способ очистки внутренней поверхности стального циркуляционного контура с жидкометаллическим теплоносителем на основе свинца

Формула изобретения

1. Способ очистки внутренней поверхности стального циркуляционного контура с жидкометаллическим теплоносителем на основе свинца, характеризующийся созданием в циркуляционном контуре двухфазного потока, причем двухфазный поток создают путем введения водорода в теплоноситель.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что водород вводят в смеси с инертным газом.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что водород вводят в смеси с парами воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетике, транспорте и ядерных технологиях.

Известен способ очистки внутренних поверхностей циркуляционных контуров. Известный способ заключается в создании в контуре двухфазного потока путем введения в жидкий теплоноситель газа. При движении двухфазного потока по контуру происходит механическая очистка поверхностей контура от отложений (Атомная энергия, т.57, вып.1, июль 1984, с.29).

Задача изобретения удалить отложения с внутренней поверхности стального циркуляционного контура с жидкометаллическим теплоносителем на основе свинца, но не повредить антикоррозионное покрытие на внутренней поверхности контура.

Задача решается тем, что способ очистки внутренней поверхности стального контура с жидкометаллическим теплоносителем на основе свинца характеризуется созданием в циркуляционном контуре двухфазного потока, причем двухфазный поток создают путем введения водорода в теплоноситель. Водород может вводиться как в чистом виде, так и в смеси с инертными газами, с парами воды либо в их комбинации.

Введение водорода в теплоноситель позволяет помимо механического воздействия на отложения осуществлять химическое взаимодействие отложений с водородом по реакции восстановления оксидов компонентов теплоносителя. Одновременное действие двух вышеуказанных факторов обеспечивает полное удаление отложений с внутренней поверхности контура. При этом конгломераты разрушаются, а их составляющие уносятся потоком теплоносителя с внутренней поверхности контура. Кроме того, водород восстанавливает оксиды компонентов теплоносителя, взвешенные в теплоносителе, что частично решает задачу удаления взвешенных в теплоносителе примесей. Введение в теплоноситель паров воды предотвращает восстановление оксидов конструкционных материалов, которые входят в состав антикоррозионного покрытия. Введение водорода в смеси с инертными газами позволяет повысить безопасность процесса.

Для доказательства промышленной применимости способа и достижения провозглашенного результата приводятся результаты следующих экспериментов. Образцы участков внутренних поверхностей с реальными отложениями на них, образовавшимися в процессе эксплуатации различных стальных циркуляционных контуров с жидкометаллическим теплоносителем, представляющим собой эвтектический сплав свинца и висмута (44,5% Pb и 55,5% Bi), были разбиты на шесть одинаковых серий. В каждой серии образцы отложений на них представляли собой плотные слои толщиной до 1 мм.

Первую серию образцов помещали внутрь циркуляционного контура с таким же теплоносителем. Устанавливали циркуляцию теплоносителя в контуре со скоростью 0,5 м/с при температуре 360^oC. С помощью эжектора в теплоноситель вводили газообразный аргон. При этом газосодержание в теплоносителе составляло 1,0 об. После 100 ч циркуляции образцы были извлечены из контура и проанализированы. Первоначальная толщина отложения на образцах существенно не изменилась.

После этого образцы были снова помещены в контур. Была установлена циркуляция теплоносителя со скоростью 0,5 м/с при температуре 360^oC. С помощью эжектора в теплоноситель вводили тройную газовую смесь следующего состава: водород 10 об. аргон 88 об. водяной пар 2 об. После истечения 50 ч циркуляции образцы были извлечены и проанализированы. Отложения удалены полностью. При этом антикоррозионные покрытия остались целы. Вышеприведенный эксперимент повторили со второй серией образцов при температуре 330^oC, а длительность его проведения была увеличена до 500 ч. Кроме того, в этом эксперименте в отличие от других осуществляли фильтрование теплоносителя. Анализ извлеченных после эксперимента образца показал, что отложения были удалены полностью, при этом антикоррозионные покрытия остались целы. Фильтрованием были извлечены из теплоносителя оксиды железа, хрома и никеля.

Условия экспериментов для шести серий образцов (совместно с вышеописанными) приведены в таблице. Результат экспериментов был одинаков: отложения удалены, антикоррозионные покрытия целы.