ИЗСЛЕДВАНЕ НА КОРОЗИЯТА НА КОНСТРУКЦИОННИ МАТЕРИАЛИ В ЯЕЦ, ОПТИМИЗИРАНЕ НА ВОДНО-ХИМИЧНИ РЕЖИМИ И РАЗРАБОТВАНЕ НА РЕАГЕНТНИ СХЕМИ ЗА ДЕКОНТАМИНИРАНЕ
Изследванията ще бъдат насочени към постигане на нови знания за причинно-следствени връзки на процеси на разрушаване на конструкционни материали в ЯЕЦ под въздействие на работната среда (обикновена вода, стопилки на соли и други), свързано с ограничаване на времето на живот на основното оборудване, както и с изследване на характеристиките на топлоносители и тяхното въздействие върху стабилността на стомани и метални сплави за оптимизиране на технологичните показатели за контрол на водно-химичните режими на реакторна и парогенераторна вода. Съвременните ЯЕЦ с леководни реактори са конструирани от повече от 25 различни метални сплави. Допълнителни материали се съдържат още в циментовите обваловки, инструменталното и контролно оборудване, резервоарите и др. съпътстващи системи. За повечето реакторни инсталации от първо и второ поколение първоначално предвидените проектни срокове на експлоатация са от порядъка на 25-30 години, но за съвременните проекти на реактори от трето и разширено трето поколение тези срокове вече са около 60 години, което е в непосредствена връзка с подобряване на характеристиките на конструкционните материали и компонентите, изработени от тях, както и с контрола на корозионните процеси в системите метал-топлоносител.
Съвременните поколения ЯР трябва да удовлетворят следните изисквания:
– по-дълго време на живот;
– ефективност и конкурентност на цената на електроенергията, произведена от ЯЕЦ;
– повишени изисквания за безопасност.
Постигането на тези цели е свързано с:
– Усъвършенстване на конструкционните материали;
– Контрол на стареенето (корозията) на конструкционните материали.
Работни задачи
Изследване на процеси на корозия в конструкционни материали в ЯЕЦ чрез макроанализ на метални образци.
Водещ изследовател: проф. д-р инж. Силвия Бойчева
Изследване на електрохимичната стабилност на метални конструкционни материали при изменение на параметрите на работната среда.
Водещ изследовател: проф. д-р инж. Силвия Бойчева
Управлението на параметрите на водно-химични режими на топлоносители са ключов фактор за осигуряване на стабилността на конструкционните материали при работа на ядрените енергоблокове. Това включва установяване на нормируеми и диагностични показатели на работната среда за контрол на водно-химичните режими (ВХР) и области на тяхното допустимо изменение при различни работни параметри на ЯР за осигуряване на безопасна експлоатация. Съвременните реагентни схеми за корекционна обработка на топлоносителите се развиват по посока добавяне на реагенти с импрегниращо действие за уплътняване на оксидните защити на конструкционните материали. В тази връзка ще бъдат изследвани влиянието на различни схеми на реагентна обработка на работната среда върху стабилността на оксидните защити на конструкционните материали.
Водещ изследовател: проф. д-р инж. Силвия Бойчева
Вида и концентрацията на продукти на корозия в йонна форма и във вид на механични примеси и тяхното извеждане от топлоносителите при експлоатация на ЯЕЦ е ключово важно за намаляване на корозионните процеси, ограничаване на накипообразуването върху топлообменни повърхности и зони със застой на топлоносителя, както е и индикатор за продължителността и механизма на възникналия корозионен процес. В тази връзка се налага надежден контрол на концентрацията на метални йони в топлоносителя, който зависи както от прилаганата техника на измерване, така и от оптимизирането на лабораторните процедури при комплексен характер на средата и влиянието на pH и температурата върху точността на измерванията. В тази връзка се предвижда разработването на надеждни лабораторни процедури за контрол на метални йони в топлоносители.
Водещ изследовател: проф. д-р инж. Силвия Бойчева
Корозионни продукти, които възникват циркулират с топлоносителя и се отлагат във ВВЕР, като основно това са шпинелни оксиди R3O4 (R=Fe, Ni, Cr). Съотношението им зависи от конструкционните материали, вида на водо-химичните режими и някои неизвестни до сега фактори, като количеството им достига 50-100 g/ден. Те се отлагат в застойни участъци на топлоносителя или върху повърхностите на ТОЕ, като се активират преминавайки през активната зона на реактора и предизвикват контаминиране на реакторния контур. Контаминирането е неблагоприятен процес, при който в реакторния контур се натрупват радионуклиди, което протича по следните механизми: корозия на материалите в активната зона; активиране на продуктите на корозия, отделени като накип в неутронното поле на ЯР; активиране на диспергирани продукти на корозия в реакторната вода при преминаването им през активната зона; обмен на радионуклиди между диспергираните продукти на корозия и защитния оксиден слой, при което защитният слой се активира (както и този, разположен извън неутронното поле на ЯР). При възникване на такъв негативен процес се налага дезактивиране на реакторния контур чрез прилагане на реагентни схеми, които отстраняват накипообразуването, но запазват основния метал от поражения. Установяването на оптимална реагнетна схема за дезактивиране зависи от вида на продуктите на корозия и вида на основния метал.
Водещ изследовател: проф. д-р инж. Силвия Бойчева