Logo EMERG

OXYGEN CONTROL IN LEAD COOLED SYSTEMS VIA SOLID PHASE – PRELIMINARY TESTS FOR DEVELOPING PbO MASS ECHANGERS

Vol. 5, Issue 12, pp.76-86 (2019), DOI: 10.37410/EMERG.2019.12.08
Irina Paraschiv, Dorel Benga

Abstract

Metalele grele în stare lichidă, precum plumbul sau aliajul său Pb-Bi (LBE) sunt materiale candidate pentru a fi folosite drept agent de răcire al reactorilor nucleari de Generație IV. Una dintre cele mai importante probleme în utilizarea acestor materiale este menținerea unei concentrații optime de oxigen, astfel încât să se evite formarea unor oxizi nedoriți, care să influențeze coroziunea materialelor structurale. Se folosesc două metode pentru controlul concentrației de oxigen dizolvat: prima este metoda bazată pe echilibrul gaz-lichid iar cea de-a doua metodă este bazată pe disoluția PbO, în formă solidă. Cea din urmă metodă este cunoscută sub denumirea de “control în fază solidă cu schimbători de masă” și constă în disoluția controlată a unor compacte din PbO, plasate într-un vas special de reacție, prin care circulă agentul de răcire, compactele dizolvând astfel oxigenul, care este transportat mai departe în circuitul de răcire. Pentru această lucrare, au fost derulate studii tehnologice preliminarii, pentru dezvoltarea și stabilirea unei tehnologii în vederea obținerii unor compacte din PbO cu diferite geometrii, care să poată fi folosite drept schimbători de masă pentru controlul concentrației de oxigen. Metoda folosită pentru obținerea acestor compacte este bazată pe operațiile din tehnologia pulberilor ceramice. După diferite operații, au fost obținute compacte din PbO cu rezistență mecanică, în trei forme diferite: ovale, paralele și cilindrice, care au fost apoi caracterizate dimensional.

Heavy liquid metals such as lead or its alloy lead-bismuth eutectic (LBE) are candidate materials for the coolant agent of Generation IV nuclear reactors. One of the most important issue in using these materials is mantaining an optimum oxigen concentration, in order to avoid the formation of undesired oxides, thus influencing the corrosion of structural materials.
There are two methods used for controlling the concentration of dissolved oxygen: one based on the gas/liquid equilibrium between the cover gas and the liquid bulk when the liquid is below saturation and the other based on the dissolution of PbO, in solid form. The last method is known as „solid phase control with mass exchangers” and it consists in controlled dissolution of PbO compacts, placed in a special reaction vessel through which passes the coolant, compacts thus dissolving the oxygen, which is further transported in the cooling circuit, by the coolant agent.
In this paper, preliminary technological studies were carried out in order to develop and establish a technology for obtaining PbO compacts with different geometries, which can be used as mass exchangers for controlling the oxigen concentration. The method used for obtaining these compacts is based on the operations from ceramic powder technology. After different operations, PbO compacts with mechanical strength were obtained, in three different shapes: oval, parallelepiped and cylindrical, which were dimensionally characterized.

Keywords

mass exchangers, PbO, oxygen control, LBE

Read the article

Contact

Headquarters
Lacul Tei Bvd. #1-3, sector 2, 020371, Bucharest

emerg@cnr-cme.ro
secretariat@cnr-cme.ro
+40372.821.475
www.emerg.ro
ISSN 2668-7003
ISSN-L 2457-5011

See on Google Maps

© 2021 EMERG, All rights reserved.