ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ ВНУТРИКОНТУРНЫХ КОРРОЗИОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Гончаренко С.С. , Ерошков С.Н.

СПбГТИ (технический университет), г. Санкт-Петербург


Осаждение продуктов коррозии (ПК) на внутриконтурных теплопередающих поверхностях ядерных энергетических установок может привести к снижению эффективности и безопасности работы АЭС. Коррозионные отложения, в частности, вызывают разгерметизацию, разрушение оболочек тепловыделяющих элементов и образование течей реакторной воды в парогенераторных установках. Следствием этого является значительное ухудшение радиационной обстановки, рост дозовых нагрузок на персонал и выброс радионуклидов в окружающую среду. В данной работе предпринята попытка изучения процесса осаждения мелкодисперсных железооксидных и железогидроксидных модельных продуктов коррозии на греющих поверхностях теплообменого оборудования.

В первой серии экспериментов была установлена зависимость влияния концентрации ПК на интенсивность их отложения. Показано, что для различных режимов кипения (подкипание, развитое кипение) наблюдается линейный характер указанной зависимости.

Вторая серия экспериментов была посвящена определению роли теплового потока в образовании отложений. Установлено, что, как правило, увеличение теплового потока способствует росту отложений. В то же время следует отметить, что при увеличении теплового потока до некоторой предельной величины может измениться характер кипения теплоносителя на поверхности металла. При этом наблюдается снижение скорости осаждения ПК. В проведенных экспериментах отмеченный эффект наблюдается при достижении теплового потока 54,4 кВт/м2 При достижении такой тепловой нагрузки происходит переход от режима подкипания к развитому кипению и уменьшение скорости осаждения ПК на нагревателе.

Известно, что отложения во многом зависят от качества ведения водно-химического режима (ВХР). Одним из основных показателей ВХР является рН. В отдельной серии экспериментов изучено влияние рН на осаждение ПК и выявлено, что влияние этого фактора является чрезвычайно сильным. Так, при переходе от рН 4 к рН 8 скорость образования отложений снижается в 2,6 раза при тепловом потоке 54,4 кВт/м2 и в 2,8 раза при 32,6 кВт/м2. Отмечается также увеличение скорости отложения ПК при повышении рН с 10 до 11. С целью определения причин такого влияния рН на эффективность процесса осаждения были параллельно выполнены эксперименты по изучению электромиграционых (зарядовых) характеристик ПК при разных значениях рН. Установлено, что при рН < 7 и при рН > 11 преобладают положительно заряженные ПК, а в диапазоне рН 8-10 заряд ПК - преимущественно отрицательный. Выявлена корреляция между количеством положительно заряженных ПК и скоростью образования отложений. Экспериментально показано, что с помощью ряда технологических добавок в теплоноситель, влияющих на зарядовые характеристики ПК, возможно эффективное управление процессом осаждения ПК на греющих поверхностях, что в свою очередь, позволит снизить отложения в контурах ЯЭУ и, тем самым, повысить эффективность и безопасность ядерных энергетических установок.