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不锈钢管超临界水环境中均匀腐蚀性能研究
发布者:不锈钢管厂(www.rajekwesi.com) 发布时间:2019/8/4 阅读:386

 腐蚀问题是核反应堆的一项隐患,反应堆结构部件或材料的均匀腐蚀关系到材料失效的快慢,也关系到进入回路介质可能被活化的金属离子量、放射性剂量和放射性废物的数量。例如,堆内不锈钢管的均匀腐蚀,可引起放射性剂量增高;不锈钢管的腐蚀也常引起运行中的停堆故障;包壳的腐蚀,影响燃耗的提供;包壳与芯块的相互作用,影响燃料棒的安全服役。

 腐蚀分类方法很多,根据腐蚀形态,可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在核电站中,不锈钢管包壳材料的均匀腐蚀会导致两个后果:包壳产生表面膜和向冷却剂中释放金属Ni、Fe等阳离子。并且,表面膜的完整性和稳定性又将影响腐蚀产物的释放,以及影响应力腐蚀性能等。因此,表面膜的性能直接关系着不锈钢管包壳材料长期服役时的行为。在轻水反应堆中,包壳材料的均匀腐蚀是一回路冷却剂中腐蚀产物的主要来源,是导致放射性沿回路迁移的主要原因,但一般不决定燃料元件的寿命。而在超临界水冷堆中,燃料包壳材料的均匀腐蚀却成为制约超临界水冷堆寿命的因素,这与腐蚀生成的表面膜特点有关,例如膜的热导率、热膨胀率、粘附性等物理性质。
 
 在超临界水冷堆中,燃料包壳材料将在更高温度、更高压力、更高流速以及辐照等条件下服役,这些因素都会加速材料的均匀腐蚀速率。均匀腐蚀性能是超临界水冷堆候选材料的主要应用性能之一,均匀腐蚀性能也是超临界水冷堆部件材料的寿命限制因素。首先,超临界水冷堆的温度比外面环境工作温度要高,高温会升高材料的活性,使不锈钢管腐蚀速率增大,并影响腐蚀产物的释放、迁移和活化等;同时,由于为了更好的传热以及减少包壳对中子的不必要的吸收,冷却剂通道和包壳都设计得很薄,且整个寿期内的壁厚减少量要求不大于10%。因此,这样的条件和要求对不锈钢管的抗腐蚀性能要求非常苛刻。第二,超临界水冷堆的冷却剂流速较快,流动会加速材料的腐蚀。因为其为无水位和冷却剂循环的直接循环,进出口冷却热水温度远大于室内温度,基本安全的要求是保持堆芯的冷却剂的流量,而非装量。因此,燃料包壳材料的均匀腐蚀行为是超临界水冷堆研发首要关注的问题。

 

 
 

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