Взаимодействие реакторных материалов с водяным паром и кислородом

Abstract

Проанализирована термодинамика процессов взаимодействия реакторных материалов (цирконий, железо, графит) с водяным паром. Показано (с учётом кинетических факторов), что участие кислорода в этих процессах приводит к экзотермическому характеру и резкому возрастанию интенсивности реакций, продуктом которых являются взрывоопасные газы, в первую очередь водород. Для уменьшения скорости протекания реакций с выделением водорода, уменьшения нагрева реактора и предотвращения опасности взрывов смеси водорода с кислородом предлагается обдувать газообразным азотом поверхность взаимодействия элементов реактора с водяным паром и кислородом воздуха.

Проаналізовано термодинаміку процесів взаємодії реакторних матеріалів (цирконій, залізо, графіт) з водяною парою. Показано (з урахуванням кінетичних факторів), що участь кисню в цих процесах призводить до екзотермічного характеру і різкого зростання інтенсивності реакцій, продуктом яких є вибухонебезпечні гази, в першу чергу водень. Для зменшення швидкості протікання реакцій з виділенням водню, зменшення нагрівання реактора і запобігання небезпеки вибухів суміші водню з киснем пропонується обдувати газоподібним азотом поверхню взаємодії елементів реактора з водяною парою і киснем повітря.

Thermodynamics of the interaction of reactor materials (zirconium, iron, graphite) with water vapor has been analyzed. Taking into account kinetic factors it was shown that participation of oxygen in these processes leads to exothermic nature and sharp increase in the intensity of reactions, the products of which are explosive gases, firstly hydrogen. To reduce the rate of reactions with hydrogen release, reactor heating, and prevent the danger of explosive mixtures of hydrogen and oxygen, it is offered to blow the surface of reactor interaction elements containing water vapor and oxygen by nitrogen gas.