高温氦气环境中石墨的水蒸气氧化特性模拟研究

在正常运行工况下高温气冷堆内石墨材料的氧化对石墨结构材料的服役时间有重要影响。主要介绍高温气冷堆燃料元件氦气孔道内石墨材料与水蒸气发生氧化反应的模拟。该模型使用COMSOL软件进行建模,采用k-ε模型模拟冷却剂的流动,使用Langmuir-Hinshelwood方程描述石墨与水蒸气的化学反应。使用该模型计算了冷却剂管道温度分布为线性、水蒸气压力低于1 Pa的氧化情况。计算结果表明,在堆芯底部氧化主要发生在表面,石墨材料转化率高于8%的厚度约1 mm。