КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ ПОДРЕАКТОРНОЙ АВАРИЙНОЙ ЛОВУШКИ РАСПЛАВА

30 проектов к 30-летию НЯЦ РК!

Проект № 18. 2012–2021 гг. КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ ПОДРЕАКТОРНОЙ АВАРИЙНОЙ ЛОВУШКИ РАСПЛАВА

CORMIT (Corium and Refractory Materials Interaction Test –эксперимент по взаимодействию кориума и жаростойкого материала) это проект, направленный на экспериментальные исследования взаимодействия кориума с жаростойкими материалами, предлагаемыми для защитного покрытия подреакторной ловушки расплава. Эти исследования проводились Национальным ядерным центром Республики Казахстан по заказу компании TOSHIBA. Такие экспериментальные исследования позволяют провести обоснованный выбор эффективного жаростойкого материала, покрывающего проектируемые подреакторные ловушки расплава, предназначенные для повышения безопасности АЭС, в случае тяжелой аварии с плавлением активной зоны реактора. Исследования проводились на экспериментальной базе НЯЦ РК – установках ВЧГ-135 и «Лава-Б». Проект CORMIT выполнен при посредничестве японской фирмы Marubeni Utility Services, Ltd. (MUS).

Целью экспериментов являлось исследование процессов и последствий взаимодействия кориума (debris) с материалом покрытия для выбора наиболее эффективного материала покрытия ловушки расплава. В результате проведенных экспериментов были определены параметры эрозии жаростойких (защитных) материалов под воздействием кориума, параметры механических и тепловых процессов, происходящих при контакте кориума и жаростойкого материала, получены данные для верификации моделей и расчетных кодов, описывающих процесс взаимодействие кориума с ловушкой расплава.

Полномасштабные экспериментальные исследования были проведены на экспериментальном стенде «Ангара», расположенном на территории технической зоны комплекса исследовательских реакторов «Байкал-1». В состав стенда входит экспериментальная установка «Лава-Б», предназначенная для исследования характера взаимодействия расплава топлива ядерного реактора с конструкционными материалами в условиях, моделирующих аварию с расплавлением активной зоны реактора. Экспериментальная установка «Лава-Б» состоит электрической плавильной печи (ЭПП), устройства приёма расплава (УПР) и технологических систем.

На стенде имеются технологические системы, обеспечивающие функционирование установки «Лава-Б» и позволяющие проводить следующие операции:

• разогрев и плавление композиции материалов в ЭПП;

• слив полученного расплава (кориума) в экспериментальное устройство;

• видеосъемку процесса слива расплава;

• подачу газов (аргона, азота, гелия, водяного пара) в полость установки; • подачу воды (с температурой до 150°С) в ловушку с кориумом;

• автоматический сбор, обработку и хранение экспериментальной информации и регистрации параметров (информационно-измерительная система включает: 90 каналов измерения статического и 4 импульсного давления, 180 каналов измерения температуры, два инфракрасных датчика температуры (пирометры), 28 датчиков расхода воды и пара; имеется возможность регистрации параметров с частотой до 15 измерений в секунду);

• имитацию остаточного тепловыделения в расплаве;

• отбор проб газа из установки. Стенд позволяет выполнять широкий спектр экспериментальных исследований по изучению процессов, характерных для тяжелых аварий водоохлаждаемых реакторов с использованием имитатора кориума.

На стенде возможно проведение испытаний со следующими целями:

• изучения теплофизических и механических свойств кориума различного состава;

• исследования поведения конструкционных материалов ядерного реактора при взаимодействии с кориумом;

• изучения поведения и состояния кориума при контакте с водой (при сливе кориума в водный бассейн или орошении поверхности кориума);

• исследования поведения строительных и жаростойких защитных материалов при контакте с кориумом.