大破口失水事故工况下碳化硅惰性氧化模型研究

作者：钱立波; 余红星; 孙玉发; 陈伟; 申亚欧

来源：原子能科学技术, 2019, 53(07): 1280-1287.

• 大破口失水事故
• 碳化硅
• 惰性氧化

与传统Zr包壳相比,SiC复合包壳具有更好的辐照稳定性、高温机械性能和抗氧化能力,可有效缓解事故进程,增加事故应对时间。在大破口失水事故工况下,SiC复合包壳会与低压高温水蒸气发生惰性氧化反应而持续损耗。SiC材料的惰性氧化反应分为两个过程:SiC抛物线型氧化过程和SiC表面氧化产生的SiO2的线性挥发过程。本文应用修正的Deal-Grove模型和传热/传质类比法研究SiC的抛物线型氧化速率和SiO2的线性挥发速率,并基于纯水蒸气环境下SiC氧化实验数据和SiO2线性挥发实验数据,获得了SiC抛物线型氧化速率常数模型和SiO2线性挥发速率常数模型。理论模型分析结果显示,在大破口失水事故后低压高温纯水蒸气氧化条件下,SiC材料的氧化速率常数较Zr合金低约2～3个数量级,导致SiC材料的损耗速率远低于传统Zr包壳的损耗速率。

• 单位
  中国核动力研究设计院