Долговременная коррозия графита ВТГР с SiC покрытием

Аннотация

При создании казахстанского высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) будет использоваться разновидность топлива с улучшенным графитом и его градиентным защитным покрытием на основе карбида кремния (SiC). Поэтому, целью данной работы является определение скорости и особенности протекания длительной высокотемпературной коррозии реакторного графита и его SiC-покрытия при температуре 1200 К и давлении 200-250 кПа в гелии с примесью воды и кислорода в концентрациях, близких к нормальной работе ВТГР; разработка численной модели коррозионного эксперимента при конвекционном способе подачи рабочей смеси. В результате четыре последовательных этапов испытаний длительностью 30 дней каждый (общая длительность коррозии составила 120 дней) потери массы образцов чистого графита (без SiC-покрытия) составляют от 1,8 % до 10,4 % в зависимости от производителя. В целом средняя скорость коррозии незащищенного графита соответствует литературным данным. Применение SiC-покрытия поверх графитов снижает скорость коррозии образцов в 100-500 раз. Разработанная модель позволила описать как высокотемпературные процессы коррозии графита ВТГР так и динамику массопереноса всех газовых компонентов по всему объему установки за время эксперимента.

Литература

1 H. Ohashi, et al., Conf. Proc. The 3rd Intern. Conf. on advances in nuclear science and engineering 2011, Denpasar, Indonesia, November 14-17, 1448, 50-58 (2011-2012).

2 K. Sawa and S. Ueta, Nuclear Engineering and Design, 233, 163-172 (2004).

3 K. Minato and K. Fukuda, Response of fuel, fuel elements and gas-cooled reactor cores under accidental air or water ingress conditions: Proceedings of IAEA Technical Committee Meeting, IAEA-TECDOC-784, 86-91 (1995).

4 T. Nishihara, et al., JAEA Technology 2018–004, (2018).

5 Y. Chikhray, et al. ANS Proceedings. International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2016), Las Vegas, NV, November 6-10, 1, 572-577 (2016).

6 X. Yu, et al., Nuclear Engineering and Design, 238, 2230-2238 (2008).

7 C.I. Contescu, et al., Carbon, 127, 158-169 (2017).

8 J.J. Kane, et al., J. Nucl. Mater, 493, 343-367 (2017).

9 T. Takeda and M. Hishida, Int. J. Heat Mass Transf., 39 (3), 527-536 (1996).

10 A.C. Kadak and T. Zhai, Nucl. Eng. Des., 236, 587-602 (2006).

11 M.S. El-Genk and J.-M.P. Tournier, J. Nucl. Mater., 420 (1-3), 141-158 (2012).

12 E.S. Kim and H.C. No J. Nucl. Mater., 350, 96-100 (2006).

13 V.M. Gremyachkin, et al., Russ. J. Phys. Chem. B, 1-2, 543-546 (2008).

14 T. Uda, et al., Fusion Eng. Des., 29, 238-246 (1995).

15 Y.M. Ferng and C.W. Chi, Nucl. Eng. Des., 248, 55-65 (2012).

16 C. Contescu, Y. Lee, R. Mee, Oak Ridge National Laboratory Technical Report, ORNL/TM-2018/1057 (2019).

17 P.D. Neufeld, et al., J. Chem. Phys., 57, 1100-1102 (1972).

18 R.S. Brokaw Ind. Eng. Chem. Process, 8 (2), 240-253 (1969).

19 B.E. Poling, J.M. Prausnitz, J.P. O’Connell, The Properties of Gases and Liquids: Fifth Ed. (McGraw-Hill, 2001), 803 p.

20 P.L. Walker, F. Rusinko, L.G. Austin, Adv. Catal., 11, 133-221 (1959).

21 OpenFOAM, free open source CFD software.– URL: https://www.openfoam.com (request date 15.04.2022).
Как цитировать
ZAURBEKOVA, Zh.A. et al. Долговременная коррозия графита ВТГР с SiC покрытием. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), [S.l.], v. 81, n. 2, p. 41-52, june 2022. ISSN 2663-2276. Доступно на: <https://bph.kaznu.kz/index.php/zhuzhu/article/view/1595>. Дата доступа: 19 aug. 2022 doi: https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v81.i2.06.
Раздел
Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

Особенность: этот модуль требует, что бы был включен хотя бы один модуль статистики/отчетов. Если ваши модули статистики возвращают больше одной метрики, то пожалуйста также выберите главную метрику на странице настроек сайта администратором и/или на страницах настройки управляющего журналом.