鉛鉍腐蝕反應釜

北京世紀森朗鉛鉍腐蝕反應釜，適用于鉛鉍熔液介質環境下材料的抗腐蝕性能測試。主要控氧、氫濃度、氬氣氛控制。鉛鉍腐蝕測試反應釜由承載框架、加載單元、控制系統、熔化釜、實驗釜、加熱系統、氣路控制系統、試驗軟件等組成。加載單元及釜蓋可電動升降，方便試樣的卸除與安裝。氣體控制系統實現抽真空、鉛鉍腐蝕測試反應釜充氬氣、趕氧、回路對接鼓氣等功能。實驗釜蓋留有抽真空、充氬氣、測溫、測液位等接口。

鉛鉍腐蝕測試反應釜，鉛鉍合金綜合試驗裝置TCTL，實驗釜、熔化釜、管路選用耐鉛鉍腐蝕的材質，采用電加熱方式，設置多點溫度檢測控制，保證整個鉛鉍回路的溫度。

鉛鉍腐蝕測試反應釜，鉛鉍合金(LBE)具有優良的中子學與物理化學性能,是核能系統鉛基快堆的候選冷卻劑材料,同時也是未來ADS系統重要的候選散裂靶材料和次臨界堆候選冷卻劑材料之一。但是,LBE自身氧化及其對結構材料腐蝕會影響系統的安全穩定運行,成為國際上備受關注的亟待解決的重要科學問題。為了深入開展LBE自身氧化行為以及LBE與材料相互作用效應的研究,研發一套控氧液態鉛鉍合金實驗裝置,并開展了裝置性能測試與實驗研究。主要研發內容與實驗結果:1.根據LBE介質的特性與實驗裝置要求,利用CFD數值仿真方法,分析了裝置結構對LBE流動的影響,并不斷優化參數,最終完成了控氧液態鉛鉍合金實驗裝置的設計與建設。該裝置主要由真空系統、儲料與給料系統、溫控系統、高溫屏蔽泵系統、流量測量系統、氧含量控制與測量系統以及材料實驗系統等構成,其總體技術指標為:LBE裝機容量約500 kg,LBE流量0~3 m~3/h,最高工作溫度600℃,氧含量范圍10~(-6) wt-ppm~飽和氧,真空度好于5×10~(-4) Pa,漏率優于5×10~-77 Pa·L/s,承受正壓≤0.6 MPa。2.成功研制了可用于600℃高溫LBE環境中的零泄漏屏蔽泵。該屏蔽泵采用了單級單吸離心泵的結構形式,利用CFD數值仿真方法對葉輪與泵室進行了優化設計,并將電機腔與泵室在結構上完全隔離。

關于世紀森朗鉛鉍腐蝕反應釜，液態鉛鉍合金(LBE)由于其良好的導熱性和化學惰性等優良性質在新型核反應堆以及加速器驅動的次臨界系統(ADS)中都有著廣泛的應用.但在中高溫情況下其對結構材料的嚴重腐蝕限制了其發展.研究液態鉛鉍合金腐蝕過程及其機理對液態鉛鉍合金反應堆的發展有重要意義.目前廣泛使用的腐蝕分析模型將三維對流擴散方程簡化為一維常微分方程進行解析求解,雖然計算效率高,但是精度較差.本文基于CFD方法,從三維的對流-傳質擴散方程出發,使用OpenFOAM開源軟件建立非等溫液態金屬閉合回路的腐蝕模型,對于回路中壁面處腐蝕和沉積的速率進行了模擬計算.結果驗證活性氧控技術具有良好的效果,可以顯著降低腐蝕和腐蝕產物的沉積速率.另外,對于幾個重要參數進行了敏感性分析,結果表明回路的腐蝕和沉積速率同管徑和管長呈現負相關關系,而與流速呈現正相關關系.