Versuchsanlage für überkritische Wasserreaktoren
Tests, um die Wirkung von Wasserkorrosion an Materialien für die Brennstoff- und Kernstrukturen zu bewerten, sollen am LVR-15 Forschungsreaktor in Řež, Tschechische Republik, durchgeführt werden. Mithilfe von EU-Mitteln war es das Hauptziel des Projekts SCWR-FQT (Supercritical water reactor - fuel qualification test), ein kleines komplettes Brennelement unter Temperaturen und Drücken bis zu 600 ° C und 25 MPa zu testen. SCWR-FQT arbeitete an der Entwicklung der notwendigen FQT-Anlage, die aus einer überkritischen Wasserschleife sowie Sicherheitssystemen für den Forschungsreaktor in der Tschechischen Republik besteht. Die Tests wurden durchgeführt, um die Wirkung der Radiolyse und Wasser-Chemie auf Korrosion der Umhüllungsmaterialien zu messen. Sie deckten typische Bedingungen auf, die in der Nähe des Kernauslasses herrschen, wo die Kühlmitteltemperatur am heißesten ist. Die Projektarbeit wurde auch auf die Gestaltung eines elektrisch beheizten Testabschnitts in der SWAMUP-Anlage (supercritical water multipurpose) in China ausgerichtet. Die Materialkandidaten für die Umhüllung der Brennstoff- und Kernstrukturen waren im Handel erhältliche rostfreie Stähle von nuklearer Qualität, einschließlich 347H, 316L, 08Ch18N10T, 316Ti. Die Proben wurden überkritischem Wasser mit unterschiedlichem Sauerstoffgehalt ausgesetzt. Während ein hoher Sauerstoffgehalt einen negativen Einfluss auf die Korrosion von Materialien hat, wurde keine signifikante Wirkung des Sauerstoffgehalt auf die mechanischen Eigenschaften beobachtet. Auf der Grundlage der Ergebnisse von Korrosions- und Dehnrateprüfungen wurde der Edelstahl 316L als das geeignetste Mantelmaterial für den vorgesehenen Brennstoffqualifikationstest ausgewählt. Wärmefluss und Temperaturverteilungen wurden für die gesamte Brennstoffanordnung definiert. Die Manteltemperatur blieb deutlich unter den zulässigen Grenzen für eine Gesamtwärmeleistung von ca. 64 kW. Außerdem wurden neutronisch und thermo-hydraulische Prüfungen an der SWAMUP Anlage durchgeführt, die zur Verfeinerung des FQT-Designs im vollen Maßstab beitrugen. Die Projektergebnisse wurden über verschiedene Konferenzen, Workshops und Publikationen verbreitet, die zur Konsolidierung der Ergebnisse beitrugen und den Weg für eine mögliche Konstruktion der vollmaßstäblichen FQT-Anlage ebneten. Diese fortschrittliche Anlage wird am LVR-15 Forschungsreaktor in der Tschechischen Republik gebaut werden, sobald alle Genehmigungen der tschechischen Behörden vorliegen.
Schlüsselbegriffe
Überkritischer Wasserreaktor, Kraftstoffqualifizierungstest, Kernreaktor, Mantelmaterialien, Edelstahl