Термодинамика равновесных состояний и подходы к анализу массопереноса в металлооксидных системах

09.07.2020 2020 - №02 Теплофизика и теплогидравлика

О.В. Лаврова А.Ю. Легких

https://doi.org/10.26583/npe.2020.2.04

При разработке ядерных реакторов нового поколения с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями анализ коррозионных процессов играет важную роль в обосновании их надежности и безопасности. Разработан подход, позволяющий делать практические выводы о процессах в заданной металлооксидной системе на основании анализа диаграмм состояния этих систем в координатах «окислительный потенциал - температура». Предлагаемый подход основан на многолетнем опыте выполнения экспериментальных и расчетных исследований, связанных с взаимодействием сталей разных марок с расплавами свинца и свинца-висмута, а также переносом металлических примесей в объеме этих расплавов. В экспериментальных исследованиях окислительный потенциал металлооксидной системы измеряется с помощью датчиков термодинамической активности кислорода, разработка и производство которых осуществляется в АО «ГНЦ РФ-ФЭИ». Продемонстрирована возможность применения предлагаемого подхода к анализу процессов массопереноса в системах «железо - кислород», «свинец - кислород», «натрий -кислород», «железо-водяной пар».

Ссылки

1. Шиманский А. Ф., Белоусова Н. В., Васильева М.Н. Физикохимия неорганических материалов. Курс лекций. – Красноярск: ИПК СФУ, 2009. – 204 с. ISBN 978-5-7638-1779-9.
2. Нечаев В.В., Смирнов Е.А., Кохтев С.А., Калин Б.А., Полянский А.А., Стаценко В.И. Основы материаловедения. Том 2. – М.: МИФИ, 2007. – 608 с. ISBN 978-5-7262-0821-3.
3. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавов. – М.: ИЛ, 1955. – 311 с.
4. Уикс К.Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов. – М.: Металлургия, 1965. – 240 с.
5. Верятин У.Д., Маширев В.П., Рябцев Н.Г., Тарасов В.И., Рогозкин Б.Д., Коробов И.В. Термодинамические свойства неорганических веществ. Справочник. – М.: Атомиздат, 1965. – 460 с.
6. Куликов И.С. Термодинамика оксидов: Справ. изд. – М.: Металлургия, 1986. 3– 44 с.
7. Субботин В.И., Ивановский М.Н., Арнольдов М.Н. Физико-химические основы применения жидкометаллических теплоносителей. – М.: Атомиздат, 1970. – 296 с.
8. Алексеев В.В., Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Варсеев Е.В., Орлова Е.А., Торбенкова И.Ю. Массоперенос продуктов коррозии и коррозия стали в натрии при высоких концентрациях водорода. // Теплоэнергетика. – 2015. – № 10. – С. 72-80. DOI: 10.1134/S004036361510001X.
9. Handbook on Lead-bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties, Materials Compatibility, Thermalhydraulics and Technologies. // OECD/NEA. – 2015. –No. 7268. – 950 p.
10. Асхадуллин Р.Ш. , Мартынов П.Н. , Рачков В.И. , Легких А.Ю. , Стороженко А.Н., Улья5 нов В.В., Гулевский В.А. Контроль и регулирование кислорода в тяжелых жидкометаллических теплоносителях для противокоррозионной защиты сталей. // Теплофизика высоких температур. – 2016. – Т. 54. № 4. – С. 595-604. DOI: 10.7868/S0040364416040013.
11. Багоцкий В.С. Основы электрохимии. – М.: Химия, 1988. – 400 с. ISBN 5-7245-0051-5.
12. Линецкий Б.Л., Крупин А.В., Опара Б.К., Ракоч А.Г. Безокислительный нагрев редких металлов и сплавов в вакууме. – М: Металлургия, 1985. – 184 с.
13. Громов Б.Ф., Шматко Б.А. Физико-химические свойства расплавов свинец-висмут. // Известия вузов. Ядерная энергетика. –1996. – № 4. – С. 35-41.
14. Martynov P.N., Askhadullin R.Sh., Simakov A.A., Chaban’ A.Yu., Chernov M.E., Lanskikh V.S., Legkih A.Yu.. Сreation of automatic system for monitoring, forecasting and control of condition of lead-bismuth (lead) coolant and surfaces of circuits of nuclear power plants. / XVII-th Int. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE17). Brussels, Belgium, July 12-16, 2009. DOI: 10.1115/ICONE17-75504.
15. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. – М.: Химия, 2006. – 672 с. ISBN 5-98109-011-1.
16. Глушко В.П. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: 3-е изд., перераб. и расширен. – М.: Наука, 1978. – 496 с.
17. Facility for the analysis of chemical thermodynamics. Электронный ресурс: http:// www.crct.polymtl.ca/fact (дата доступа 15.08.2019).
18. JANAF Thermochemical Tables. Sec. NBS USA, Washington, 1971. – 1100 p.
19. Тамм М.Е., Третьяков Ю.Д. Физико-химические основы неорганической химии: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. – Издательский центр «Академия», 2004. – 240 с. ISBN 5-7695-1446-9.
20. Кинев Е.А., Пастухов В.И., Глушкова Н.В. Жидкометаллическая коррозия оболочечных сталей в натриевом теплоносителе. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – Вып. 3. – С. 80-86.

диаграмма состояния железо жидкометаллический теплоноситель кислород коррозия металлооксидная система окислительный потенциал равновесное давление

Ссылка для цитирования статьи: Лаврова О.В., Легких А.Ю. Термодинамика равновесных состояний и подходы к анализу массопереноса в металлооксидных системах. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 2. – С. 39-51. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.2.04 .