Экспериментальное исследование поведения твэлов ВВЭР в условиях аварии с большой течью из первого контура РУ

• Автор: Игнатьев, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Основные физические процессы, происходящие с оболочками твэлов при аварии с потерей теплоносителя РУ с ВВЭР

1.1. Общие сведения о процессах при аварии с потерей теплоносителя

1.2. Основные характеристики оболочечных сплавов циркония

1.3. Деформационное поведение оболочек твэлов в условиях аварии с потерей теплоносителя

1.4. Термостойкость оболочечных сплавов циркония

1.5. Влияние окисления и наводороживания на охрупчивание оболочек

1.6. Поведение модельных ТВС в. условиях запроектной и тяжелойаварии

1.7. Постановка задачи

Глава 2. Экспериментальные исследования поведения одиночных

имитаторов твэлов в.условиях первой стадии проектной аварии ВТ
2.1. Методика и результаты испытаний одиночных имитаторов твэлов в условиях первой стадии проектной аварии БТ
2.2. Деформация и разгерметизация оболочек твэлов в условиях первой стадии проектной аварии БТ
2.3. Влияние закалки и температурносилового воздействия первой стадии аварии на структурнофазовое состояние оболочек твэлов
2.4. Влияние температурносилового режима первой стадии аварии на поведение оболочек твэлов во второй стадии аварии.
Глава 3 Экспериментальные исследования поведения модельных ТВС в условиях второй стадии проектной аварии БТ
3.1. Методика и результаты испытаний модельных ТВС в условиях второй стадии проектной аварии БТ
3.2. Деформация оболочек твэлов и блокировка проходного сече ния модельных ТВС
3.3. Влияние высокотемпературного окисления на структурно
фазовое состояние оболочек
3.4. Взаимосвязь структурнофазового состояния и механических 1 свойств оболочек
3.5. Влияние деформации и разгерметизации на коррозионное 4 поведение оболочек
Глава 4. Экспериментальные исследования поведения модельной ТВС в 9 условиях тяжелой аварии
4.1. Методика и результаты испытаний
4.2. Анализ степени окисления и структурнофазового состояния 3 компонент сборки
4.3. Определение степени растворения топлива по высоте сборки, 4 распределения расплава и блокировки проходного сечения
Выводы
Список литературы


Все эти состояния и процессы, реально возникающие за время эксплуатации АЭС или вероятные, объединяются общим названием «проектные режимы». ПА) - авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие (с учетом принципа единичного отказа систем безопасности или одной независимой от исходного состояния ошибки персонала) ограничение ее последствий установленными для таких аварий пределами. В перечне проектных аварий [2] значительное место отводится авариям с потерей теплоносителя. В связи с потенциальной опасностью АЭС, обусловленной возможным неконтролируемым выходом радиоактивного теплоносителя за пределы первого контура, необходимо принять меры по уменьшению последствий такой аварии при ее возникновении. Первоначальная аварийная ситуация может возникнуть при разрушении трубопровода. Дальнейшее развитие аварии может происходить по различным путям, причем вероятность развития аварии по какому-либо определенному пути зависит от работы и технических характеристик оборудования и автоматических систем. При этом необходимо рассматривать возможное запаздывание или частичный отказ в работе системы аварийной защиты, возможную задержку вспомогательных источников электроэнергии, возможные неправильные действия обслуживающего персонала. В процессе аварии с потерей теплоносителя высокие температуры в активной зоне реакторов ВВЭР ускоряют многие физико-химические процессы, протекающие в элементах конструкций. Критериальные пределы повреждаемости определяются, прежде всего, механическими, теплофиэическими и коррозионными свойствами конструкционных материалов твэла (оболочки, топлива), а также их изменениями в условиях развития аварии. Таким образом, одним из основных этапов обоснования безопасности энергетических реакторов является исследование свойств и поведения конструкционных материалов твэлов в проектных и запроектных авариях. Анализ аварии ТМ1 - 2 показал, что повторный залив частично разрушенной активной зоны вызывает интенсивные окислительные процессы, приводящие к эскалации температуры конструкционных материалов и резкому увеличению выхода водорода. Однако увеличенная генерация водорода, а также механизмы деградации активной зоны в настоящее время полностью не могут быть описаны имеющимися расчетными кодами. Это обуславливает актуальность исследований, направленных на изучение поведения модельных ТВС различного состава и состояния при повторном заливе или охлаждении в потоке пара. Развитие аварии с потерей теплоносителя можно представить как последовательность состояний активной зоны реактора, причем каждое последующее состояние является более тяжелым, т. Из расчётного анализа ПА БТ ВВЭР- по коду ТЕЧЬ-М следует, что при всех возможных сценариях аварии протекание процессов в а. Первая стадия начинается с гильотинного разрыва холодной петли ГЦТ. В начальные 8. Оболочки твэлов интенсивно разогреваются за счёт аккумулированного в топливе тепла. После срабатывания системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ) приблизительно на 8 с холодная вода, поступающая в а. Вторая стадия - стадия повторного залива а. Третья стадия ПА ВТ является этапом длительного расхолаживания и не представляет интереса с точки зрения повреждения твэлов. Температурный сценарий поведения а. ПА и ЗПА БТ можно свести к схематичным диаграммам, показанным на рисунке 1. Многообразие значений температур оболочек твэлов и скоростей их изменений в ПА БТ определяется как допущениями кода ТЕЧЬ-М-, так и неоднородностями по энерговыделениям в а. Ориентировочные диапазоны изменения температур в ПА БТ имеют значения (рис. Т1=0. С; Т2=0. С; Т3=0. С. Скорости подъёма температуры на 1 стадии составляют от до 0°С/с, а снижения - не выше °С /с. Скорость подъема температуры от Т2 до Т3 не превышает 5°С/с. Пик температуры Т1 достигается зат, =8. Продолжительность 1 стадии - дот2 = с. Рис. Схематичное представление изменения температуры оболочки твэла для построения сценария аварии БТ в проектной (а) и запроекгной (б) авариях.