Изменение характеристик топлива ВВЭР и PWR при совместных испытаниях в реакторе HBWR

• Автор: Волков, Борис Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕАКТОРА НВМП ПО
ИССЛЕДОВАНИЮ ПОВЕДЕНИЯ ТОПЛИВА И МАТЕРИАЛОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ
1.1. Краткое описание реактора
1.2. Экспериментальные устройства и системы
1.3. Датчики внутриреакторного контроля
1.4. Методы исследований топлива в реакторе НВ\П
1.5. Заключение к первой главе
2.ФОРМИРОВАНИЕ МАТРИЦЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ПРОГРАММЫ И УСЛОВИЙ СОВМЕСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА ВВЭР И Р¥Я
2.1. Освидетельствование опытных видов топлива
2.2. Матрица экспериментов и исходные параметры опытных твэлов
2.3. Конструкция экспериментального канала, определение условий и программы испытаний опытных твэлов
2.4. Заключение ко второй главе
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ И АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВА ВВЭР И РУИ ПОД ОБЛУЧЕНИЕМ
3.1. Результаты прямых внутриреакторных измерений
3.2. Анализ изменения характеристик опытных видов топлива ВВЭР и Р’УУЯ в зависимости от тепловой нагрузки
3.2.1 Температура в центре топливного сердечника опытных твэлов
3.2.2 Изменение давления газов в твэлах с топливными таблетками различной геометрии
3.2.3 Изменение удлинения топливного сердечника

3.3. Анализ изменения характеристик опытных видов топлива ВВЭР и РШЯ в зависимости от выгорания
3.3.1 Изменение температуры в центре топливного сердечника и оценка деградации теплопроводности топлива
3.3.2 Удлинение, уплотнение и распухание топливного сердечника
3.3.3 Изменение давления газов под оболочкой твэлов и выделение газовых продуктов деления
3.4. Заключение к третьей главе
4.МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОПЛИВА ВВЭР И
Р¥И, СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ С ДАННЫМИ ВНУТРИРЕАКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
4.1. Микроструктурные исследования опытных видов топлива
4.2. Анализ распределения объемной пористости опытных видов топлива по данным микроструктурных исследований
4.3. Сопоставление данных и корреляционный анализ влияния структурно-технологических параметров на терморадиационную стабильность топлива ВВЭР и
4.4. Заключение к четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Обозначения и сокращения
АДУ - аммоний-диуранат
A3 - активная зона;
АЭС - атомная электростанция;
В - выгорание
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор;
вгпд - выделение газовых продуктов деления
ВТО - взаимодействие топлива и оболочки
ГДСУ - гидравлическая система управления
ГПД - газообразные продукты деления;
ГС - газовая система
дд - датчик давления газов под оболочкой твэла;
ДПЗ - датчик прямого заряда;
лдтп - линейный дифференциально-трансформаторный преобразователь;
лтн - линейная тепловая нагрузка твэла;
н.у. - нормальные условия;
оп - оптический микроскоп
пд - продукты деления;
СРМ - система регулирования мощности (гелием -3)
СУВДГ - система ультравысокого давления газа
СЭМ - сканирующий электронный микроскоп
ТВЭЛ - тепловыделяющий элемент;
твс - тепловыделяющая сборка;
тп -теоретическая плотность
цо - центральное отверстие в топливной таблетке;
ЯЭУ - ядерные энергетические установки;
BWR - Boiling Water Reactor (кипящий водяной реактор)
ET - термометр расширения;
EF -датчик удлинения топливного сердечника (ДУ)
FGR - Fission Gas Release (выход газообразных продуктов деления);
IFA - Instrumented Fuel Assambly (Инструментированная Топливная Сборка (ИТС))
IFE - Institutte For Energiteknikk (Институт Энерготехнологий)
HRP - Halden Reactor Project (Халденский Реакторный Проект)

оси для измерения либо диаметра оболочки при изучении радиационной ползучести, либо отложений на поверхности оболочек, при изучении коррозии и других локальных эффектов. Интересными являются эксперименты с ультравысоким давлением газа под оболочкой твэлов (до 500 бар), которые позволяют изучать их поведение, в условиях, имитирующих высокое газовыделение из топлива высокого выгорания, которое может привести к превышению давления газа в твэле (до 300 ата) над давлением теплоносителя. Заслуживает внимания внутриреакторный эксперимент, позволяющий изучать образование и выделение короткоживущих летучих изотопов под оболочку твэлов в процессе облучения с использованием гамма-спектрометрического анализа.
1.5. Заключение к первой главе
1. Халденский исследовательский реактор НВ’\ГЕ1 обладает широкими возможностями для проведения экспериментов, направленных на изучение базовых и специальных характеристик топливных материалов энергетических реакторов в различных режимах эксплуатации.
2. Одновременно в реакторе может проводиться до 30 экспериментов как в самом реакторе, так и в ПУ, где создают условия близкие к энергетических реакторам.
3. Проведение испытаний в экспериментальных каналах с термогидравлическими параметрами НВУЯ создает благоприятные условия для сравнительных совместных исследований базовых характеристик различных видов топливных композиций. Это обеспечивается стабильными граничными условиями, которые формируются в условиях кипения теплоносителя при незначительных осевых неравномерностях в центральной зоне тяжеловодного реактора.
4. Проведение внутриреакторных испытаний сопровождается непрерывным контролем всех параметров испытаний с возможностью регистрации и записи всех параметров эксперимента в базу данных с гибким интервалом: от 0,25 с в случае быстрых нестационарных процессов до 15 минут в стационарных режимах.
5. Использование экспериментальной базы реактора НВХУЯ. в совокупности с высоконадежными внутриреакторными детекторами, позволяющими измерять основные параметры твэлов в процессе длительного облучения, создали уникальные возможности расширения базы внутриреакторных данных по поведению топлива ВВЭР в сравнении с типовым топливом Р¥Я.