Nouvelles de la société

État de la recherche sur les propriétés d'application de l'hydrure de zirconium

2022-09-17

Fu Xiaogang, Académie chinoise des sciences de l'énergie atomique, Pékin 102413

 

Résumé : L'hydrure de zirconium, en tant que matériau solide modéré, est largement utilisé dans les réacteurs chauds et rapides. Au cours du processus d'utilisation, le comportement de libération d'hydrogène de l'hydrure de zirconium à haute température et les performances d'irradiation neutronique ont été deux des questions de recherche les plus préoccupantes. Dans cet article, le diagramme de phase de l'hydrure de zirconium, le comportement de libération d'hydrogène à haute température et certains résultats de recherche sur la déformation dimensionnelle sous irradiation neutronique sont présentés. Le statut d'application de l'hydrure de 6-zirconium et de l'hydrure de E-zirconium avec une teneur en hydrogène différente est présenté.

 

L'hydrure de zirconium présente les avantages d'une teneur élevée en hydrogène, d'une petite section efficace d'absorption des neutrons et d'une température de service élevée. Il s'agit d'un des premiers matériaux modérés utilisés dans l'industrie nucléaire. À la fin des années 1950, le réacteur expérimental de transfert de chaleur n° 3 (HTRE-3) a utilisé avec succès l'hydrure de zirconium comme modérateur. L'hydrure de zirconium (ZrH), en tant que matériau modéré, est un composant important du réacteur de recherche TRIGA aux États-Unis. De plus, l'hydrure de zirconium est utilisé comme modérateur ou matériau de blindage pour les réacteurs spatiaux développés aux États-Unis, en Russie et en Chine. Le réacteur rapide KNK-II construit en Allemagne utilise de l'hydrure de zirconium comme matériau de blindage et a accumulé beaucoup d'expérience. À l'heure actuelle, l'hydrure de zirconium est également utilisé comme modérateur dans le réacteur rapide supercritique à eau légère conçu aux États-Unis et dans la grande centrale électrique à réacteur rapide conçue au Japon. Dans le processus d'application ci-dessus, la libération d'hydrogène à haute température de l'hydrure de zirconium et la déformation dimensionnelle sous irradiation neutronique ont toujours été les deux problèmes de recherche les plus préoccupants. C'est pour cette raison que les chercheurs de divers pays ont réalisé de nombreux travaux expérimentaux et obtenu des résultats précieux. 


Valeur.

1 Diagramme de phases de l'hydrure de zirconium

Zirconium hydride is generally prepared by placing zirconium metal in high-temperature hydrogen for a period of time. The phase diagram of zirconium hydride is shown in Figure 1. When the H/Zr ratio is 1.54~1.66, zirconium hydride is the six phases of fcc structure; When H/Zr ratio is between 1.67 and 1.69, zirconium hydride is a 6 - phase with fcc and fct structures; When H/Zr ratio is 1.70 1,95, l'hydrure de zirconium est la phase e de la structure fct. Dans le processus d'application et de recherche de l'hydrure de zirconium, de l'hydrure de 6-zirconium avec un rapport H/Zr proche de 1,6 etzirconium hydride with H/Zr ratio near 1.8 have accumulated the most test data. The United States and Japan tend to use 6-zirconium hydride with H/Zr ratio near 1.6, while Russia tends to use hydrure de zirconium de rapport H/Zr supérieur à 1,8.


2 Comportement de libération d'hydrogène de ju élevé

En termes de libération d'hydrogène à haute température, W. Wang et al. a donné l'expression o pour la pression de décomposition par saturation en hydrogène de l'hydrure de zirconium à 200~1000, comme le montre la formule suivante.


Where C is the H/Zr ratio. In order to ensure the reliability of zirconium hydride used in space reactors, Russia has conducted hydrogen release measurement tests. The results show that the hydrogen release of zirconium hydride after 10 years of operation below 650 ℃ does not exceed 2% ∞ 1. The hydrogen content of ZrHl. 87 and ZrHl. 91 irradiated by BN-600 was measured. The results showed that × The zirconium hydride after 1026n/m2 neutron irradiation has almost no loss of hydrogen content H. The US research in the supercritical light water fast reactor shows that the hydrogen content of zirconium hydride moderated module decreases by about 2.5% after 4 years of operation, which has little impact on the reactor operation.


3 Performances d'irradiation neutronique

En termes de recherche sur les performances d'irradiation, les données de déformation dimensionnelle de l'hydrure de zirconium après irradiation neutronique sont résumées dans le tableau 1.

 

Tableau 1 Déformation dimensionnelle de l'hydrure de zirconium après irradiation neutronique


En termes d'irradiation neutronique, Paetz. P et coll. a montré qu'après 1,15 × Après une irradiation neutronique de 1025n/in2, l'expansion volumique de l'hydrure de zirconium £ est de 0,5 %, tandis que celle de l'hydrure de 6-zirconium est pratiquement inchangée.

Du bois doit être installé et fixé sous le poteau, et des pierres doivent être placées en cas d'urgence pour garantir que le poteau de maintien ne tombera pas. Enfin, lors du levage du poteau, remplissez et protégez le poteau, ajustez le corps du poteau, vérifiez si la qualité est conforme aux normes une fois l'ensemble du processus terminé et évitez les poteaux inégaux et les fissures dans les poteaux.


4 Liens spécifiques au type d'installation de câblage

L'installation de câblage du projet de ligne électrique lOkV est divisée en trois parties : l'installation de câblage ordinaire, l'installation de fil de traction horizontal et l'installation de fil de traction en arc. Tout d'abord, lors de la préparation de l'installation du câblage ordinaire, il est nécessaire de sélectionner l'orientation appropriée de la tige de traction, l'orientation spécifique de la fosse de traction et de retester la position de traction. Lorsque vous tirez le moulinet de traction et creusez la fosse, faites attention au moulinet de traction et à la tige de traction, à la partie de connexion de la fosse de traction, et faites également attention au remplissage. La longueur du toron d'acier nécessaire à la préfabrication du hauban doit être calculée. La longueur doit être mesurée avec une règle avant de faire une marque. La ligne principale et la ligne de queue doivent être liées, et la pince et l'arceau du fil de hauban doivent être connectés. Lors de l'installation du cerceau, sa position doit être mesurée en fonction de la situation, une marque doit être faite et le cerceau doit être installé à l'endroit approprié. À ce stade, il convient de noter que la barre et la pince doivent être placées à l'endroit approprié pour garantir la bonne méthode d'installation. Pour l'installation d'un fil de type UT, retirez le tendeur de fil, ajustez le serre-fil, puis serrez le serre-fil, la barre et le toron en acier. Pour l'installation du hauban horizontal, une fois tous les préparatifs effectués, abaissez la bobine de fil et creusez la fosse selon la même méthode d'installation du câblage ordinaire. Une attention particulière doit être portée à la préfabrication des haubans. Le fil à plomb et la ligne horizontale réelle doivent être mesurés et 0,8 m doivent être ajoutés à cette fondation. De plus, il faut également préfabriquer le fil à plomb et la ligne horizontale, percer la barre d'acier et installer le cerceau à un endroit approprié. Lorsque le personnel installe le fil de hauban horizontal sur la tige de hauban, il doit faire attention à la protection de sécurité. Le personnel doit tirer le fil de maintien horizontal et installer la pince. Pour l'installation du hauban d'arc, sa méthode d'installation est similaire au processus d'installation du hauban ordinaire.


5. The conductor erection construction process of the lOkV power line project and the steps of the other process conductor erection construction processes shall first set out to make the wire tight, bind the insulator, and connect the downlead and lead wire. When paying off, set up the spool and pull the wire to the starting position of the line. Two methods can be used for paying off. One pulley is installed on the cross arm, and the wire is slowly placed in the pulley during paying off; Second, a certain length of wire is set out under the pole, and then it is lifted on the pole. After that, tie the chain block to the ground anchor or hang the tightener on the head end pole. At the end of the wire, install the wire clamp on the insulator or wire clamp, and then install the insulator. When binding the insulator, pay attention to the binding position of the linear pole wire, which needs to be bound twice. Then connect the downlead and lead wire, tension rod, corner rod and other special positions must be connected with the lead wire. In addition to the above mentioned processes, there are also some other construction processes for the lOkV power line project, such as the installation process of the step-down transformer, the installation process of the pole mounted transformer, and the construction and installation process of the pole mounted equipment grounding, which will not be described.

 

6. Conclusion

Le projet de ligne électrique lOkV est lié à la stabilité et à la sécurité de l'utilisation de l'électricité dans les villes et villages, ce qui nécessite qu'il soit plus systématique, scientifique et standardisé. Pour le secteur de l'électricité, toutes les étapes du processus de construction doivent être bien réalisées et supervisées, en particulier

La partie sur laquelle il est facile de commettre des erreurs devrait être plus prudente pour s'assurer qu'elle est plus standardisée et standard. Tous les types de processus de construction doivent être bien utilisés pour que le projet de ligne électrique lOkV serve mieux la population.




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