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锆合金燃料包壳表面积垢行为与演化机制研究
2022-10-31  |          【 】【打印】【关闭

  压水堆(PWR)核电厂一回路压力边界材料服役于高温高压水环境中,部分腐蚀产物(金属离子和氧化物颗粒)会释放到一回路循环水中。在过冷泡核沸腾工况下,金属离子和氧化物颗粒会沉积在包壳表面形成污垢。污垢的存在降低了包壳的传热效率,增加热阻,提高表面温度,可能引起垢致局部腐蚀(CILC);多孔污垢中硼元素的富集可能导致垢致功率偏移(CIPS)或轴向偏移异常(AOA),影响反应堆运行的安全性与经济性。因此,研究燃料包壳表面污垢沉积行为、机制及控制因素,对提升核电厂的运行水平有重要意义。 

  中科院金属所核电材料腐蚀课题组在国家自然科学基金(52171085)、中广核研究院委托项目及辽宁省博士科研启动基金计划项目(2020-BS-005)的支持下,研究了锆合金燃料包壳表面的污垢沉积行为,发现污垢疏松多孔并具有典型的烟囱结构,当沉积介质中引入Fe3+时污垢的主要成分为Fe2O3,当同时引入Fe3+Ni2+时污垢的主要成分为NiFe2O4。污垢截面上观察到明显的硼元素富集,主要以LiBO2的形式存在。讨论并澄清了污垢的沉积与演化机制。研究结果近期已发表于Journal of Nuclear Materials5682022153899 

锆合金燃料包壳表面污垢沉积特征及演化过程

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