Water chemistry for supercritical water-cooled reactor

• Published in: Korose a ochrana materiálu 2013-12, Vol.57 (4), p.127-134
• Main Authors: Křečanová, E., Zychová, M., Kysela, J.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Coolants; Dissolution; Fuels; Nuclear engineering; Nuclear power generation; Nuclear reactor components; Nuclear reactors; Water chemistry
• ISSN: 0452-599X; 1804-1213
• DOI: 10.2478/kom-2013-0015

Cílem tohoto článku je představit požadavky na chemický režim pro reaktor chlazený superkritickou vodou (SCWR = SuperCritical Water-cooled Reactor). V technologii reaktoru chlazeného nadkritickou vodou dochází k přeměně podkritické vody na nadkritickou (SCW = SuperCritical Water), s čímž je spojena proměna mnoha vlastností média. Vliv, který tyto změny budou mít na celý systém elektrárny, ještě není dostatečně prozkoumán. Jako chladivo pro jaderné bloky tak nadkritická voda vnáší do problematiky chemických režimů nová témata, kterými je potřeba se zabývat. Těmito tématy jsou především: vysoká korozní rychlost konstrukčních materiálů, precipitace rozpuštěných nečistot a korozních produktů na palivovém pokrytí, omezení přestupu tepla z paliva na médium a lokální přehřívání paliva, erozní poškozování turbíny vlivem transportu aktivovaných korozních produktů, s tím související nárůst aktivity v celém primárním okruhu a ohrožení zaměstnanců elektrárny, radiolýza vody a rozpouštění organických látek, jejich reakce s heteroatomy, a tím způsobený vznik solných úsad. Z hlediska těchto rizik je velmi důležitá čistota chladiva. Předpoklad je, že chemický režim nadkritickou vodou chlazeného reaktoru bude vycházet z chemického režimu pro současné varné reaktory (BWRs = Boiling Water Reactors). The aim of this article is to introduce the water chemistry requirements for Supercritical Water-cooled Reactor (SCWR). In the SCWR technology takes place a conversion of subcritical water into supercritical water (SCW). This conversion represents a change of many medium properties. The final effect of the changes on the power plants system is not enough explored yet. As a coolant of nuclear units, supercritical water brings in the issue of water chemistry new topics that need to be followed. These topics include: high corrosion rate of structural materials, precipitation of dissolved impurities and corrosion products on the fuel cladding, limitation of heat transfer from the fuel to the medium and local overheating of the fuel, erosion damage of the turbine due to the activated corrosion products transport, with this transport related increase of activity throughout the primary circuit representing a danger to staff power, the water radiolysis and dissolution of organic substances, their reaction with heteroatoms and thereby caused formation of salt deposits. From these risks point of view is very important the purity of the coolant. The assumption is that the water chemistry of