EDN: EMDOFR
Авторы
Загорулько Ю.И., Ганичев Н.С., Ильичева Н.С., Коновалов М.А., Чибисова А.С., Сурин В.И.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Загорулько Ю.И. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: (484) 399-70-00 (доб. 80-84); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Ганичев Н.С. – начальник лаборатории.
Ильичева Н.С. – ведущий научный сотрудник, кандидат химических наук.
Коновалов М.А. – научный сотрудник.
Чибисова А.С. – инженер-исследователь-химик.
Сурин В.И. – инженер-исследователь.
Аннотация
Моделирование распределений термодинамической активности углерода в натриевом теплоносителе БН необходимо для надежного прогнозирования интенсивности и направления массопереноса углерода между конструкционными материалами оборудования реакторов, а также для выбора соответствующих средств контроля термодинамической активности углерода в натрии и их характеристик.
Содержание углерода в натриевом теплоносителе БН существенно превышает его предельную растворимость при наивысшей температуре, характерной для первого контура. Можно предполагать, что распределение термодинамической активности углерода в неизотермическом циркуляционном контуре зависит от кинетики фазовых переходов (процессы растворения – кристаллизации), которая, в свою очередь, зависит от характеристик (прежде всего, размер) частиц углерода во взвешенной фазе, гидравлических режимов обтекания частиц потоком натрия и времени пребывания частиц в высокотемпературной зоне.
В работе проанализированы характеристики взвешенной фазы углерода в натриевых потоках и даны расчетные оценки среднего времени пребывания частиц дисперсной фазы углерода в зонах контура, моделирующего первый контур типового БН. Показано, что эффектами растворения частиц взвешенной фазы углерода в потоке натрия можно пренебречь. Экспериментально подтверждено, что концентрация растворенного углерода в натрии неизотермического контура приблизительно соответствует концентрации насыщения при температуре натрия в низкотемпературной зоне контура. Показано, что распределение термодинамической активности углерода в натрии соответствует полю температуры натрия.
Ключевые слова
быстрый реактор, углеродсодержащие примеси, натрий, термодинамическая активность углерода, взвешенная фаза, науглероживание, равновесные образцы-стандарты
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Загорулько Ю.И., Козлов Ф.А., Воробьёва Т.А. Исследования температурной и концентрационной зависимости термодинамической активности углерода в натрии. Препринт ФЭИ -2416. Обнинск: ФЭИ, 1997. 24 с.
- Longson B., Thorley A.W. Solubility of carbon in sodium. J. appl. Chem., 1979, vol. 20, pp. 372–379.
- Zagorulko Yu.I., Kozlov F.A. The measurement of diffusive mobility of carbon in sodium. Proc. of the Third Int. Conf. Liquid Metal Engineering and Technology. Oxford, April 9–19, 1984. London: BNE, 1985. Vol. 2, p. 225.
- Загорулько Ю.И., Воробьёва Т.А. Физико-химические аспекты контроля термодинамической активности углерода в реакторах типа БН. Материалы конференции «Теплофизические экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в обоснование характеристик и безопасности ядерных реакторов». Обнинск, 19–21 октября, 2011, т. 2, с. 313–321.
- Загорулько Ю.И., Алексеев В.В. Поведение взвесей в натрии. Обзор ОБ-109. Обнинск: ФЭИ, 1980. 86 с.
- Dutina D., Simpson J.L., Young R.C. Determination of impurities in a sodium system cold traps. Proc. of the Int. Conf. on Sodium Technology and Large Fast Reactors Design. Nov. 7–8, 1968. ANL-7520, Part I, p. 441.
- Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. Л.: Химия, 1968. 307 с.
- Загорулько Ю.И., Ганичев Н.С., Коновалов М.А. Исследование кинетики растворения графита в ламинарных потоках натрия. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 5, с. 149–155.
- Gibillaro L.G. Residence time distributions in regions of continuous flow systems. Chem. Eng. Sci., 1979, vol. 34, no. 5, pp. 697–702.
- McCown J.J., Bagnall C. Carbon in sodium. A status review of the U.S.A. R and D work. Proc. of Specialists Meeting on Carbon in Sodium. Harwell, UK, November 27–30, 1997. IWGR/33. Summary Report. Vienna: IAEA, 1980. Pp. 66–74.
- Загорулько Ю.И., Иолтуховский А.Г., Ковалёв Ю.П. Применение метода РОС при эксплуатационном определении термодинамической активности углерода в 1 контуре реактора БН-600. Конференция «Актуальные проблемы атомной науки и техники. Опыт эксплуатации Белоярской АЭС и перспективы развития атомной энергетики». Заречный, 22–24 апреля, 1984, c. 1–8.
- Kozlov E.A., Zagorulko Yu.I., Kovaliov Yu.P., Ullmann H., Rettig D. Die Bestimmung der thermody-namischen Kohlenstoffaktivitet in flussigen natrium mit einer Diffusionssonde mit Wustit-schicht und einer Festelekrolyt-Gasmesszelle. Kernenergie, 1984, Band 27, Heft 3, pp. 1–5.
- Томилин И.А. Термодинамика растворов углерода и азота в сплавах железа. Дис. на соискание ученой степени доктора химических наук. Москва, 1975. 370 c.
УДК 621.039.534.63
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2026, выпуск 1, с. 257–268
