduction in liquid Pb-Bi eutectic by flowing hydrogen. Journal of Nuclear Materials, 2002, vol.301, pp. 60–63.
- Барам И.И. Макрокинетика гетерогенных процессов. Алма-Ата: Наука, 1986. 208 с.
- Дьяченко А.Н., Шагалов В.В. Химическая кинетика гетерогенных процессов: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. 102 с.
УДК 621.039.534.6
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 4, c. 146–157
