Отложения на теплопередающих поверхностях реакторов, в частности на оболочке твэлов, приводят к уменьшению коэффициента передачи и вследствие этого к повышению температуры оболочек, что может вызвать выход твэла из строя. Образование отложений находится в прямой зависимости от выноса продуктов коррозии, т. е. от поступления в реакторы с питательной водой загрязняющих веществ.
Причиной образования отложений являются физико-химические процессы, протекающие вблизи теплопередающей поверхности, в результате которых образуются твердые частицы.
Удовлетворительною объяснения данному явлению не найдено. Очевидно лишь, что при нейтральном водном режиме продукты коррозии, содержащиеся в воде в виде окислов различной степени дисперсности, вместе с водой проходят через активную зону реактора, не прикипая к оболочкам твэлов. В дальнейшем частицы, по-видимому, соединяются друг с другом, укрупняются и оседают в застойных зонах.
При аммиачно-гидразинном водном режиме вследствие радиолиза аммиака в присутствии кислорода образуется азотная кислота (см. § 5.1) с концентрацией до 1,5 мг/л. Это снижает значение pH при 300 °C примерно до 4,8. Кислота не нейтрализуется аммиаком, который при высокой температуре малодиссоциирован. Продукты коррозии частично взаимодействуют с азотной кислотой с образованием нитратов, которые гидролизуются по реакции
Fe (NO3)3 + ЗН2О Fe (ОН)3 + 3HNO3. (3.1)
Гидроокись железа в момент выделения является накипеобразователем. Максимальное осаждение продуктов коррозии происходит в зоне кипения.
С одной стороны, большая скорость циркуляционной воды за счет высокой турбулентности потока увеличивает частоту столкновений частиц со стенками и между собой, что может способствовать коагуляции и отложению частиц. С другой стороны, более высокая скорость потока может оказать эрозионное воздействие па отложения. Из этого следует, что должна существовать такая скорость потока, при которой скорость отложения максимальна. В действительности отмечено, что отложения происходят главным образом в местах со скоростью движения теплоносителя около 5—6 м/с.
Увеличение теплового потока однозначно приводит к росту отложений. Это наиболее наглядно проявляется в виде заметного увеличения количества отложений на оболочках твэлов в центре активной зоны по сравнению с количеством отложений на периферийных участках, где ниже уровень энерговыделения.
Наблюдается аналогичная зависимость и от плотности потока тепловых нейтронов. Замечено, что количество отложений при облучении примерно в 2 раза больше, чем при тех же условиях, но без облучения.
