30. Причины возбуждения пароциркониевой реакции и ее последствия. (лк. Стр. 44)

Zr + 2H2O ZrO2 + 2H2 + Q

Реакция экзотермическая!!!

Q=6,53 МДж/кг (Zr)

Реакция начинается при 950 градусах цельсия, при температуре больше 1200 реакция становится самоподдерживающейся. При этих температурах молекулярный водород переходит в атомарный, взаимодействия атомарного водорода с металлом вызывает гидридное охрупчивание.

Экспериментально установлено, что за 10-12 мин толщина оболочки уменьшается на примерно 0,13 мм.

При протекании пароциркониевой реакции кол-во выделившегося тепла соизмеримо с остаточным тепловыделением подкритической РУ.

31. Натриевый пожар в технологическом помещении реактора на быстрых нейтронах.

В ЯР с жидкометаллическим теплоносителем, при проектной аварии разрыва трубопровода первого контура, теплоноситель попадает в аварийное помещение.

При потере жидкометаллического теплоносителя он попадает в аварийные помещения, которые могут быть двух типов.

Первый тип - помещение негазоизолировано от окружающей среды. Следствием этого является примерное постоянство парциального давления кислорода, т.е. =0,21. В этом случае удельная скорость выгорания натрия определяется только его температурой и аналитически описывается трехчленом второй степени:

V₀=

где Т – температура в , V₀ – в .

Второй тип — помещение газоизолировано, т.е. процесс горения натрия уменьшает долю кислорода в составе газа. Очевидно, скорость горения при этом будет уменьшаться. Считая в первом приближении такое уменьшение линейным, скорость горения можно определить следующим образом:

V=V₀(T) ,

где ; - коэффициент, определяемый из условия прекращения горения при снижении доли кислорода до =6%. В результате несложных выкладок можно получить, что

,

где - масса сгоревшего натрия.

При расчете температурных полей, формирующихся в процессе горения натрия, используется геометрический аналог системы, приведенный на рис.1.

Система нестационарных уравнений теплопроводности записывается для трех областей.

Для области I:

где - коэффициент температуропроводности, с(х,Т)-теплоемкость, - плотность.

Объемный источник тепловыделения q_V(x, Т) отличен от нуля для координат х, находящихся между узлами расчетной сетки N₃ и N₄ (слой горящего натрия Na^* ). Координаты x₃ и x₄ перемещаются со скоростью , определяемой скоростью горения натрия. Значения а, с и соответствуют параметрам Na₂O для координат х, находящихся между узлами N и N₄, параметрам стали для координат, находящихся между узлами N₂ и N₁ и параметрам Na-между узлами N₄ и N₂.

Рисунок 1

Для области II имеет место уравнение:

где а - коэффициент температуропроводности бетона.

Для области III имеет место уравнение:

, где а - коэффициент температуропроводности воздуха.