氧化和工质中添加剂对SA508钢CHF影响的实验研究

摘要

在核电事故中当堆芯熔融物落入反应堆压力容器(RPV)下封头时,如果实际热流密度超过RPV的临界热流密度(CHF),RPV将会被熔穿,造成事故的进一步扩大。为研究RPV在氧化条件下和有添加剂的工质中的CHF特性,采用池沸腾实验方法,以去离子水为工质,研究了RPV常用材料SA508钢经高温预氧化、7次池沸腾传热实验氧化后的CHF特性以及工质中添加剂对其CHF的影响。结果表明:在625℃下预氧化8 h后,SA508钢表面产生的较薄氧化层能增加传热面积、表面粗糙度和亲水性,从而提高CHF;随着池沸腾实验次数的增加,SA508钢表面的氧化腐蚀和颗粒沉积程度增加,CHF先增加后降低;0.4%硼酸(BA)、0.5%磷酸三钠(TSP)溶液和两者的混合溶液均有利于CHF的提升,但强化机理有所不同:BA会加速SA508钢表面的腐蚀并改善亲水性;TSP可降低表面张力使表面获得超亲水性;BA和TSP的混合溶液会形成一层沉积物使表面获得超亲水性。