Publication: Исследования в обоснование усовершенствованного электрохимического датчика водорода в натрии
Дата
2026
Авторы
Алексеев, В. В.
Борисов, В. В.
Камаев, А. А.
Ганичев, Н. С.
Саванков, В. Г.
Journal Title
Известия вузов. Ядерная энергетика
Journal ISSN
Volume Title
Известия вузов. Ядерная энергетика
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
Контроль содержания водорода в натрии – одна из важных задач обеспечения безопасности при эксплуатации реакторной установки с реактором на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Своевременная индикация малой течи дает возможность обеспечения локализации аварии до разрушения трубок парогенератора. Ключевым элементом системы контроля содержания водорода является датчик, непрерывно измеряющий концентрацию водорода в натрии. Рассмотрена конструкция и принцип работы электрохимического датчика водорода в натрии. Предложено полуэмпирическое выражение для расчета ЭДС, учитывающее два коэффициента: k1, связанный с давлением паров воды в паровой камере, и k2, характеризующий отклонение от идеальности кислородного датчика. Экспериментальные данные показали значительный разброс значений k1, что подтверждает неполноту стабилизации паров воды. Небольшое различие в значениях коэффициентов k2 для разных блоков с электрохимическим датчиком обусловлено индивидуальными особенностями установленных на них электрохимических кислородных элементов. Рассмотрена усовершенствованная конструкция датчика с палладиевой мембраной, разделяющей паровую камеру и камеру с никелевой мембраной. Выполнены расчеты динамики изменения давления водорода в паровой камере для датчика с никелевой мембраной и его усовершенствованной модификации. Определено время достижения 67% от равновесного давления водорода при различных соотношениях объемов камер. Показано, что при объемах камер менее 1 мл и отношении площадей мембран S1/S2 < 20 использование палладиевой мембраны не приводит к снижению инерционности, но предотвращает окисление никелевой мембраны за счет блокировки паров воды. Результаты могут быть использованы для оптимизации конструкции ЭХДВ-Н в системах автоматической защиты парогенератора в составе РУ с реактором БН в целях снижения инерционности и увеличения срока службы датчиков.
Описание
Ключевые слова
Эмпирические коэффициенты , Термодинамическая активность , Система автоматической защиты парогенератора , Палладиевое покрытие , Парогенератор , Реактор БН , Пароводяная камера , ЭДС , Электрохимический датчик , Парциальное давление водорода , Никелевая мембрана , Электрод сравнения , Твердый электролит , Чувствительный элемент , Датчик кислорода в натрии , Датчик водорода в натрии
Цитирование
Алексеев В.В., Борисов В.В., Камаев А.А., Ганичев Н.С., Саванков В.Г. Исследования в обоснование усовершенствованного электрохимического датчика водорода в натрии. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2026. – № 2. – С. 70-82. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.2.05