液态铅铋合金固态氧控气动式质量交换器实验研究

来源：核动力工程杂志2025年第6期北京时间：

作者：杨朕, 吕海财, 周洪林, 刘芳, 邢维豪, 王升飞, 朱卉平, 梁瑞仙, 牛风雷

单位：华北电力大学核科学与工程学院，北京，102206；

摘要：铅铋合金系统中，氧浓度对结构材料的腐蚀速率有重要影响，通过动态调节液态铅铋合金中的氧浓度可以显著减缓其对不锈钢的腐蚀速率。固态氧控制技术被广泛认为是一种高效、快速且清洁的氧浓度调节手段，而目前针对装载固态PbO补氧源的质量交换器的设计及工作性能研究不足。本文研究了一种可控增氧的气动式质量交换器，并对该装置中的固态PbO氧传质特性进行了实验研究。通过改变铅铋合金温度、铅铋合金流速和反应接触面积等工况条件，获得了不同参数对固态PbO氧溶解速率的影响规律。实验结果表明，铅铋合金系统的氧浓度均可控制在合理区间内，验证了该新型固态氧控气动式质量交换器的增氧性能。本文研究对发展以铅铋合金为冷却剂的反应堆技术具有积极的推动作用。

关键词：铅铋合金, 固态氧控, 氧浓度, 气动式质量交换器, PbO

基金资助：国家重点研发计划（2022YFB1902503）；国家重大科研仪器研制项目（12027813）；河北省自然科学基金青年基金（A2023502011）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（2025MS058，2025MS061）