ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ПЕРЕНОСА ВОДОРОДА В ЦИРКОНИЕВЫХ СПЛАВАХ
14 сентября 2018
234
| Предметная область | — |
| Выходные данные | — |
| Ключевые слова | — |
| Вид публикации | Статья |
| Контактные данные автора публикации | ШМАКОВ А.А.1, КАЛИН Б.А.1, АНАНЬИН В.М.1, СМИРНОВ Е.А. |
| Ссылка на публикацию в интернете | elibrary.ru/item.asp?id=22970163 |
Аннотация
ЖУРНАЛ:
ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Издательство: Издательский дом "Руда и металлы" (Москва)
ISSN: 0372-2929
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
ВОДОРОД, HYDROGEN, ЦИРКОНИЙ, СПЛАВЫ ЦИРКОНИЯ, ZIRCONIUM ALLOYS, ТЕРМОДИФФУЗИЯ, THERMAL DIFFUSION OF HYDROGEN, ТЕПЛОТА ПЕРЕНОСА, HEAT OF HYDROGEN TRANSPORT, ОБОЛОЧКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, FUEL CLADDING TUBES, ВОДООХЛАЖДАЕМЫЕ АТОМНЫЕ РЕАКТОРЫ, WATER-COOLED NUCLEAR REACTORS, ZIRCONIUM
АННОТАЦИЯ:
Низколегированные сплавы циркония являются основным материалом оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) водоохлаждаемых атомных реакторов. Взаимодействуя с теплоносителем по реакции Zr 2H2O → ZrO2 4H, циркониевые оболочки поглощают водород, который диффузионным путем накапливается на наиболее холодных участках изделий и провоцирует их локальное охрупчивание и разрушение. В настоящей работе проанализированы литературные данные о теплоте переноса водорода Q* в реакторных циркониевых материалах и показано, что опубликованные в 1960-1998 гг. экспериментальные значения Q* варьируют ся от 18,8 до 35,6 кДж/моль. При этом большинство из них соответствует значению 24 2 кДж/моль. Для экспериментального определения значений Q* в российских циркониевых сплавах и изделиях в настоящей работе использованы пластины из сплава Э110 (Zr - 1 % Nb), а также фрагменты оболочек твэлов ВВЭР из сплавов Э110М (Zr - 1 % Nb - 0,12 % O - 0,075 % (мас.) Fe) и Э635 (Zr - 1 % Nb - 1,2 % Sn - 0,3 % Fe - 0,08 % (мас.) O). Исходная однородная концентрация водорода в подготовленных образцах длиной 20 мм составляла от 0,0084 до 0,0150 % (мас.). Термодиффузионный отжиг образцов проводили на воздухе в течение 160 ч. Температура «горячего» и «холодного» края образцов составляла 773 и 673 К соответственно. Распре деление температуры вдоль образцов подчинялось линейному закону. После отжига образцы секционировали на фрагменты, содержание водорода в которых определяли, используя газоанализатор LECO RH-402. Обработка полученных экспериментальных точек позволила установить единое для всех испытанных образцов значение Q* = 23 1 кДж/моль. Результаты настоящей работы могут быть использованы для адекватного прогнозирования процессов перераспределения водорода в оболочках твэлов водоохлаждаемых атомных реакторов.
ПодробнееЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Издательство: Издательский дом "Руда и металлы" (Москва)
ISSN: 0372-2929
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
ВОДОРОД, HYDROGEN, ЦИРКОНИЙ, СПЛАВЫ ЦИРКОНИЯ, ZIRCONIUM ALLOYS, ТЕРМОДИФФУЗИЯ, THERMAL DIFFUSION OF HYDROGEN, ТЕПЛОТА ПЕРЕНОСА, HEAT OF HYDROGEN TRANSPORT, ОБОЛОЧКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, FUEL CLADDING TUBES, ВОДООХЛАЖДАЕМЫЕ АТОМНЫЕ РЕАКТОРЫ, WATER-COOLED NUCLEAR REACTORS, ZIRCONIUM
АННОТАЦИЯ:
Низколегированные сплавы циркония являются основным материалом оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) водоохлаждаемых атомных реакторов. Взаимодействуя с теплоносителем по реакции Zr 2H2O → ZrO2 4H, циркониевые оболочки поглощают водород, который диффузионным путем накапливается на наиболее холодных участках изделий и провоцирует их локальное охрупчивание и разрушение. В настоящей работе проанализированы литературные данные о теплоте переноса водорода Q* в реакторных циркониевых материалах и показано, что опубликованные в 1960-1998 гг. экспериментальные значения Q* варьируют ся от 18,8 до 35,6 кДж/моль. При этом большинство из них соответствует значению 24 2 кДж/моль. Для экспериментального определения значений Q* в российских циркониевых сплавах и изделиях в настоящей работе использованы пластины из сплава Э110 (Zr - 1 % Nb), а также фрагменты оболочек твэлов ВВЭР из сплавов Э110М (Zr - 1 % Nb - 0,12 % O - 0,075 % (мас.) Fe) и Э635 (Zr - 1 % Nb - 1,2 % Sn - 0,3 % Fe - 0,08 % (мас.) O). Исходная однородная концентрация водорода в подготовленных образцах длиной 20 мм составляла от 0,0084 до 0,0150 % (мас.). Термодиффузионный отжиг образцов проводили на воздухе в течение 160 ч. Температура «горячего» и «холодного» края образцов составляла 773 и 673 К соответственно. Распре деление температуры вдоль образцов подчинялось линейному закону. После отжига образцы секционировали на фрагменты, содержание водорода в которых определяли, используя газоанализатор LECO RH-402. Обработка полученных экспериментальных точек позволила установить единое для всех испытанных образцов значение Q* = 23 1 кДж/моль. Результаты настоящей работы могут быть использованы для адекватного прогнозирования процессов перераспределения водорода в оболочках твэлов водоохлаждаемых атомных реакторов.
Для того чтобы оставить комментарий необходимо авторизоваться.