VA1 Superkritická voda

Studium interakce materiálů se superkritickou vodou

Popis aktivity

Cílem této výzkumné aktivity je vývoj a výstavba experimentálního zařízení pro zkoušky materiálů pro pokrytí paliva a další vnitroreaktorové komponenty i materiály turbín, na něž vstupuje pára o teplotách až 720°C. Nová technologie rozšiřuje stávající možnosti výzkumu o mechanické namáhání zkoušených materiálů během expozice v superkritické vodě a radiaci, jejichž společné působení má za následek korozní praskání s účastí radiace (Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking (IASCC)), tečení materiálů vlivem vysoké teploty a radiace (Irradiation Creep) apod., neboť standardní materiály používané v jaderné energetice se v tomto prostředí dostávají na hranici svých korozně-mechanických možností.

Popis zařízení

• Anotace

Nové experimentální zařízení je smyčka pro testy pokrytí paliva v prostředí superkritické vody – SuperCritical Water Loop  (SCWL). Smyčka SCWL je uzavřený tlakový vodní okruh s nucenou cirkulací přes testovací zařízení – Aktivní Kanál (AK). Aktivní kanál bude vložen do aktivní zóny reaktoru LVR-15, který zajistí tok tepelných neutronů ke spuštění a udržení štěpné řetězové reakce v palivu uloženém v aktivním kanále smyčky SCWL.

Aktivní kanál má dvě funkčně-logické oblasti – regenerační výměník a prostor s palivem, ve kterém se všechny fyzikálně-chemické parametry smyčky dosahují současně.

V prostoru s palivem bude voda dosahovat teplot, tlaků a hmotnostních toků, které se projektují u Evropského typu superkritickou vodou chlazeného reaktoru SCWR. Charakteristické parametry Evropského typu superkritickou vodou chlazeného reaktoru SCWR je teplota vody vstupující do aktivní zóny reaktoru 280°C a teplota vystupující z přehříváku 500°C při tlaku 25 MPa a hmotnostním toku mezi 1200 a 1500 kg/m2s. Smyčka SCWL bude svými parametry 550°C, 25 MPa a 900 kg/h v prostoru s palivem aktivního kanálu věrně simulovat podmínky v reaktoru SCWR, tak aby došlo k maximální podobnosti proudového a teplotního pole mezi smyčkou SCWL-FQT a reaktorem SCWR.

• (Předběžné ) schéma

zjednodušené schéma smyčky

zjednodušený model smyčky

• Typy experimentů

Přesto, že hlavním cílem experimentální smyčky SCWL je testování nových materiálů na pokrytí jaderného paliva za fyzikálních a chemických podmínek superkritické vody. Bude smyčka zastávat i důležité úkoly na poli „standardního“ materiálového výzkumu, výzkumu chemických režimů a výzkumu radiolýzy vody v kombinaci vlivu prostředí superkritické vody a jaderného reaktoru.