EDN: JXVLZA
Авторы
Ульянов В.В., Кошелев М.М., Кремлёва В.С., Брагин Д.С., Букреева А.Д., Комаровский В.А., Приказчикова А.А.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Ульянов В.В. – начальник лаборатории, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-80-14; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Кошелев М.М. – заместитель начальника лаборатории.
Кремлёва В.С. – инженер-исследователь.
Брагин Д.С. – инженер-теплофизик 2 категории.
Букреева А.Д. – инженер-исследователь.
Комаровский В.А. – инженер-исследователь.
Приказчикова А.А. – стажер-исследователь.
Аннотация
Работа посвящена результатам исследований в обоснование возможности поддержания чистоты свинцово-висмутового теплоносителя и поверхностей контуров его циркуляции применительно к условиям работы реакторных установок и исследовательских стендов различных конструкций. Показано, что при неконтролируемой разгерметизации первого контура возможно чрезмерное накопление твердых оксидов свинца вследствие контакта теплоносителя с кислородом воздуха, что в итоге может привести к негативным последствиям для циркуляционных контуров. Удаление твердых оксидов свинца из циркуляционных контуров со свинцово-висмутовым теплоносителем целесообразно проводить при помощи обработки поверхностей контура и теплоносителя газовыми смесями водорода, водяного пара и инертного газа, которую лучше проводить при вводе газовых смесей непосредственно в поток теплоносителя. При этом свинец восстанавливается из оксида свинца и может быть возвращён в состав теплоносителя. Очистка контуров со свинцово-висмутовым теплоносителем проводилась при температурах от 300 до 330 °С. Авторы не обнаружили достоверных данных о растворении свинца в свинцово-висмутовой эвтектике, поэтому провели его экспериментальное изучение. Выявлено, что свинец достаточно эффективно растворяется в свинцово-висмутовой эвтектике. Энергия активации процесса составляет 41060 Дж/моль, т. е. процесс протекает в диффузионной области. Его интенсивность определяется диффузией свинца в свинцово-висмутовую эвтектику.
Ключевые слова
свинцово-висмутовый теплоноситель, ядерная энергетическая установка, шлаки на основе оксида свинца, водород, водородная очистка, водяной пар, кислород воздуха, восстановленный свинец, растворение, удельная скорость, энергия активации, диффузия
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Orlov Yu.I., Efanov A.D., Martynov P.N., Gulevsky V.A. et al. Hydrodynamic problems of heavy liquid metal coolants technology in loop-type and monoblock-type reactor installations. Nuclear engineering and design, 2007, vol. 237, issues 15–17, pp. 1829–1837.
- Кошелев М.М., Ульянов В.В., Харчук С.Е. Исследование механизма шлаконакопления в контурах со свинецсодержащими теплоносителями и его предотвращение высокотемпературной обработкой смесями водорода и водяного пара. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2021, №3, c. 194–199.
- Ульянов В.В., Кошелев М.М., Тепляков Ю.А. Исследование накопления шлаков, восстанавливаемых водородом, в циркуляционных контурах со свинецсодержащими теплоносителями. Теплоэнергетика, 2021, №11, c. 52–855. DOI: https://doi.org/10.1134/S0040601521100074.
- Ульянов В.В., Гулевский В.А., Мартынов П.Н., Орлов Ю.И., Фомин А.С. Водородная очистка поверхностей циркуляционных контуров в моноблочных РУ с теплоносителями Pb-Bi и Pb. Новые промышленные технологии, 2011, №1, с. 18–22.
- Троянов В.М., Тошинский Г.И., Степанов В.С., Петроченко В.В. Свинцово-висмутовые реакторы: история создания и перспективы развития. Часть 1. История создания. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2021, №4, с. 5–18.
- Ульянов В.В., Мартынов П.Н., Гулевский В.А., Фомин А.С., Тепляков Ю.А. Исследование процессов и устройств водородной очистки применительно к циркуляционным контурам с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2013, № 2, с. 33–38.
- 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. 88–101.
- Ульянов В.В., Кошелев М.М., Кремлёва В.С., Харчук С.Е. Исследование закономерностей накопления шлаков, восстанавливаемых водородом, в циркуляционных контурах со свинецсодержащими теплоносителями. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2021, №2, с. 119–252. DOI: https://doi.org/10.3897/nucet.7.74154.
- Кошелев М.М., Ульянов В.В., Харчук С.Е., Кремлёва В.С. Водородная очистка контуров реакторных установок и исследовательских стендов со свинецсодержащим теплоносителем. Сборник трудов V Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции научных, научно-педагогических работников, аспирантов и студентов «Современная техника и технологии в электроэнергетике и на транспорте: задачи, проблемы, решения». 2021, с. 172–180.
- Ulyanov V.V., Alexeyev V.V., Gulevsky V.A., Storozhenko A.N. Prospects of using liquid metal coolants in fast reactors. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2016, vol. 7, no. 1, pp. 1130–1139.
- Степанов В.С., Драгунов Ю.Г., Громов Б.Ф., Тошинский Г.И. и др. Паропроизводящая установка БМ-40/А. Опыт создания и эксплуатации. Труды конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, 1999, с. 88–91.
- Handbook on Lead-bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties, Materials Compatibility, Thermal-hydraulics and Technologies. OECD Nuclear Science Agency, 2015.
УДК 621.039.534
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 4, c. 158–166
