RU2550347C1 - Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде - Google Patents
Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550347C1 RU2550347C1 RU2014104479/07A RU2014104479A RU2550347C1 RU 2550347 C1 RU2550347 C1 RU 2550347C1 RU 2014104479/07 A RU2014104479/07 A RU 2014104479/07A RU 2014104479 A RU2014104479 A RU 2014104479A RU 2550347 C1 RU2550347 C1 RU 2550347C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- samples
- water
- zirconium alloys
- water medium
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности, к испытаниям на коррозионную стойкость и водородостойкость циркониевых сплавов, разрабатываемых и используемых в качестве материалов элементов активной зоны легководных ядерных реакторов, в условиях, приближенных к реакторным. В заявленном способе в процессе выдержки образцов циркониевых сплавов в пароводяной среде в температурном диапазоне активной зоны легководного реактора создают газоразрядную плазму в парах воды, после чего облучают образованными при этом положительно заряженными ионами водорода образцы путем подачи на них отрицательного электрического потенциала относительно плазмы. Техническим результатом является приближение условий испытаний образцов циркониевых сплавов в пароводяной среде к условиям активной зоны легководного реактора, что позволяет повысить достоверность прогнозируемой картины поведения исследуемых циркониевых сплавов в активной зоне легководного реактора в процессе его работы, составленной на основе результатов данных испытаний. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к испытаниям на коррозионную стойкость и водородостойкость циркониевых сплавов, разрабатываемых и используемых в качестве материалов элементов активной зоны легководных ядерных реакторов, в условиях, приближенных к реакторным. Изобретение может быть использовано для дореакторных испытаний циркониевых сплавов и для исследования процессов их взаимодействия с пароводяной средой в активной зоне легководного реактора, включая изучение захвата ионов водорода различных энергий и доз облучения в циркониевые сплавы в пароводяной среде при повышенной температуре и влияния ионного облучения на коррозию циркониевых сплавов в данной среде.
Известен способ коррозионно-термических испытаний длинномерных нефрагментированных ТВЭЛов, в том числе с оболочками из циркониевых сплавов (SU 1783383 A1, G01N 17/00, G01N 3/18), в котором участки испытуемого ТВЭЛа, помещенного в кварцевую камеру, подвергают воздействию нагрева, воды и водяного пара под давлением.
Данный способ характеризуется крайне низкой производительностью испытаний в связи с необходимостью последовательного проведения испытаний каждого ТВЭЛа в отдельности и невозможностью одновременного испытания образцов различных циркониевых сплавов. Кроме того, способ характеризуется неоправданно большим расходом дорогостоящих материалов ТВЭЛов.
Наиболее близким к изобретению является способ определения коррозионной стойкости циркониевых сплавов для ядерных реакторов (JPH 01250736 A, G01N 17/00, G21C 17/06). Способ заключается в нагреве и выдержке образцов из циркониевых сплавов в пароводяной среде в различных температурных режимах: при температуре в диапазоне 300-400°C - температурном диапазоне активной зоны легководного ядерного реактора; при температуре в диапазоне 490-530°C для ускоренного определения склонности циркониевого сплава к нодулярной коррозии.
Общим недостатком обоих способов-аналогов является то, что они не позволяют достаточно полно моделировать процессы воздействия агрессивной среды на циркониевые сплавы в активной зоне реактора, поскольку не включают в себя воздействие на циркониевые сплавы ионов водорода, которое происходит в процессе работы реактора за счет частиц, рождающихся в результате радиолиза воды.
Данный недостаток существенно уменьшает возможность использования получаемой данным способом информации для выработки заключений о поведении исследуемых циркониевых сплавов в активной зоне легководного реактора в процессе его работы.
Техническим результатом изобретения является приближение условий испытаний образцов циркониевых сплавов в пароводяной среде к условиям активной зоны легководного реактора, что позволяет повысить достоверность прогнозируемой картины поведения исследуемых циркониевых сплавов в активной зоне легководного реактора в процессе его работы, составленной на основе результатов данных испытаний.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем в себя выдержку образцов циркониевых сплавов в пароводяной среде в температурном диапазоне активной зоны легководного реактора, согласно изобретению, в процессе выдержки образцов в пароводяной среде создают газоразрядную плазму в парах воды, после чего облучают образованными при этом положительно заряженными ионами водорода образцы путем подачи на них отрицательного электрического потенциала относительно плазмы.
В частном случае, для обеспечения возможности равномерного по поверхности и контролируемого по интенсивности облучения образцов ионами водорода образцы облучают положительно заряженными ионами водорода плазмы тлеющего разряда в парах воды. В режиме диффузного горения тлеющий разряд позволяет получить равномерно распределенную плотность тока положительных ионов по поверхности электрода, находящегося под отрицательным электрическим потенциалом относительно плазмы.
В частном случае облучения образцов положительно заряженными ионами водорода плазмы тлеющего разряда в парах воды для обеспечения стабильного диффузного горения тлеющего разряда в процессе облучения образцов в пароводяной среде создают турбулентные потоки пара. Создание турбулентного потока пара в области разряда приводит к интенсификации конвективного теплообмена, что позволяет предотвратить развитие тепловых неустойчивостей в плазме и за счет этого исключить возможность возникновения искровых пробоев, превращающих процесс облучения в неконтролируемый.
Пример конкретной реализации способа
На фиг.1 представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа, где 1 - испытательная камера, 2 - бойлер с водой, 3 - перегреватель пара, 4 - конденсатор пара, 5 - исследуемые образцы циркониевых сплавов, 6 - анод, 7 - термопарный датчик температуры.
Способ реализуется следующим образом. Образцы 5 сплава Э110 помещают в испытательную камеру 1. В бойлере 2 нагревают воду до температуры кипения. Пар при температуре 100°С поступает в испытательную камеру 1. В испытательной камере 1 пар нагревают до температуры 400°C с помощью перегревателя пара 3. Температуру пара в испытательной камере 1 контролируют с помощью термопарного датчика 7. Давление пара в испытательной камере 1 близко к атмосферному. Между образцами 5, являющимися катодами, и анодом 6, расположенными на расстоянии 0.5 см друг от друга, подают разность потенциалов, равную 15 кВ. В результате происходит пробой газового промежутка между ними и образование в нем плазмы тлеющего разряда в парах воды. Образцы 5, являясь катодами, находятся под отрицательным потенциалом относительно плазмы и облучаются положительно заряженными ионами водорода. Ток разряда ~7-8 мА, плотность потока ионов на образцы ~2×1016 см-2 сек-1. За время облучения 15 мин набирается доза облучения, равная 1.7×1019 см-2, что соответствует расчетной дозе облучения быстрыми протонами деталей в активной зоне легководного реактора при флюенсе нейтронов 1022 см-2. Перегретый пар, проходя через испытательную камеру 1, попадает в конденсатор пара 4 - участок трубопровода, охлаждаемый водой. В конденсаторе пара 4 пар охлаждается, конденсируется и образовавшаяся вода стекает обратно в бойлер, замыкая тем самым пароводяной цикл.
Таким образом, из вышеуказанного следует, что предлагаемый способ позволяет приблизить условия испытаний образцов циркониевых сплавов в пароводяной среде к условиям активной зоны легководного реактора, поскольку включает в себя облучение циркониевых сплавов ионами водорода, которое происходит в процессе работы реактора за счет частиц, рождающихся в результате радиолиза воды. Тем самым, использование данного способа позволяет повысить достоверность прогнозируемой картины поведения исследуемых циркониевых сплавов в активной зоне легководного реактора в процессе его работы, составленной на основе результатов внереакторных испытаний.
Claims (3)
1. Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде, включающий в себя выдержку образцов циркониевых сплавов в пароводяной среде в температурном диапазоне активной зоны легководного реактора, отличающийся тем, что в процессе выдержки образцов в пароводяной среде создают газоразрядную плазму в парах воды, после чего облучают образованными при этом положительно заряженными ионами водорода образцы путем подачи на них отрицательного электрического потенциала относительно плазмы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образцы облучают положительно заряженными ионами водорода плазмы тлеющего разряда в парах воды.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе облучения образцов положительно заряженными ионами водорода плазмы тлеющего разряда в пароводяной среде создают турбулентные потоки пара.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104479/07A RU2550347C1 (ru) | 2014-02-07 | 2014-02-07 | Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104479/07A RU2550347C1 (ru) | 2014-02-07 | 2014-02-07 | Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2550347C1 true RU2550347C1 (ru) | 2015-05-10 |
Family
ID=53293940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014104479/07A RU2550347C1 (ru) | 2014-02-07 | 2014-02-07 | Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2550347C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01250736A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd | 原子炉用ジルコニウム合金の耐食性判定方法 |
SU1578607A1 (ru) * | 1988-06-13 | 1990-07-15 | Московский Инженерно-Физический Институт | Способ определени коррозионной стойкости циркони и его сплавов |
RU2036465C1 (ru) * | 1990-04-09 | 1995-05-27 | Свердловский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники | Способ определения склонности циркониевых сплавов к нодульной коррозии |
-
2014
- 2014-02-07 RU RU2014104479/07A patent/RU2550347C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01250736A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd | 原子炉用ジルコニウム合金の耐食性判定方法 |
SU1578607A1 (ru) * | 1988-06-13 | 1990-07-15 | Московский Инженерно-Физический Институт | Способ определени коррозионной стойкости циркони и его сплавов |
RU2036465C1 (ru) * | 1990-04-09 | 1995-05-27 | Свердловский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники | Способ определения склонности циркониевых сплавов к нодульной коррозии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Goyon et al. | Ultrafast probing of magnetic field growth inside a laser-driven solenoid | |
Toigo et al. | The ITER neutral beam test facility towards SPIDER operation | |
Koch et al. | Experimental measurements of deep directional columnar heating by laser-generated relativistic electrons at near-solid density | |
Smalyuk et al. | Role of Hot-Electron Preheating in the Compression of Direct-Drive Imploding Targets<? format?> with Cryogenic D 2 Ablators | |
Campbell et al. | Magnetic signatures of radiation-driven double ablation fronts | |
Shoshin et al. | Plasma-surface interaction during ITER type 1 ELMs: comparison of simulation with QSPA KH-50 and the GOL-3 facilities | |
JP2015045656A (ja) | 99mTc反応生成物を製造するための方法および装置 | |
Vala et al. | Rotating tritium target for intense 14-MeV neutron source | |
RU2550347C1 (ru) | Способ испытаний циркониевых сплавов в пароводяной среде | |
Rusby et al. | Escaping electrons from intense laser-solid interactions as a function of laser spot size | |
Liu et al. | Defect production and deuterium retention in quasi-homogeneously damaged tungsten | |
Petrie et al. | Miniature Fuel Irradiations in the High Flux Isotope Reactor | |
Stanley et al. | Advanced test reactor: A national scientific user facility | |
Yeh et al. | Coupled physics simulation of fracture in nuclear fuel pellets induced by resistive heating | |
Clausse et al. | Influence of the anode length on the neutron emission of a 50 J plasma focus: Modeling and experiment | |
Garkusha et al. | Plasma-surface interaction during ITER transient events: simulation with QSPA Kh-50 and GOL-3 facilities | |
Spencer et al. | Observations of fatigue crack behaviour in proton‐irradiated 304 stainless steel | |
Zayachuk et al. | Design of a planar probe diagnostic system for plasmatron VISIONI and its application for the study of deuterium retention in W–Ta alloys | |
Arenstam et al. | Testing of a pin beam dump prototype | |
Vermare et al. | Strong self-focusing of a 7.2 MeV electron beam striking an aluminized mylar target | |
Bakai et al. | Monitoring the flow rate of water in the Supercritical Convection Loop | |
Bradley et al. | Diagnostics and analysis of incident and vapor shield plasmas in PLADIS I, a coaxial deflagration gun for tokamak disruption simulation | |
Craciunescu et al. | NEUTRON ATTENUATOR PROTOTYPE TESTS ON THE PF1000 PLASMA FOCUS NEUTRON GENERATOR | |
Khripunov et al. | Study of the impact of steady-state plasma on radiation-damaged tungsten | |
Presura et al. | Megagauss magnetic fields for magnetized laser-plasma experiments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210208 |