2. Требования к водному режиму реакторов типа ввэр
Основным требованием к водному режиму является предотвращение отложений на твэлах активной зоны. Накопление отложений на оболочках твэлов может привести к ухудшению теплообмена и недопустимому перегреву их оболочек и самого ядерного топлива, а также при наличии отложений на твэлах снижается коэффициент размножения и выгорания ядерного топлива. Так как полностью исключить отложения невозможно, то более точно требование к водному режиму - это минимизация отложений на твэлах активной зоны
Оптимальный водный режим реакторов ВВЭР должен обеспечивать предотвращение заметной коррозии всех конструкционных материалов ак-тивной зоны реактора, т.е. прежде всего циркониевых сплавов, используемых для оболочек твэлов, а также аустенитных нержавеющих сталей, используемых для всего остального контура.
Также водный режим реакторов ВВЭР должен обеспечивать уменьшение дозовых нагрузок персонала.
Одно из главных условий уменьшения коррозии конструкционных материалов - ограничение содержания свободного кислорода в теплоносителе первого контура, а для этого надо подавлять радиолиз. Интенсивно протекающий сначала, после пуска реактора, радиолиз в дальнейшем замедляется, так как нет отвода газовой фазы. При этом он устанавливается на уровне, при котором реально интенсивное протекание процессов коррозии. Поэтому задачей водного режима является подавление радиолиза для снижения концентраций радиолитического кислорода.
Кроме кислорода, отрицательное воздействие на коррозию реакторных конструкционных материалов оказывают хлориды и фториды, источником поступления которых является вода первичного заполнения, подпиточная вода и реагенты коррекции водного режима. Как было рассмотрено выше, хлориды и фториды влияют на общую коррозию циркониевых сплавов и способны вызвать коррозию под напряжением аустенитных нержавеющих сталей. Поэтому водный режим реакторов ВВЭР должен обеспечивать минимальное содержание хлоридов и фторидов в теплоносителе.
Важным фактором, во многом определяющим организацию водного реакторов ВВЭР, является борное регулирование. Жидкий поглотитель уменьшает неравномерность тепловыделения в активной зоне, что позволяет при тех же габаритных размерах повышать ее мощность. При этом медленные эффекты реактивности компенсируются за счет равномерно распределенного в воде бора, и только быстрые эффекты - за счет стержней системы управления и защиты реактора. Для регулирования используется борная кислота, которая в реакторных условиях имеет ряд преимуществ. Она химически устойчива в реакторных условиях, хорошо растворима в воде, дает хорошо растворимые соединения с катионами воды реакторов. Но ей присущи и недостатки, заключающиеся прежде всего в понижении значения рН и затруднении очистки воды реакторов от хлоридов. Введение борной кислоты повышает удельную электрическую проводимость воды и исключает возможности использования кислорода для пассивации конструкционных материалов.