Безопасность парогенераторов натрий-вода - Некоторые особенности промежуточных течей

Как указывалось выше, течь с расходом, измеряемым несколькими или даже несколькими десятками граммов в секунду, относят к разряду промежуточных. Подобные течи в условиях парогенератора натрий- вода обычно соответствуют начальным разрушениям с эквивалентным диаметром от одного до нескольких миллиметров.
Накопленный к настоящему времени экспериментальный материал по промежуточным течам значительно уступает объему сведений по течам меньшего размера. Это объясняется трудностью осуществления и длительного поддержания условий рассматриваемого аварийного режима на экспериментальных стендах.
Промежуточные течи характеризуются следующими особенностями.
Во-первых, они не склонны к саморазвитию.
Во-вторых, именно в области промежуточных течей скорость коррозионно-эрозионного поражения материала теплообменных трубок, оказавшихся под воздействием продуктов реакции, достигает максимума, стабилизируется в некотором диапазоне течей и при дальнейшем увеличении течи начинает постепенно уменьшаться. Эта зависимость хорошо иллюстрируется рис. 3.6, где видно, что при расходе воды 5 г/с скорость разрушения как для стали типа 2,25 Cr lMo, так и для стали типа Х18Н8 наибольшая и далее с увеличением течи видна тенденция к ее уменьшению. В работе [31] приведены результаты исследования промежуточных течей в диапазоне расходов воды 0,3-30 г/с для условий испарителя АЭС БН-350 (рис. 3.10).
Наибольшая скорость разрушения стали 2,25 Cr lMo получена при расходах воды 2-3 г/с и равна 0,04 мм/с при температуре натрия 420—430 °C и расстоянии между трубками 12 мм. Замечено также характерное уменьшение скорости коррозионно-эрозионного износа с увеличением течи. Последнее можно объяснить следующим образом. При возрастании расхода воды в натрий образующийся газообразный водород вытесняет теплоноситель из зоны течи, тем самым перемещается и граница контакта реагентов.

Рис. 3.10. Скорость разрушения стали 2,25 CrlMo в области промежуточных течей воды в натрий Таким образом исключается длительное локальное воздействие продуктов в факеле реакции на материал теплообменной трубки, что характерно для устойчивого струйного истечения воды в натрий при малых течах, когда зона реакции ограничена объемом элементарной ячейки межтрубного пространства.
В-третьих, при промежуточных течах область разрушения материала не ограничивается поверхностью соседней с дефектной теплообменной трубки. В работах [30, 31] отмечается, что зона поражения может охватывать 6—10 или даже большее число трубок. Несмотря на то, что локальное поражение индивидуальной трубки (особенно в области течей, имеющих тенденцию к снижению скорости износа материала) может быть несколько меньшим по сравнению с малыми течами, в этом случае требуется тщательный анализ состояния материала элементов трубного пучка в зоне поражения на предмет определения их дальнейшей работоспособности.
В-четвертых, необходимо отметить, что именно для области промежуточных течей, где реализуются наиболее высокие скорости коррозионно-эрозионного износа материала в зоне взаимодействия натрия с водой, характерны наиболее жесткие требования к системам индикации течей и другим элементам системы защиты парогенератора в отношении их быстродействия.