Mechanické zkoušky za vysokých teplot v prostředí Pb-16Li

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26722445%3A_____%2F22%3AN0000108" target="_blank" >RIV/26722445:_____/22:N0000108 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://nuklearnispolecnost.cz/wp-content/uploads/2022/12/Jaderna-energetika-v-pracich-mlade-generace-%E2%80%93-2021-final.pdf" target="_blank" >https://nuklearnispolecnost.cz/wp-content/uploads/2022/12/Jaderna-energetika-v-pracich-mlade-generace-%E2%80%93-2021-final.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Mechanické zkoušky za vysokých teplot v prostředí Pb-16Li

Popis výsledku v původním jazyce

V rámci mezinárodního projektu EUROfusion se vyvíjí několik konceptů plodivého blanketu (breeding blanket) pro budoucí fúzní reaktor DEMO, které využívají eutektickou slitinu Pb-16Li. Tento tekutý kov má v blanketu několik funkcí, kterými jsou produkce tritia pro udržitelný palivový cyklus fúzní elektrárny, jeho transport z blanketu do systému určeného k vlastní extrakci tritia, odvod tepla generovaného v blanketu a stínění vakuové nádoby tokamaku. Jedním z konceptů blanketu vyvíjených v projektu EUROfusion je koncept nazvaný „Dual Coolant Lithium Lead“ (DCLL). Ke snížení tepelných ztrát v cirkulačním okruhu blanketu DCLL, k omezení prostupnosti (permeace) a tedy k redukci ztrát vyprodukovaného tritia a k elektrické izolaci slitiny Pb-16Li se stěnami okruhu slouží specifické izolační komponenty nazývané „flow channel inserts“ (FCI). Během postupného vývoje těchto komponent blanketu se přistoupilo k odstranění ochranné ocelové vrstvy u původně navržené struktury FCI ocel-keramika-ocel a přešlo se ke zjednodušené struktuře keramika-ocel. V tomto uspořádání je tudíž keramika přímo vystavena horkému tekutému kovu Pb-16Li. Náročné provozní podmínky při zvýšených teplotách až do 650 ◦C u pokročilého vysokoteplotního DCLL blanketu mohou vést k termomechanickému namáhání vedoucímu k selhání těchto komponent. Studium mechanického chování materiálu za zvýšených teplot a v přímém kontaktu s Pb-16Li je pro ověření FCI komponent zcela zásadní. Pro studium mechanických vlastností keramických materiálů vystavených koroznímu prostředí tekutých kovů za zvýšených teplot bylo v Centru výzkumu Řež s.r.o. navrženo nové experimentální zařízení. Materiálové vlastnosti jsou studovány metodou tříbodového ohybu. Vlastní mechanická zkouška probíhá v izolované zkušební komoře naplněné roztaveným Pb-16Li přivedeným z tavicí komory před zahájením vlastního testu. Specifikem prezentovaného zařízení je schopnost materiálového testování tří vzorků v rámci jednoho experimentu v prostředí Pb-16Li při teplotách do 650 ◦C.

Název v anglickém jazyce

Mechanical tests at high temperatures in a Pb-16Li environment

Popis výsledku anglicky

As part of the EUROfusion international project, several breeding blanket concepts are being developed for the future fusion reactor DEMO, which use the eutectic Pb-16Li alloy. This liquid metal has several functions in the blanket, which are the production of tritium for the sustainable fuel cycle of the fusion power plant, its transport from the blanket to the system intended for its own tritium extraction, the removal of the heat generated in the blanket and the shielding of the vacuum vessel of the tokamak. One of the blanket concepts developed in the EUROfusion project is a concept called "Dual Coolant Lithium Lead" (DCLL). Specific insulating components called "flow channel inserts" (FCI) serve to reduce heat losses in the circulation circuit of the DCLL blanket, to limit permeability (permeation) and therefore to reduce losses of produced tritium, and to electrically isolate the Pb-16Li alloy from the circuit walls. During the gradual development of these blanket components, the protective steel layer was removed from the originally designed steel-ceramic-steel FCI structure and a simplified ceramic-steel structure was switched to. In this arrangement, the ceramic is therefore directly exposed to the hot liquid metal Pb-16Li. The demanding operating conditions at elevated temperatures up to 650 ◦C for the advanced high-temperature DCLL blanket can lead to thermomechanical stress leading to failure of these components. The study of the mechanical behavior of the material at elevated temperatures and in direct contact with Pb-16Li is essential for the verification of FCI components. To study the mechanical properties of ceramic materials exposed to the corrosive environment of liquid metals at elevated temperatures, the Řež s.r.o. Research Center was designed a new experimental device. Material properties are studied by the three-point bending method. The actual mechanical test takes place in an isolated test chamber filled with molten Pb-16Li brought from the melting chamber before the actual test begins. A specific feature of the presented device is the capability of material testing of three samples within one experiment in a Pb-16Li environment at temperatures up to 650 ◦C.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20501 - Materials engineering

Projekt

<a href="/cs/project/8D15001" target="_blank" >8D15001: Project ID 633053 - EUROfusion</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název statě ve sborníku

Jaderná energetika v pracích mladé generace – 2021

ISBN

978-80-02-03002-7

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

6

Strana od-do

18-23

Název nakladatele

Česká nukleární společnost, z. s.

Místo vydání

Praha

Místo konání akce

Brno

Datum konání akce

22. 3. 2022

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—