常压下ATF锆合金包壳Cr涂层表面饱和池式沸腾气泡行为实验研究

来源：核动力工程杂志2022年第5期北京时间：

作者：文青龙, 曾谢虎, 杜强, 陈志强, 张瑞谦, 杜沛南

单位：1.重庆大学能源与动力工程学院核工程与核技术系，重庆，400044；2.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，400044；3.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：铬（Cr）涂层锆合金包壳是最有前途的耐事故燃料（ATF）的新型包覆材料之一，对其表面的气泡动力学进行研究有助于评估是否具有更好的传热性能。在常压下的Cr涂层锆合金包壳池式沸腾实验装置中对不同工艺方法下制备的Cr涂层锆合金包壳进行实验，研究了粗糙度等表面状态对气泡产生、长大以及脱离等气泡行为的影响。结果表明，气泡接触角与Cr涂层表面粗糙度有关，粗糙度越大，表面气泡接触角越小；不同涂层工艺下制备的4种Cr涂层锆合金包壳样件表面的气泡脱离直径范围为1.256 ~1.446 mm，气泡脱离频率范围为29.99 ~50.97 Hz；气泡脱离直径与粗糙度呈负相关，脱离频率与粗糙度呈正相关；气泡脱离直径预测模型与实验数据之间的偏差为±6%，脱离频率预测模型与实验数据之间的偏差为±3%。

关键词：耐事故燃料（ATF）, 铬（Cr）涂层锆合金包壳, 气泡行为, 脱离直径, 脱离频率