铅铋腐蚀反应釜

北京世纪森朗铅铋腐蚀反应釜，适用于铅铋熔液介质环境下材料的抗腐蚀性能测试。主要控氧、氢浓度、氩气氛控制。铅铋腐蚀测试反应釜由承载框架、加载单元、控制系统、熔化釜、实验釜、加热系统、气路控制系统、试验软件等组成。加载单元及釜盖可电动升降，方便试样的卸除与安装。气体控制系统实现抽真空、铅铋腐蚀测试反应釜充氩气、赶氧、回路对接鼓气等功能。实验釜盖留有抽真空、充氩气、测温、测液位等接口。

铅铋腐蚀测试反应釜，铅铋合金综合试验装置TCTL，实验釜、熔化釜、管路选用耐铅铋腐蚀的材质，采用电加热方式，设置多点温度检测控制，保证整个铅铋回路的温度。

铅铋腐蚀测试反应釜，铅铋合金(LBE)具有优良的中子学与物理化学性能,是核能系统铅基快堆的候选冷却剂材料,同时也是未来ADS系统重要的候选散裂靶材料和次临界堆候选冷却剂材料之一。但是,LBE自身氧化及其对结构材料腐蚀会影响系统的安全稳定运行,成为国际上备受关注的亟待解决的重要科学问题。为了深入开展LBE自身氧化行为以及LBE与材料相互作用效应的研究,研发一套控氧液态铅铋合金实验装置,并开展了装置性能测试与实验研究。主要研发内容与实验结果:1.根据LBE介质的特性与实验装置要求,利用CFD数值仿真方法,分析了装置结构对LBE流动的影响,并不断优化参数,最终完成了控氧液态铅铋合金实验装置的设计与建设。该装置主要由真空系统、储料与给料系统、温控系统、高温屏蔽泵系统、流量测量系统、氧含量控制与测量系统以及材料实验系统等构成,其总体技术指标为:LBE装机容量约500 kg,LBE流量0~3 m~3/h,最高工作温度600℃,氧含量范围10~(-6) wt-ppm~饱和氧,真空度好于5×10~(-4) Pa,漏率优于5×10~-77 Pa·L/s,承受正压≤0.6 MPa。2.成功研制了可用于600℃高温LBE环境中的零泄漏屏蔽泵。该屏蔽泵采用了单级单吸离心泵的结构形式,利用CFD数值仿真方法对叶轮与泵室进行了优化设计,并将电机腔与泵室在结构上完全隔离。

关于世纪森朗铅铋腐蚀反应釜，液态铅铋合金(LBE)由于其良好的导热性和化学惰性等优良性质在新型核反应堆以及加速器驱动的次临界系统(ADS)中都有着广泛的应用.但在中高温情况下其对结构材料的严重腐蚀限制了其发展.研究液态铅铋合金腐蚀过程及其机理对液态铅铋合金反应堆的发展有重要意义.目前广泛使用的腐蚀分析模型将三维对流扩散方程简化为一维常微分方程进行解析求解,虽然计算效率高,但是精度较差.本文基于CFD方法,从三维的对流-传质扩散方程出发,使用OpenFOAM开源软件建立非等温液态金属闭合回路的腐蚀模型,对于回路中壁面处腐蚀和沉积的速率进行了模拟计算.结果验证活性氧控技术具有良好的效果,可以显著降低腐蚀和腐蚀产物的沉积速率.另外,对于几个重要参数进行了敏感性分析,结果表明回路的腐蚀和沉积速率同管径和管长呈现负相关关系,而与流速呈现正相关关系.