практика 2013 / общие документы / ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В НАТРИИ

ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В НАТРИИ

Примеси в натрии действующего ядерного реактора можно подразделить на имевшиеся в исходном натрии и появившиеся в процессе эксплуатации установки как в нормальном режиме работы, так и при возникновении аварийных ситуаций и при проведении ремонтных работ. Примеси в исходном натрии зависят от применяемой технологии производства и используемого сырья.

В процессе монтажных и ремонтных работ на контурах установки поверхности оборудования и трубопроводов, контактирующие с натрием, загрязняются материалами, используемыми при проведении технологических операций, и в результате образования химических соединений при взаимодействии конструкционных материалов с воздухом. Такое взаимодействие особенно интенсивно идет при выполнении сварки сталей с последующим высокотемпературным отжигом. Недостаточно тщательно проведенная расконсервация оборудования и материалов, требующих в процессе хранения защиты от атмосферной коррозии, приводит к дополнительному загрязнению поверхности контуров.

При проведении работ в системе, в которой ранее уже находился натрий, неизбежны загрязнения продуктами взаимодействия остатков теплоносителя с воздухом. Основные загрязнения будут состоять из гидроксида и карбоната натрия. Толщина пленки натрия, остающейся на поверхности оборудования после дренирования теплоносителя, составляет 5-10 мкм, и её взаимодействие с воздухом заканчивается за 10 мин.

Основными источниками примесей в процессе эксплуатации являются: защитный газ, конструкционные материалы, продукты ядерных реакций и осколки деления, проникновение примесей за счет диффузии и через имеющиеся неплотности.

Примеси из конструкционных материалов поступают за счет коррозии, взаимодействия натрия с газами, адсорбированными поверхностями, и с оксидными пленками. Происходит также выделение примесей, растворенных в металле, и селективное растворение отдельных химических элементов, входящих в состав стали.

Количество газа, адсорбированное поверхностью металла, невелико и для кислорода и других газов, по оценке, может составлять 5*10^-4 г/м².

Количество кислорода, которое может поступить в натрий в результате восстановления оксидных пленок на нержавеющей стали, оценивается в 3*10^-3 г/м².

Основными примесями, поступающими в натрий из сталей Х18Н10Т и 1Х2М, являются водород в количестве 4,4*10^-3 и 6,4*10^-3 г/кг соответственно (выделяется при температуре 400 ⁰С и выше за время около 20 часов) и кислород до 0,05 г/кг (выделяется из стали Х18Н10Т при температуре выше 500 ⁰С за время 1000 часов).

Источниками примесей углерода в контуре могут служить сталь, масла, попадающие из системы смазки центробежных насосов, графит из устройства очистки натрия от радиоактивного цезия.

Поток водорода из третьего контура за счет диффузии через теплопередающую поверхность парогенератора составляет величину приблизительно 1*10^—8 г/(м²*с).

При нарушении целостности трубок парогенератора в натрий второго контура попадает от нескольких килограммов до десятков килограммов воды.