Instalación experimental para reactores de agua supercrítica
Las pruebas para evaluar el efecto de la corrosión del agua sobre los materiales del combustible y las estructuras del núcleo se llevarán a cabo en el reactor de investigación LVR-15 en Řež, en la República Checa. Con ayuda de la financiación de la UE, el objetivo principal del proyecto SCWR-FQT (Supercritical water reactor - Fuel qualification test) consistió en someter a prueba un elemento combustible a pequeña escala con presiones de hasta 600 °C y 25 MPa. SCWR-FQT se centró en crear la instalación necesaria de FQT que incluyese un circuito de agua supercrítica y los sistemas de seguridad y protección para el reactor de investigación de la República Checa. Se efectuaron pruebas para medir el efecto de la radiólisis y la química del agua sobre la corrosión de los materiales del revestimiento y se tuvieron en cuenta las condiciones características que se dan cerca de la salida del núcleo, justo donde la temperatura del refrigerante es más alta. La labor del proyecto también se orientó hacia el diseño de una sección de prueba con calentamiento eléctrico en la instalación multiuso de agua supercrítica (SWAMUP) de China. Los materiales candidatos para el revestimiento del combustible y las estructuras del núcleo fueron aceros inoxidables de calidad nuclear disponibles en el mercado, como por ejemplo 347H, 316L, 08Ch18N10T y 316Ti. Las muestras se expusieron a agua supercrítica con distinto grado de oxígeno. Aunque el alto contenido de oxígeno repercutió de forma negativa sobre la corrosión de los materiales, no se observó un efecto significativo de los niveles de oxígeno sobre las propiedades mecánicas. Partiendo de los resultados de las pruebas de corrosión y de velocidad de deformación, se escogió el acero inoxidable 316L como el material de revestimiento idóneo para las pruebas de cualificación de combustible programadas. También se definió la distribución de caudal y temperatura de todo el elemento combustible. Se descubrió que la temperatura del revestimiento permanecía muy por debajo de los límites aceptables para una energía térmica equivalente a 64 kW aproximadamente. Además, las pruebas neutrónicas y termohidráulicas realizadas en el centro SWAMUP ayudaron a perfeccionar el diseño FQT completo. Todos estos resultados se divulgaron a través de distintos congresos, seminarios y publicaciones que ayudaron a consolidar los descubrimientos y allanaron el camino para la posible construcción de una instalación FQT a escala real. Esta instalación avanzada se construirá en el reactor de investigación LVR-15 en la República Checa, una vez finalice el proceso de autorización por parte de las autoridades del país.
Palabras clave
Reactor de agua supercrítica, prueba de cualificación de combustible, reactor nuclear, materiales de revestimiento, acero inoxidable