Research into kinetics of the process of hydrogen removal with granulated copper oxide in the oxygen-free gas environment
Creators
- 1. A.I. Leypunsky Institute for Physics and Power Engineering, Obninsk (Russian Federation)
Description
To ensure standard and accident-free operation of heavy liquid metal cooled (HLMC) nuclear reactors of a new generation, it is necessary to solve the issues related to their technology. One of these issues consists in the necessity to remove hydrogen from the gas volume in the HLMC circulation circuit. Hydrogen is generated in the primary circuit as a result of some technological measures aimed at hydrogen removal from the circuit, as well as in case of normal operation violations related to steam generator leaks. Hydrogen safety is one of the main reasons why it is required to remove hydrogen from the cover gas of the primary circuit of HLMC reactors. In case of a beyond-design-basis accident with primary circuit depressurization, there is a probability of air gaseous oxygen ingress into the circuit and formation of the explosive mixture. Therefore, the hydrogen concentration value in the cover gas is normalized. The specific feature of the cover gas in the HLMC reactor primary circuit consists in the fact that it does not contain any oxygen, and in view of that, any application of the currently existing methods and devices for hydrogen removal (catalytic hydrogen recombiners, igniters with an electric heater), used at the NPPs in operation, does not seem possible. As of today, the most promising method to remove hydrogen from the oxygen-free gas environment is the process of hydrogen removal (elimination) by means of a solid oxidizer with the possibility of its recovery. Various metal oxides are considered as solid oxidizers. The paper presents the technique and results of the research into kinetics of the hydrogen removal process in the oxygen-free environment by means of granulated copper oxide, that allow the conclusion to be made about the process application potential, with the use of copper oxide as a filler for a hydrogen igniter.
Abstract (Russian)
Для обеспечения штатной и безаварийной эксплуатации ядерных реакторов нового поколения с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями (ТЖМТ) необходимо решение вопросов, касающихся их технологии. Одним из таких вопросов, является необходимость удаления водорода из газового объема контуров циркуляции ТЖМТ, который образуется в первом контуре в результате проведения технологического мероприятия по водородной очистке контура и в случаях нарушения нормальной эксплуатации, связанных с течами парогенераторов. Одной из главных причин необходимости удаления водорода из защитного газа первого контура реакторных установок с ТЖМТ является водородная безопасность. При запроектной аварии с разгерметизацией первого контура существует вероятность попадания в контур газообразного кислорода воздуха и образования «гремучей смеси». Поэтому концентрация водорода в защитном газе нормируется. Особенностью защитного газа первого контура РУ с ТЖМТ является то, что в нем отсутствует кислород, в связи с чем использование существующих методов и устройств удаления водорода (каталитических рекомбинаторов, дожигателей с электрическим нагревателем), применяемых на действующих АЭС, не представляется возможным. На данный момент наиболее перспективным методом удаления водорода из бескислородной газовой среды является процесс удаления (дожигания) водорода твердым окислителем с возможностью его регенерации. В качестве твердых окислителей рассматриваются различные оксиды металлов. В настоящей работе представлены методика и результаты исследований кинетики процесса удаления водорода с помощью гранулированного оксида меди в бескислородной среде, позволяющие сделать вывод о перспективах его использования в качестве наполнителя дожигателя водорода.Additional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Исследование кинетики процесса удаления водорода с помощью гранулированного оксида меди в бескислородной газовой среде
Publishing Information
- Journal Title
- Voprosy Atomnoj Nauki i Tekhniki. Seriya: Yaderno-Reaktornye Konstanty
- Journal Issue
- no.4
- Journal Page Range
- p. 146-157
- ISSN
- 2414-1038
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 55106215
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
- Descriptors DEI
- AFTERBURNERS; COPPER OXIDES; HEAVY METALS; HYDROGEN; KINETICS; LIQUID METALS; NUCLEAR POWER PLANTS; REMOVAL
- Descriptors DEC
- CHALCOGENIDES; COPPER COMPOUNDS; ELEMENTS; EQUIPMENT; FLUIDS; LIQUIDS; METALS; NONMETALS; NUCLEAR FACILITIES; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; POLLUTION CONTROL EQUIPMENT; POWER PLANTS; THERMAL POWER PLANTS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS
Optional Information
- Notes
- 15 refs., 8 figs., 1 tab.