Experimental research of the properties of concentrated solutions of boric acid in application to cooling of WWER reactors
- 1. GNTs RF Fiziko-Ehnergeticheskij Inst. im. Lejpunskogo, Obninsk (Russian Federation)
Description
The article presents the results of an experimental study of the thermophysical properties of aqueous solutions of boric acid with the addition of potassium hydroxide added to the WWER coolant as a corrective additive to maintain the required ph value of the primary circuit medium. The parameters were measured at pressure P= 0.1 MPa in the temperature range 25 – 90°C in the following ranges of H3BO3 concentrations in solutions: density – 2.5 – 230 g/kg H2O, viscosity – 2.5 – 100 g/kg H2O, surface tension – 2.5 – 150 g/kg H2O. Such a high concentration of boric acid is achieved in the WWER core in the event of large break loss of coolant accident and simultaneous failure of emergency power supplies. At the same time, cooling of the core is ensured through the operation of passive safety systems, which must ensure the supply of a boric acid solution with a concentration of 16 – 20 g/kg into the core. The main experimental equipment and research methodology are described. The dependences of thermophysical properties of solutions on the concentration of boric acid in them based on the processing of experimental data were obtained. Peculiarities of changes in the surface tension of H3BO3 with changes in the concentration and increase in temperature of a solution of boric acid with a corrective addition of potassium hydroxide have been revealed. The results of the conducted research make it possible to expand the range of known properties of aqueous solutions of boric acid and are of great practical importance for nuclear power plants with new generation WWER reactors. The experimental data obtained can be used to clarify the results of calculations of emergency processes in a WWER reactor plant during the operation of a complex of passive safety systems, including a passive core flooding system, a passive heat removal system from the steam generator, and a system of third-stage hydraulic accumulators.
Abstract (Russian)
Представлены результаты экспериментального исследования теплофизических свойств водных растворов борной кислоты с добавкой гидроксида калия, используемого для соответствия требованиям водно-химического режима первого контура ВВЭР. Параметры были измерены при давлении P=0,1 МПа в диапазоне температур 25–90°C при следующих концентрациях H3BO3 в растворах: плотность 2,5–150 г/кг H2O, вязкость 2,5–100 г/кг H2O, поверхностное натяжение 2,5–150 г/кг H2O. Описаны основное экспериментальное оборудование и методика проведения исследований. На основании экспериментальных данных получены зависимости теплофизических свойств растворов от концентрации борной кислоты. Выявлены особенности изменения поверхностного натяжения H3BO3 при изменении концентрации и росте температуры раствора борной кислоты с корректирующей добавкой гидроксида калия. Результаты проведенных исследований позволяют расширить диапазон известных свойств водных растворов борной кислоты и имеют важное прикладное значение для АЭС с реакторами ВВЭР нового поколения. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для уточнения результатов расчетов аварийных процессов в реакторной установке ВВЭР при работе комплекса пассивных систем безопасности, включающего в себя системы пассивного залива активной зоны, пассивного отвода тепла от парогенератора и гидроемкости третьей ступениAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Экспериментальное исследование свойств концентрированных растворов борной кислоты применительно к охлаждению реакторных установок ВВЭР
Publishing Information
- Journal Title
- Izvestiya Wysshikh Uchebnykh Zawedeniy, Yadernaya Energetika
- Journal Issue
- no.2
- Journal Page Range
- p. 19-29
- ISSN
- 0204-3327
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 55106056
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
- Descriptors DEI
- BORIC ACID; COMPUTER CALCULATIONS; CORE FLOODING SYSTEMS; EXPERIMENT RESULTS; WWER TYPE REACTORS
- Descriptors DEC
- BORON COMPOUNDS; ECCS; ENGINEERED SAFETY SYSTEMS; ENRICHED URANIUM REACTORS; HYDROGEN COMPOUNDS; INORGANIC ACIDS; INORGANIC COMPOUNDS; OXYGEN COMPOUNDS; POWER REACTORS; PWR TYPE REACTORS; REACTOR PROTECTION SYSTEMS; REACTORS; THERMAL REACTORS; WATER COOLED REACTORS; WATER MODERATED REACTORS
Optional Information
- Notes
- 19 refs., 5 fig.