НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Локально равновесная термодинамическая модель растворения хромистой шпинели в контакте с расплавом свинца-висмута

СПИСОК АВТОРОВ:
Дусман П.А., Колотинский Д.А.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Дусман Павел Александрович, Колотинский Даниил Александрович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2024107

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
7 июня 2024 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
13

ГОД:
2024

СТРАНИЦЫ:
36-45

РУБРИКА:
Проблемы энергетики

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
локальное равновесие; реактор на быстрых нейтронах; коррозия, термодинамика; диффузия; тяжёлый жидкометаллический теплоноситель

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 620.193.01, УДК  620.193.4, УДК 621.039.526

АННОТАЦИЯ:
В работе сформулирована физико-химическая модель для описания растворения хромистой шпинели в контакте со свинцово-висмутовым теплоносителем в различных условиях, характерных для первого охладительного контура реакторов на быстрых нейтронах.  Модель осно -вана на идее локального термодинамического равновесия вблизи поверхности хромистой шпинели. С ее помощью исследована скорость растворения хромистой шпинели для трех наборов концентраций примесей в теплоносителе.  При стандартных условиях работы первого охладительного контура и процессе водородной регенерации скорость растворения оказалась незначительной.  В~случае отсутствия примесей в теплоносителе скорость растворения достигла 50 микрометров в~год, что значительно превышает критические значения. Это подтверждает необходимость поддержания заданного уровня концентрации кислорода в теплоносителе, даже в случае предварительной пассивации стали. Исследовано влияние коэффициентов диффузии на скорость растворения, показано, что изменения в коэффициентах влияют на скорость, но не изменяют принципиального характера результатов.

TITLE:
Locally equilibrium thermodynamic model of chromium spinel dissolution in contact with lead-bismuth eutectic

AUTHORS:
Dusman P.A., Kolotinskii D.A.

KEYWORDS:
local equilibrium; fast reactor; corrosion, thermodynamics; diffusion; heavy liquid-metal coolant

ABSTRACT:
In this paper, a physico-chemical model is formulated to describe the dissolution of chromium spinel in contact with lead-bismuth coolant under various conditions characteristic of the first cooling circuit of fast reactors.  The model is based on the idea of local thermodynamic equilibrium near the surface of chromium spinel. It is used to study the dissolution rate of chromium spinel for three sets of impurity concentrations in the coolant.  Under standard operating conditions of the first cooling circuit and hydrogen regeneration process, the dissolution rate was found to be negligible.  In case of absence of impurities in the coolant, the dissolution rate reached 50 micrometers per year, which significantly exceeds the critical values. This confirms the necessity of maintaining a given level of oxygen concentration in the coolant, even in the case of preliminary passivation of steel. The influence of diffusion coefficients on the dissolution rate was investigated, showing that changes in the coefficients affect the rate, but do not change the fundamental nature of the results.