高温气冷堆冷却剂杂质对高温合金材料高温性能影响的研究模型分析

发布时间：2021-07-22 12:51

　　高温气冷堆一回路冷却剂中含有的少量CO、H₂、H₂O、CH₄等杂质,这些杂质对高温堆蒸汽发生器用高温合金的高温性能有重要影响。国外在超高温运行工况下冷却剂杂质对高温合金材料性能的影响方面开展了大量研究,由于研究过程中对试验氦气中痕量的杂质含量控制十分困难,致使相关的研究成果分布比较分散,需要对相关的研究模型进行归纳和分析。高温镍铬合金中的铬是被氧化的主要合金元素,而保护性Cr₂O₃层的形成是合金是否被腐蚀的主要决定因素;铬的稳定相图模型和气体组成三元相图模型是两种被广泛应用的理论模型。本文对铬的这两种理论模型研究方法及其应用情况进行比较和分析。 

【文章来源】：核技术. 2020,43(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

铬的稳定相图

高温堆HTR-10、HTR-PM和HTTR一回路冷却剂杂质均采用限值管理，具体杂质限值如表2所示。本文依据HTR-10、HTR-PM和HTTR三种高温堆杂质限值数据来计算冷却剂氦气的氧分压和碳活度，基于Inconel617合金950℃的铬的稳定相图模型，确定其在相图中的位置，具体如图2所示。图2表明，对于三种高温堆，若在杂质限值配比下，冷却剂氦气均可以使Inconel617合金在950℃下形成完整的保护性氧化膜。3.2 气体组成三元相图模型

在这个模型里，图3中的一个点代表一个特定的气体组成。一条平行于某个角对应三角形的边的直线表示该角杂质的绝对分压相同。绕一个角旋转的直线表示另外两种杂质的分压比相同。即L1线代表抑制“微气候反应”所需的最低CO的浓度；L2、L7和L5线代表合金发生氧化或严重渗碳的临界CH4/H2O值；L4和L6线代表合金发生氧化或脱碳的临界CO/H2O值；而L3线则代表合金能否发生氧化的临界H2O值。这些边界的临界值一般通过试验和理论计算可以得到。如此7条边界线将气体组成三元相图划分为6个区域，而位于b区中的气体环境是最利于合金高温性能的。3.2.2 气体组成三元相图模型应用

【参考文献】：
期刊论文
[1]我国高温气冷堆发展战略研究[J]. 张作义,吴宗鑫,王大中,童节娟.  中国工程科学. 2019(01)
[2]10MW高温气冷堆一回路氦气品质研究[J]. 朱江,李智慧.  原子能科学技术. 2010(S1)
[3]氦气杂质对中间换热器材料的影响初探[J]. 马艳秀,杨小勇,叶萍,王捷.  原子能科学技术. 2009(S2)



本文编号：3297188