ОБЪЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ n t t K

ОБЪЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
n tи = Km tк
m
0
1
2
3
4
К0 = ln (1 – ) / ln Рдоп
Рдоп = 0,95
Рдоп = 0,99
 = 0,8  = 0,9  = 0,8  = 0,9
31,4
44,8
159
228
58,3
75,7
296
385
83,5
104
424
526
108
130
546
661
131
156
665
791
(m = 0)
Рдоп = 0,999
 = 0,8  = 0,9
1610
2300
2990
3890
4280
5320
5520
6680
6720
7990
Для обоснования требуемой надежности твэлов
1 – Рдоп = 5·10-5 и доверительной вероятности 0,9
К0 = 45363
Критерии работоспособности
- по температуре плавления топлива, оболочки,
дистанционирующих элементов при всех условиях
эксплуатации и при максимальной проектной
аварии (МПА);
- по температуре начала физико-химического или
металлургического взаимодействия между
топливом и оболочкой, теплоносителем и
оболочкой, топливом и теплоносителем;
-по комплексу факторов, приводящих к кризису
теплосъема (для реакторов с водяным
охлаждением);
Критерии работоспособности
-по напряжениям коррозионного растрескивания
и глубине прорастания трещин в оболочке в
условиях агрессивной среды, содержащей
продукты делений;
-по величине коррозии со стороны
теплоносителя, включая локальное окисление и
гидрирование при нормальных условиях
эксплуатации;
-по величине окисления оболочки и доли
прореагировавшего материала в условиях МПА;
Критерии работоспособности
-по величине деформации в нормальных
условиях эксплуатации и в условиях МПА;
-по предельному напряженному состоянию;
-по длительной прочности материала оболочки, в
том числе при воздействии продуктов делений;
-по количеству и величине циклических
реверсивных и односторонних деформаций;
-по критическому давлению потери устойчивости
оболочки, включая потерю устойчивости
вследствие ползучести
-по величине динамических нагрузок, в том числе
при максимально возможном землетрясении и
падении тяжелого самолета на реакторный блок.
Основные этапы анализа
работоспособности твэлов
Конструкция
и условия
эксплуатации
твэла
Выбор
модели
поведения
твэла
Математическая
формализация
модели
Нет
Обоснование
конструкции
твэла
Да
Сравнение с
экспериментом
Свойства
материалов
твэлов
Разработка
программы
анализа и
расчеты
ТВС реактора РБМК
Общий вид твэла РБМК
Вариант конструкции твэла РБМК
Эволюция конструкции ТВС ВВЭР
AFA
TVS-2
Cap
Cap
(removable one,
increased stroke
of spring unit)
Bundle
(stainless GCh and
SGr)
Bundle
(zirconium
GCh and SGr)
TVS-2М
Cap
(removable one,
increased stroke
of spring unit,
increased regidity
of cladding,
improved
termocontrol)
Shortened cap
(removable one,
increased stroke
of spring unit,
increased
regidity of,
cladding, improved
termocontrol)
50 мм
FA
Bundle
(zirconium rigid
skeleton, zirconium SGr of
enlarged height
and cell with wall thickness
0,3 mm, channels of alloy,
Э635)
Bundle
(zirconium rigid skeleton,
zirconium SGr,
of enlarged height
and cell with wall
thickness 0,3 mm,
channels of alloy Э635,
optimized number of
zirconium SGr, fuel stack
height increased by150 mm)
Lower grid
Lower grid
(with fuel rod splinting)
(increased thickness,
collet connection of
fuel rods)
(collet connection
of fuel rods)
Lower grid
(collet connection of fuel rod)
100 мм
Lower grid
Tail-piece
(shortened one)
Составные
части
ТВС
ВВЭР
TVS-2 design and its fragments
Cap
SGr fragment
TVS-2 skeleton
Tailpiece
TVS-2
10
Вариант конструкции ТВС ВВЭР
Дистанционирующая решетка
Варианты конструкции твэла ВВЭР
ТВС активной зоны БН-600
ТВЭЛ активной зоны БН-600
1 — верхняя заглушка; 2 — оболочка; 3 — фиксатор топливного столба;
4 — таблетка отражателя; 5 —дистанционирующая проволока;
6 — топливная таблетка; 7 — опорный стакан;
8 — газосборник; 9 — нижний несущий наконечник
ТВС боковой зоны воспроизводства
Твэл зоны воспроизводства
Условия работы твэлов
Характеристика
РБМК–
1000
ВВЭР–1000
БН–600
Давление теплоносителя, МПа
Вход
Выход
8,0
7,5
16,2
16,0
0,64
0,15
Температура теплоносителя, 0С
Вход
Выход
265
289
290
322
377
580
Скорость теплоносителя, м/с
20
6
10
Максимальная температура оболочки, 0С
305
350
707
Максимальная линейная нагрузка, Вт/см
325
490
510
Оболочка твэла, мм
Внешний диаметр
Толщина
13,6
0,75
9,1
0,65 — 0,7
6,9
0,4
18
45
10
8.1013
2.1014
3.1015
2,5.1021
2.1022
2,4.1023
Среднее выгорание, ГВт/с.т
Максимальный поток нейтронов (Е0,1
Мэв), 1/см2с
Макс. флюенс нейтронов (Е0,1 Мэв), 1/см2