ОЧИСТКА КОНТУРА И ТЯЖЁЛОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

ОТ ПРИМЕСИ ОКСИДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩИМИ ГАЗОВЫМИ СМЕСЯМИ

 

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