Влияние параметров истечения водяного пара на эрозионный износ оксидных покрытий трубной решетки в среде свинцового теплоносителя

Представлены результаты экспериментальных исследований стойкости защитных оксидных покрытий нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т в среде свинцового теплоносителя, при моделировании аварийной ситуации «межконтурная неплотность парогенератора». Испытания проводились на стенде ФТМ-2023 НГТУ в свинцовом теплоносителе с температурой до 430—450 °С, без циркуляции. Трубный пучок для моделирования течи парогенератора при истечении лёгкой фазы представляет собой два ряда труб 22×3,5 приваренных к пластине с шагом в 33 мм. Данные получены для трубных пучков с двумя разными видами отверстий для истечения паровой фазы: щелевое отверстие 13х1 мм и круглое отверстие диаметром 4 мм. Обработка и анализ результатов позволили сделать вывод о том, что при попадании пароводяной смеси в контур ТЖМТ происходит утонение оксидных покрытий в зависимости от места расположения трубки в пучке и от формы отверстия истечения. Происходит заметное уменьшение микротвёрдости (на 49 HV для трубного пучка с круглым отверстием истечения и на 23 HV для трубного пучка с прямоугольным отверстием истечения), что проявляется сильнее при приближении к отверстию истечения и зависит от ориентации поверхности трубки, на которую попадает смесь, относительно неплотности. Полученные данные рекомендуется использовать при оценке последствий большой течи парогенератора горизонтального исполнения в установках с ТЖМТ.

1. Chauthwani G.C. and Kannan U. Development of Computer Code IGDC for Generation and Depletion of Fission Products and Actinides in Pressure Tube Type Heavy Water Reactors (PT-HWRs) Using Klopfenstien-Shampine Numerical Differentiation Formula (NDF) // Nuclear Engineering and De-sign. — 2019 (341), 220—238. doi:10.1016/j.nu-cengdes.2018.11.006

2. Jeltsov Marti and Kudinov Pavel. Simulation of a Steam Bubble Transport in the Primary System of the Pool Type Lead Cooled Fast Reactors // Conference: The 14th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-14) 2011, Toronto, Ontario, Canada, September 25–29

3. Рачков В.И. [и др.] Анализ последствий крупной течи парогенератора в двухконтурной реакторной установке со свинцовым теплоносителем // Атомная энергия. —2021 (130), № 4, 183—188

4. Wang Gang. A Review of Research Progress in Heat Exchanger Tube Rupture Accident of Heavy Liquid Metal Cooled Reactors // Annals of Nuclear Energy. — 2017 (109), 1—8. 10.1016/j.anucene.2017.05.034

5. Gu Z., Wang G., Bai Y., Song Y., and Zhao Z. Preliminary Investigation on the Primary Heat Exchanger Lower Head Rupture Accident of Forced Circulation LBE-Cooled Fast Reactor // Annals of Nuclear Energy. — 2015 (81), 84—90. doi:10.1016/j.anucene.2015.03.018

6. Безносов А.В., Бокова Т.А., Новожилова О.О. [и др.] Экспериментальные исследования процессов, сопровождающих межконтурную неплотность парогенератора в эксплуатационно-безопасных пределах в РУ с ТЖМТ // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. — 2016, 154—162. 10.26583/npe.2016.2.15

7. Алексеев В.В., Орлова Е.А., Козлов Ф.А. [и др.] Расчетно-теоретический анализ процесса оксидирования стали в свинцовом теплоносителе // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерные константы. — 2010, № 1-2, 56—66

8. Иванов К.Д., Ниязов С.-А.С., Гурбич А.Ф. Результаты исследования начального этапа окисления аустенитной стали 12Х18Н10Т в водяном паре // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы. — 2019, № 1, 161—169. DOI 10.55176/2414-1038-2019-1-161-169