Исследование газоводной смеси в полости гильзы кластерного регулирующего органа реактора РБМК-1000

23.03.2018 2018 - №01 Физика и техника ядерных реакторов

В.И. Белозеров В.К. Милинчук

https://doi.org/10.26583/npe.2018.1.06

В проекте технического устройства для постоянного отвода газоводной среды из полости гильзы кластерного регулирующего органа (КРО) в трап бассейна выдержки реактора РБМК-1000 предусмотрена возможность установки датчика контроля с целью мониторинга состава газоводной смеси в полости гильзы КРО. При перемещении в КРО поглощающих элементов происходит их трение со стенками продольных каналов, которые изготовлены из сплава алюминия марки САВ-1. При механическом воздействии оксидная пленки на поверхности канала частично или полностью удаляется, и сплав переходит в состояние без защитного оксидного слоя. Целью работы является получение экспериментальных данных о взаимодействии алюминиевых сплавов марок САВ-1 и АСД-4 с водной средой гильзы КРО при наличии в воде химических соединений, которые удаляют пассивирующий оксидный слой Al2 O3 с поверхности металла. В качестве химических активаторов сплавов исследованы кремнийсодержащие соединения (жидкое натриевое стекло, жидкое калиевое стекло, кристаллогидраты метасиликата натрия) и известь. Реакции алюминиевых сплавов в водных растворах с жидким натриевым и калиевым стеклом протекают в эндотермическом режиме, а в водных растворах кристаллогидрата метасиликата натрия и извести – в экзотермическом. Выходы водорода для сплавов САВ-1 и АСД-4 при 60C составляют ~ 0.6 л на 1 г прореагировавшего металла. Образующийся при взаимодействии алюминиевого сплава САВ-1 с водой водород входит в состав газоводной смеси в полости гильзы КРО. Поэтому образование водорода необходимо учитывать при проведении мониторинга газоводной смеси гильзы КРО реактора РБМК-1000.

Ссылки

1. Герасимов В.В. Коррозия реакторных материалов. – М.: Атомиздат, 1980. – 255 с.
2. Калин Б.А., Платонов П.А., Тузов Ю.В., Чернов И.И., Штромбах Я.И. Т. VI. Конструкционные материалы ядерной техники. – М.: НИЯУ МИФИ, 2012. – 736 с.
3. Альтман М.Б., Андреев Г.Н., Арбузов Ю.П. Применение алюминиевых сплавов. Справочник. – М.: Металлургия, 1985. – 344 с.
4. Баландин Ю.Ф., Горынин И.В., Звездин Ю.И. Конструкционные материалы АЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1984 – 280 с.
5. Фридляндер И.Н. Алюминиевые сплавы в авиаракетной и ядерной технике. // Вестник РАН. 2004. – Т. 74. – № 12. – С. 1076-1081.
6. Шилина А.С., Милинчук В.К. Физико-химические процессы получения водорода и адсорбента, соответствующие принципам «зелёной» химии. // Альтернативная энергетика и экология. – 2009. – № 10. – С. 10-14.
7. Милинчук В.К., Шилина А.С., Ананьева О.А. Исследование экологически безопасных, энергосберегающих способов получения водорода химическим разложением воды. // Альтернативная энергетика и экология. – 2012. – № 4. – С. 49-54.
8. Милинчук В.К., Белозеров В.И., Шилина А.С., Ананьева О.А., Куницына Т.Е., Гордиенко А.Б. Исследование генерации водорода при взаимодействии алюминия с водными растворами. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2013. – № 2. – С. 39-46.
9. Милинчук В.К., Клиншпонт Э.Р., Белозеров В.И. Химическое разложение воды на водород в гетерогенных алюминийсодержащих композициях. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 4. – С. 32-38.
10. Милинчук В.К., Клиншпонт Э.Р., Белозеров В.И. Превращения оксидных покрытий алюминия при имитации факторов ядерных энергетических установок. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – № 2. – С. 49-59.
11. Милинчук В.К., Рощектаев Б.М. Автономный генератор водорода. Патент 2 2 510 876 РФ. МПК СО1В 3/08 . Бюл. 2011. № 12.
12. Клиншпонт Э.Р., Рощектаев Б.М., Милинчук В.К. Кинетика накопления водорода при химическом разложении воды в гетерогенных композициях. // Альтернативная энергетика и экология. – 2012. – № 9. – С. 116-120.
13. Милинчук В.К., Клиншпонт Э.Р., Белозеров В.И. Автономный генератор водорода на основе химического разложения воды алюминием. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – № 2. – С. 49-59.
14. Ран Ф., Адамантнадес А., Кентон Дж., Браун Ч. Справочник по ядерной энерготехнологии. / Пер. с англ. под ред. В.А. Легасова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 752 с.
15. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. – М.: ИздАТ, 1994. – 296 с.
16. НП-040-02. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции». – М.: Гостехнадзор, 2003. – 5 с.
17. Mitigation of hydrogen hazards in severe accidents in nuclear power plants. International Atomic Energy Agency. Vienna, 2011.
18. Рощектаев Б.М. Водно-химический режим АЭС с реакторами ВВЭР-1000 и РБМК-1000. Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 132 с.

реактор РБМК-1000 кластерный регулирующий орган (КРО) система управления и защиты (СУЗ) тепловыделяющий элемент (твэл) поглощающий элемент (пэл) алюминий алюминиевые сплавы САВ-1 и АСД-4 вода водород жидкое натриевое и калиевое стекло кристаллогидраты метасиликата натрия известь

Ссылка для цитирования статьи: Белозеров В.И., Милинчук В.К. Исследование газоводной смеси в полости гильзы кластерного регулирующего органа реактора РБМК-1000. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 1. – С. 53-62. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.1.06 .