Прогнозирование накопления отложений на твэлах реактора ВК-50

摘要

Представлена разработанная методика прогнозирования накопления отложений на твэлах водо-водяного реактора в условиях кипения теплоносителя. Приведены результаты экспериментального обоснования методики при различных стадиях эксплуатации тепловыделяющих сборок (ТВС) в корпусном кипящем реакторе. На основании экспериментальных данных показано, что отложения на твэлах кипящего реактора состоят главным образом из меди и железа. Медь находится в растворенной форме и осаждается в порах между частицами соединений железа, а толщину отложений определяют сами частицы продуктов коррозии железа. При изучении процессов зарождения и накопления продуктов коррозии теоретически предсказан и экспериментально обнаружен эффект образования отложений из мелких частиц железа на оболочках твэлов, которые эксплуатируются в условиях кипения теплоносителя. Относительно крупные частицы, движущиеся вдоль твэла, не способны проникнуть в ламинарный подслой из-за действия на них силы Магнуса. На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по снижению содержания частиц продуктов коррозии железа в переходных режимах работы кипящих реакторов. Отработанный на реакторе ВК-50 метод резкого сброса давления на малых уровнях мощности реактора позволяет вывести в систему очистки теплоносителя относительно крупные частицы продуктов стояночной коррозии без их осаждения на твэлах. Эта регламентная операция позволяет более эффективно решать проблемы радиационной безопасности и ресурсной стойкости ТВС легководных реакторов с кипением теплоносителя.