Тема: КОНТРОЛЬ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАНАЛА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ ПО ИСТЕЧЕНИИ СРОКА ЭКСПЛУАТАЦИИ

Циркониевые сплавы используются в качестве материалов конструктивных элементов активных зон атомных энергетических реакторов, таких как оболочки тепловыделяющих элементов, топливных каналов и других элементов тепловыделяющих сборок. Для повышения выгорания ядерного топлива и, соответственно, улучшения экономической эффективности, а также уменьшения отработанных ядерных отходов, необходимы экспериментальные данные по изменению физико-механических свойств и структуры циркониевых сплавов под облучением. Так проектный срок службы топливных каналов РБМК должен был составить 30 лет. Для энергоблоков РБМК-1000 экономически целесообразно определить оптимальный срок работоспособности первого комплекта ТК для того, чтобы обеспечить суммарный ресурс работы реакторов с двумя комплектами ТК в течение 45 лет.
В процессе эксплуатации в реакторах циркониевые сплавы подвергаются интенсивному облучению, что может повлиять на их свойства. К ним относятся структурные, физико-химические и коррозионные изменения и превращения. Под действием облучения материалы охрупчиваются, изменяют свою форму, что приводит к возникновению дополнительных напряжений. Взаимодействие материалов ТК и каналов СУЗ с теплоносителем, в качестве которого в реакторах типа РБМК служит вода, может приводить к их наводороживаю и затем к образованию гидридов в материале. Гидриды выступают концентраторами напряжений и способствуют увеличению вероятности трещинообразования и снижению характеристик трещиностойкости. В отечественной и зарубежной литературе на момент написания работы практически отсутствовали сведения о характеристиках трещиностойкости при сроках эксплуатации, превышающих первоначально установленный проектный срок. Данная информация необходима для понимания изменений, протекающих при облучении, и надежного прогнозирования поведения элементов конструкций активной зоны. Поэтому задача исследования циркониевых сплавов после воздействия длительного облучения в реакторах на тепловых нейтронах остается особенно актуальной.
В данной работе проведены механические испытания образцов сплава Э125 канала СУЗ после эксплуатации в течение 36 лет и рассчитаны характеристики трещиностойкости при комнатной и температуре 100 °С. Методами оптической и электронной микроскопии, исследована структура и фазовый состав сплава, а также определено содержание водорода в исследуемых образцах.
Купить

В данной работе был проведен аналитический обзор литературы по вопросу исследования влияния длительного нейтронного облучения в процессе эксплуатации канала СУЗ на структуру и механические свойства циркониевых сплавов.
Методами оптической и электронной микроскопии, испытаний на растяжение кольцевых образцов и вязкость разрушения вдоль осевого и радиального направлений, определения содержания водорода в сплаве, изучены структура, фазовый состав сплава Э125 после длительной эксплуатации в реакторе с различных исследуемых участков по высоте канала, а также кратковременные механические свойства и характеристики трещиностойкости.
Полученные в ходе работы данные могут поспособствовать дальнейшему изучению влияния наводороживания и нейтронного облучения на характеристики трещиностойкости сплава, а также обоснования продления срока службы действующих каналов СУЗ с целью повышения экономической эффективности их эксплуатации.
Купить