锆合金包壳二次氢化破损模拟方法研究

• 作者: 马雁 张智鑫 陈嘉威
• 来源期刊: 核技术
• 学科: 工学
• 关键词: 锆包壳 二次氢脆 堆外模拟装置 氧化 氢化物
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 核能科学与工程|NUCLEAR ENERGY SCIENCE AND ENGINEERING
• 页码范围: 67-73
• 页数: 7页
• 分类号: TL99
• 语种: 中文
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2022.hjs.45.040602

摘要

压水堆燃料锆包壳管一旦出现破口,流入包壳内的水会在内外壁压差的作用下闪蒸为水蒸汽,在包壳管内壁引发锆水反应,使包壳管内壁由于大量吸氢而产生破损,称为二次氢脆.为了模拟压水堆一回路运行工况与锆包壳管的二次氢脆发生过程,通过理论强度计算与热工验证,自主设计锆合金包壳管二次氢脆实验堆外模拟装置,并针对ZIRLO合金包壳管开展双热源模拟实验.该装置实现了在一回路工况水平下的长期稳定运行,模拟结果显示ZIRLO合金管内外壁氧化并生成沿轴向自下而上浓度增加的氢化物.表明该装置解决了窄缝空间热分层现象带来的影响,可模拟包壳管二次氢脆过程中的一次破口失水、冷却水闪蒸及间隙蒸汽腐蚀行为,验证了该装置技术手段可行性.