高溫氣冷堆冷卻劑雜質(zhì)對高溫合金材料高溫性能影響的研究模型分析
發(fā)布時間:2021-07-22 12:51
高溫氣冷堆一回路冷卻劑中含有的少量CO、H2、H2O、CH4等雜質(zhì),這些雜質(zhì)對高溫堆蒸汽發(fā)生器用高溫合金的高溫性能有重要影響。國外在超高溫運行工況下冷卻劑雜質(zhì)對高溫合金材料性能的影響方面開展了大量研究,由于研究過程中對試驗氦氣中痕量的雜質(zhì)含量控制十分困難,致使相關(guān)的研究成果分布比較分散,需要對相關(guān)的研究模型進行歸納和分析。高溫鎳鉻合金中的鉻是被氧化的主要合金元素,而保護性Cr2O3層的形成是合金是否被腐蝕的主要決定因素;鉻的穩(wěn)定相圖模型和氣體組成三元相圖模型是兩種被廣泛應(yīng)用的理論模型。本文對鉻的這兩種理論模型研究方法及其應(yīng)用情況進行比較和分析。
【文章來源】:核技術(shù). 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
鉻的穩(wěn)定相圖
高溫堆HTR-10、HTR-PM和HTTR一回路冷卻劑雜質(zhì)均采用限值管理,具體雜質(zhì)限值如表2所示。本文依據(jù)HTR-10、HTR-PM和HTTR三種高溫堆雜質(zhì)限值數(shù)據(jù)來計算冷卻劑氦氣的氧分壓和碳活度,基于Inconel617合金950℃的鉻的穩(wěn)定相圖模型,確定其在相圖中的位置,具體如圖2所示。圖2表明,對于三種高溫堆,若在雜質(zhì)限值配比下,冷卻劑氦氣均可以使Inconel617合金在950℃下形成完整的保護性氧化膜。3.2 氣體組成三元相圖模型
在這個模型里,圖3中的一個點代表一個特定的氣體組成。一條平行于某個角對應(yīng)三角形的邊的直線表示該角雜質(zhì)的絕對分壓相同。繞一個角旋轉(zhuǎn)的直線表示另外兩種雜質(zhì)的分壓比相同。即L1線代表抑制“微氣候反應(yīng)”所需的最低CO的濃度;L2、L7和L5線代表合金發(fā)生氧化或嚴重滲碳的臨界CH4/H2O值;L4和L6線代表合金發(fā)生氧化或脫碳的臨界CO/H2O值;而L3線則代表合金能否發(fā)生氧化的臨界H2O值。這些邊界的臨界值一般通過試驗和理論計算可以得到。如此7條邊界線將氣體組成三元相圖劃分為6個區(qū)域,而位于b區(qū)中的氣體環(huán)境是最利于合金高溫性能的。3.2.2 氣體組成三元相圖模型應(yīng)用
【參考文獻】:
期刊論文
[1]我國高溫氣冷堆發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 張作義,吳宗鑫,王大中,童節(jié)娟. 中國工程科學(xué). 2019(01)
[2]10MW高溫氣冷堆一回路氦氣品質(zhì)研究[J]. 朱江,李智慧. 原子能科學(xué)技術(shù). 2010(S1)
[3]氦氣雜質(zhì)對中間換熱器材料的影響初探[J]. 馬艷秀,楊小勇,葉萍,王捷. 原子能科學(xué)技術(shù). 2009(S2)
本文編號:3297188
【文章來源】:核技術(shù). 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
鉻的穩(wěn)定相圖
高溫堆HTR-10、HTR-PM和HTTR一回路冷卻劑雜質(zhì)均采用限值管理,具體雜質(zhì)限值如表2所示。本文依據(jù)HTR-10、HTR-PM和HTTR三種高溫堆雜質(zhì)限值數(shù)據(jù)來計算冷卻劑氦氣的氧分壓和碳活度,基于Inconel617合金950℃的鉻的穩(wěn)定相圖模型,確定其在相圖中的位置,具體如圖2所示。圖2表明,對于三種高溫堆,若在雜質(zhì)限值配比下,冷卻劑氦氣均可以使Inconel617合金在950℃下形成完整的保護性氧化膜。3.2 氣體組成三元相圖模型
在這個模型里,圖3中的一個點代表一個特定的氣體組成。一條平行于某個角對應(yīng)三角形的邊的直線表示該角雜質(zhì)的絕對分壓相同。繞一個角旋轉(zhuǎn)的直線表示另外兩種雜質(zhì)的分壓比相同。即L1線代表抑制“微氣候反應(yīng)”所需的最低CO的濃度;L2、L7和L5線代表合金發(fā)生氧化或嚴重滲碳的臨界CH4/H2O值;L4和L6線代表合金發(fā)生氧化或脫碳的臨界CO/H2O值;而L3線則代表合金能否發(fā)生氧化的臨界H2O值。這些邊界的臨界值一般通過試驗和理論計算可以得到。如此7條邊界線將氣體組成三元相圖劃分為6個區(qū)域,而位于b區(qū)中的氣體環(huán)境是最利于合金高溫性能的。3.2.2 氣體組成三元相圖模型應(yīng)用
【參考文獻】:
期刊論文
[1]我國高溫氣冷堆發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 張作義,吳宗鑫,王大中,童節(jié)娟. 中國工程科學(xué). 2019(01)
[2]10MW高溫氣冷堆一回路氦氣品質(zhì)研究[J]. 朱江,李智慧. 原子能科學(xué)技術(shù). 2010(S1)
[3]氦氣雜質(zhì)對中間換熱器材料的影響初探[J]. 馬艷秀,楊小勇,葉萍,王捷. 原子能科學(xué)技術(shù). 2009(S2)
本文編號:3297188
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