EDN: QJMZOQ
Авторы
Лебезов А.А., Морозов А.В., Сахипгареев А.Р., Шлёпкин А.С., Сошкина А.С.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Лебезов А.А. – генеральный директор.
Морозов А.В. – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-81-19; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Сахипгареев А.Р. — младший научный сотрудник.
Шлёпкин А.С. – младший научный сотрудник.
Сошкина А.С. – младший научный сотрудник.
Аннотация
Статья посвящена исследованию особенностей кристаллизации борной кислоты в активной зоне водо-водяных реакторов. Выполнен обзор отечественных и зарубежных публикаций, в которых представлены результаты изучения данного процесса, имеющего место в случае аварийного охлаждения реактора. Представлены результаты экспериментального исследования кристаллизации борной кислоты при параметрах характерных для реактора ВВЭР в случае аварии с разрывом главного циркуляционного трубопровода и длительной (до 72 часов) работой пассивных систем безопасности. Эксперименты проводились при давлении 0,2 и 0,3 МПа, начальная температура борного раствора соответствовала значениям на линии насыщения. Линейная плотность энерговыделения на поверхности имитаторов твэл составляла 70 Вт/м, что соответствует параметрам в реакторе через 72 часа после начала аварии. Приведено описание экспериментальной установки, использованной для визуального наблюдения за процессом кристаллизации борной кислоты. Описана методика проведения экспериментальных исследований. Получены результаты фотосъемки кристаллизации борной кислоты на поверхности имитаторов тепловыделяющих элементов, скорости ее осаждения и распределения в рабочем объеме при снижении температуры раствора и фиксированных исходных значениях концентрации кислоты (371 и 466 г/кг H2O). Показано, что отложения борной кислоты могут возникнуть в наиболее холодных областях активной зоны реактора ВВЭР. При этом образования отложений на обогреваемых поверхностях имитаторов твэл в экспериментах не наблюдалось.
Ключевые слова
ВВЭР, пассивные системы безопасности, тепломассообмен, борная кислота, кристаллизация
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Лебезов А.А., Кузина Ю.А., Морозов А.В. Применение борной кислоты в водоохлаждаемых реакторах. Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, вып. 2,с. 146–165.
- Morozov A.V., Remizov O.V. An experimental substantiation of the design functions imposed on the additional system for passively flooding the core of a VVER reactor. Thermal Engineering, 2012, vol. 59, no. 5, pp. 365–370.
- Efanov A.D., Kalyakin S.G., Morozov A.V., Remizov O.V., Tsyganok A.A., Generalov V.N., Berkovich V.M., Taranov G.S. Investigation of operation of VVER steam generator in condensation mode at the large-scale test rig. Proc. of the 16th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE16. Orlando, FL, 2008, pp. 793–799.
- Jacobson S. Some local dilution transients in a pressurized water reactor. LIUTEK-LIK-1989:11, Linköping Institute of Technology, Sweden, 1989.
- Пономаренко Г.Л., Быков М.А., Мохов В.А., Васильченко И.Н., Беркович В.Я., Щекин И.Г. Анализ наиболее значимых реактивностных аварий при модернизации РУ ВВЭР-1000. Труды 6-й международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», Подольск, 2009 (CD-ROM).
- Morozov A.V., Pityk A.V., Ragulin S.V., Sahipgareev A.R., Soshkina A.S., Shlepkin A.S. Effect of mass transfer processes on accumulation and crystallization of boric acid in WWER core in emergency cases. Journal of Physics: Conference Series, 2017, vol. 899, no. 9, p. 092010.
- Лебезов А.А., Морозов А.В., Сахипгареев А.Р., Шлепкин А.С. Исследование процессов растворимости в паре и капельного уноса борной кислоты при аварийных режимах АЭС с ВВЭР. Тезисы докладов XVI Международной конференции «Безопасность АЭС и подготовка кадров». Обнинск, 2023, c. 37–39.
- Морозов А.В., Питык А.В., Рагулин С.В., Сахипгареев А.Р., Сошкина А.С., Шлепкин А.С. Оценка влияния капельного уноса борной кислоты на ее накопление в реакторе ВВЭР в случае аварии. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2017, № 4, c. 72–82.
- Лебезов А.А., Морозов А.В., Сахипгареев А.Р., Шлепкин А.С. Экспериментальное исследование теплофизических свойств растворов борной кислоты с учетом особенностей водно-химического режима ВВЭР. Известия вузов. Физика, 2023, т. 66, № 11, с. 78–85.
- Гордон Б.Г. Лабораторные исследования выпаривания ортоборной кислоты. Тезисы докладов международного семинара «Теплофизика-90», 25–28 сентября 1990 г., Обнинск, с. 45.
- Балашов С.М., Виденеев Е.Н., Нигматулин Б.И. Влияние борной кислоты на теплогидравлические характеристики частично осушенной активной зоны. Теплоэнергетика, 1992, № 9, с. 43–47.
- Логвинов С.А., Безруков O.А., Драгунов Ю.Г. Экспериментальное обоснование теплогидравлической надежности реакторов ВВЭР. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 255 с.
- Tuunanen J., Tuomisto H., Raussi P. Experimental and analytical studies of boric acid concentrations in a VVER-440 reactor during the long-term cooling period of loss-of-coolant accidents. Nuclear Engineering and Design, 1994, vol. 148, issues 2–3, pp. 217–231.
- Vaghetto R., Childs M., Kee E., Hassan Y.A. Observations and measurements of boric acid precipitation scenarios. Progress in Nuclear Energy. 2016, vol. 91, pp. 302–309.
- Vaghetto R., Childs M., Jones P., Lee S., Kee E., Hassan Y.A. Experimental observations of boric acid precipitation scenarios. Nuclear Engineering and Design, 2017, vol. 312, pp. 422–428.
- Umminger K., Schoen B., Schollenberger S.P. Conclusions on boron precipitation following a large break loss of coolant accident. Proc. of the 16th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-16). Chicago, IL, 2015, pp. 2725–2734.
УДК 621.039.58:536.423.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 2, c. 232–242
