Экспериментальное исследование растворимости борной кислоты в кипящем паре при атмосферном давлении

25.03.2019 2019 - №01 Атомные электростанции

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

https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.03

Приведены результаты экспериментальных исследований растворимости борной кислоты в паре в диапазоне концентраций 16 – 240 г/кг H2O при атмосферном давлении. Представлен обзор литературных данных о растворимости борной кислоты в паре в зависимости от начальной концентрации в растворе. Установлено, что имеющиеся результаты не охватывают весь диапазон параметров (температура, давление, концентрация кислоты), характерных для возможной аварийной ситуации на АЭС с ВВЭР. Описаны экспериментальная установка и методика проведения исследований. Результаты обработки данных, полученных в ходе опытов, подтверждают имеющиеся в литературе данные о том, что изменение концентрации борной кислоты в водяном паре описывается линейным законом. Диапазон применения известной зависимости, позволяющей рассчитывать растворимость H3 BO3 в паре, расширен до концентрации борной кислоты в растворе 240 г/кг, близкой к пределу растворимости H3BO3 в воде при атмосферном давлении.

Данные, полученные в результате проведения экспериментов, могут быть использованы для расчетного моделирования аварийных процессов в реакторной установке ВВЭР во время работы комплекса пассивных систем безопасности, таких как система пассивного залива активной зоны, система пассивного отвода тепла от парогенератора и система гидроемкостей третьей ступени.

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. Лукьянов А.А., Зайцев А.А., Морозов А.В., Попова Т.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А., Калякин Д.С. Расчетно-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.
4. Беркович В.М., Копытов И.И., Таранов Г.С. Мальцев М.Б. Особенности проекта АЭС нового поколения с реактором ВВЭР-1000 повышенной безопасности. // Теплоэнергетика. – 2005. – № 1. – С. 9-15.
5. Шмаль И.И. Проблемы моделирования кристаллизации // Молодой ученый. – 2013. – № 8 (55). – С. 44-47.
6. Коэн П. Технология воды энергетических реакторов / Пер. с англ. А. И. Касперовича. – М.: Атомиздат, 1973. – 327 с.
7. Закутаев М.О., Быков М.А., Зайцев С.И., Елкин И. В., Пылев С.С., Мелихов О.И., Мели/ хов В.И., Никонов С.М., Дорофеев Д.И. Влияние пассивных систем безопасности на температурное состояние поверхности имитаторов твэл / Труды IX Научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». – Подольск: АО «ОКБ «Гидропресс», 2015. – С. 111.
8. 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. – С. 72-82.
9. 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.
10. Логвинов С.А., Безруков Ю.А., Каретников Г.В., Володина Н.П., Афров А.М. Модель транспорта и накопления борной кислоты в реакторе типа ВВЭР в аварии с течью теплоносителя. / Труды Международной конференции «Теплофизические аспекты безопасности ВВЭР». – Обнинск, 1998. – Т. 1. – С. 47-57.
11. R. Vaghetto, S. Lee, Y.A. Hassan, E. J. L. Kee. Experimental observations of boric acid precipitation scenarios. / Proc. of the International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics 2015. NURETH-16. – USA, 2015. – Vol. 6. – PP. 5263-5274.
12. Стырикович М.А., Цхвирашвили Д.Г., Небиеридзе Д.П. Исследование растворимости борной кислоты в насыщенном водяном паре. // Докл. АН СССР. – 1960. – Т.
13. – № 3. – С. 615-617.
14. Цхвирашвили Д.Г., Галусташвили В.В. Поведение боратов и борной кислоты в кипящих реакторах. // Атомная энергия. – 1964. – Т. 16. – Вып. 1. – С. 65-67.
15. Николаева И.Ю., Бычков А.Ю. Экспериментальное исследование растворимости метаборита и сассолина в водяном паре при 155°С // Вестник Отделения наук о Земле РАН. – 2002. – Вып. 20. – № 1. – С. 1-2.
16. Николаева И.Ю. Экспериментальное исследование форм переноса бора в условиях низко- и среднетемпературного гидротермального процесса. / Автореф. дис. канд. геолого-минерал. наук. – Москва, 2009. – 182 c.
17. Немодрук А.А., Каралова З.К. Аналитическая химия бора. – М.: Наука, 1964. – 284 c.
18. J. Tuunanen, J. Tuomisto, P. Raussi. 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. – PP. 217-231.
19. Шмаль И.И., Иванов М.А. Процессы массопереноса борной кислоты в аварийных режимах // Сб.: 9-я научно-технич. конф. «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». – Подольск: АО ОКБ «Гидропресс» , 2015. – C. 25-29.

борная кислота растворимость пар накопление ВВЭР аварийный режим

Ссылка для цитирования статьи: Питык А.В., Морозов А.В., Шлепкин А.С., Сахипгареев А.Р. Экспериментальное исследование растворимости борной кислоты в кипящем паре при атмосферном давлении. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 1. – С. 30-40. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.03 .