Безносов А. В., Бокова Т. А., Давыдов Д. В., Пинаев С. С., Молодцов А. А.

Нижегородский Государственный Технический Университет

Наличие значительного количества примесей оксидов теплоносителя в виде отложений на поверхностях конструкционных материалов, на свободных поверхностях тяжёлого теплоносителя (Pb, Pb-Bi) и частиц примесей в объёме теплоносителя приведут к негативным последствиям. В качестве примера таких последствий можно привести: ухудшение теплообмена, увеличение гидравлического сопротивления, интенсификация коррозионно-эрозионных процессов, ухудшение ремонто-пригодности оборудования и контура и др. Длительная эксплуатация контура без указанной очистки может привести к таким имевшим место авариям как разрушение активной зоны энергетического реактора, появление непроходимости в трубопроводах и др.

Перед авторами была поставлена задача разработать научно-технические основы и технологию очистки реакторных контуров и тяжёлого жидкометаллического теплоносителя (ТЖМТ) в установках с баковой компоновкой.

Для отработки на начальном этапе был выбран метод ввода газа в ТЖМТ через сопловые насадки из баллонов или из компрессора с дроблением газовой фазы в сопловом насадке, а также турбулентными пульсациями и за счет других гидродинамических эффектов непосредственно в потоке ТЖМТ контура.

Для обоснованного выбора конструкции соплового насадка были проведены сравнительные испытания нескольких конструкций при изменяющихся газосодержаниях и средних скоростях потока на водяном стенде с подачей воздуха через насадок.

Проводились исследования структуры двухкомпонентного потока Pb-Bi-восстановительная газовая смесь (газ – аргон, гелий, смесь Ar+H₂, He+H₂).

Проводились испытания по очистке имитаторов тепловыделяющей сборки (ТВС), забитых оксидами Pb.

По результатам всех проведённых исследований можно сделать следующие основные выводы:

- выбранные по результатам испытаний конструкции сопловых насадок обеспечивают эффективный ввод в ТЖМТ газа и начальное его дробление с распределением размеров газовых пузырей от долей миллиметров до одного-двух десятков миллиметров (большие размеры – вероятно за счет агломерации);

- испытанные метод и устройства очистки теплоносителя и контура ТЖМТ обеспечивают достаточную эффективность очистки от отложений оксидов теплоносителя реактора с баковой компоновкой;

- значение средней скорости всплытия пузырей газа, в свинце при ок.500⁰С, формируемых сопловым насадком, составила 0,13-0,3 м/с (на протяжённости всплытия 3,5 м);

- проведённые исследования показали возможность качественного и, с некоторой погрешностью, количественного моделирования двухкомпонентного потока