Оценка влияния капельного уноса борной кислоты на ее накопление в реакторе ВВЭР в случае аварии

28.11.2017 2017 - №04 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

А.В. Морозов А.В. Питык С.В. Рагулин А.Р. Сахипгареев А.С. Сошкина А.С. Шлепкин

https://doi.org/10.26583/npe.2017.4.07

Рассмотрены процессы массопереноса борной кислоты при авариях с разрывом главного циркуляционного трубопровода в реакторах ВВЭР нового поколения, оснащенных пассивными системами безопасности. Представлены результаты расчета изменения концентрации борной кислоты в активной зоне реактора ВВЭР-ТОИ в случае аварийного процесса. Показано положительное влияние капельного уноса борной кислоты на процессы ее накопления и кристаллизации в активной зоне.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности этих процессов в активной зоне, что может привести к нарушению теплоотвода от твэлов. Представлен обзор имеющихся литературных данных о теплофизических свойствах растворов борной кислоты (плотность, вязкость, теплопроводность). Установлено, что имеющиеся сведения носят общий характер и не охватывают весь диапазон параметров (температура, давление, концентрация кислоты), характерных для возможной аварийной ситуации на АЭС с ВВЭР. Показана необходимость экспериментального исследования процессов капельного уноса борной кислоты при параметрах, характерных для аварийных режимов ВВЭР, а также изучения теплофизических свойств борной кислоты в широком диапазоне концентраций.

Ссылки

1. Калякин С.Г., Ремизов О.В., Морозов А.В., Юрьев Ю.С., Климанова Ю.В. Обоснование проектных функций системы пассивного залива ГЕ-2 усовершенствованного проекта АЭС с реактором ВВЭР. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2003. – № 2. – С. 94-101.
2. Ремизов О.В., Морозов А.В., Цыганок А.А. Экспериментальное исследование неравновесных теплогидравлических процессов в системе пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2009. – № 4. – С. 115-123.
3. Морозов А.В, Ремизов О.В. Экспериментальное обоснование проектных функций дополнительной системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР. // Теплоэнергетика. – 2012. – № 5. – С. 22-27.
4. Калякин С.Г., Сорокин А.П., Пивоваров В.А. и др. Экспериментальные исследования теплофизических процессов в обоснование безопасности ВВЭР нового поколения. // Атомная энергия. – 2014. – Т. 116. – Вып. 4. – С. 241-246.
5. Азизов Н.Д., Ахундов Т.С. Термические свойства водных растворов борной кислоты при 298 – 573 K. // Теплофизика высоких температур – 1996. – Т. 34. – Вып. 5. – С. 798-802.
6. WCAP-17021-NP, Rev. 1 Summary of Tests to Determine the Physical Properties of Buffered and Un-buffered Boric Acid Solutions, January 2010. Электронный ресурс https://www.nrc.gov/docs/ML1122/ML11220A169.pdf (дата обращения: 13.01.2017)
7. Аванесян А.С.,Ахундов Т.С. Экспериментальное исследование коэффициента динамической вязкости водных растворов борной кислоты. Препринт АН АрмССР. – Ереван. – 1980. – 20 с.
8. Гусейнов Г.Г., Гусейнов Э.Г. Исследование теплопроводности водных растворов электролитов и пористых материалов, насыщенных флюидом. // Fizika, Baki, Elm. – 2007. – Т. 13. – №. 1-2. – С. 13-25.
9. Yassin A. Hassan, Serdar Osturk, Saya Lee Rheological characterization of buffered boric acid aqueous solutions in light water reactors. // Progress in Nuclear Engineering. – 2015. – Vol. 85. – РP. 239-253.
10. Tuunanen J., Tuomisto J., 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. – 1992. – Vol. 148. – PР. 217-231.
11. Морозов А.В., Ремизов О.В. Экспериментальное исследование работы модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме. // Теплоэнергетика. – 2012. – № 5. – С. 16-21.
12. Berkovich V.M., Peresadko V.G., Taranov G.S. et al. Experimental study on Novovoronezh NPP-2 steam generator model condensation power in the event of the beyond design basis accident. // Proceedings of International Congress on Advances in Nuclear Power Plants. – San Diego. CA. USA. June 13-17, 2010. – PР. 186-192.
13. Лукьянов А.А., Зайцев А.А., Морозов А.В. и др. Рассчетно-экспериментальное исследование влияния неконденсирующихся газов на работу модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме при запроектной аварии. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2010. – № 4. – С. 172-182.
14. Морозов А.В., Шлепкин А.С. Анализ влияния режимных факторов на работу модели парогенератора ВВЭР в режиме конденсации пара. // ВАНТ. Cерия: Ядерно-реакторные константы. – 2016. – Вып. 3. – С. 91-99.
15. Kopytov I.I., Kalyakin S.G., Berkovich V.M., Morozov A.V., Remizov O.V. Experimental investigation of non-condensable gases effect on Novovoronezh NPP-2 steam generator condensation power under the condition of passive safety systems operation. // Proceedings of the XVIIth International Conference on Nuclear Engineering. ICONE17. – Brussels. – 2009. – PР. 735-743.
16. Шмаль И.И., Иванов М.А. Процессы массопереноса борной кислоты в аварийных режимах. // Сб. докл. IX научно-технич. конф. «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». – Подольск: АО ОКБ «Гидропресс». – 2015. – C. 25-29.
17. Стерман Л.С., Тевлин С.А., Шарков А.Т. Тепловые и атомные электростанции. – М.: Энергоиздат, 1982. – 345 с.

ВВЭР аварийный режим борная кислота накопление капельный унос теплофизические свойства растворов борной кислоты плотность вязкость теплопроводность

Ссылка для цитирования статьи: 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 вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 4. – С. 72-82. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2017.4.07 .