Представлены данные о влиянии различных эксплуатационных факторов на работоспособность (надежность) тепловыделяющих элементов (твэлов) водоводяных атомных энергетических реакторов, о статистике и причинах выходов твэлов из строя. Изложены некоторые представления о механизмах разрушений оболочек твэлов, о методах и направлениях исследований и разработок, направленных на совершенствование технологий производства твэлов и конструкций тепловыделяющих сборок, приводящих к снижению количеств или исключению тех или иных видов потенциальных дефектов. Отмечены достижения последних лет по повышению эксплуатационной надежности работы топлива АЭС. Кроме описания состояния работоспособности твэлов в реакторах PWR и BWR значительное внимание уделено конструкции, материалам и условиям эксплуатации твэлов реакторов типа ВВЭР, которые широко используются на российских и украинских атомных электростанциях. Освещены направления совершенствования, повышения эффективности и надежности работы топлива реакторов типа ВВЭР.

Індекс рубрикатора НБУВ: З46-042.2

Рубрики:

Ядерні реактори. Реакторобудування

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

З використанням золь-гель процесів синтезовано ксерогелі на основі фосфоросилікатної матриці, що наповнена наноалмазами. Особливості кристалічної структури та фрактальної агрегації вихідних нанопорошків вивчено методами широко- та малокутового розсіяння рентгенівських променів (ШКРРП і МКРРП відповідно). На основі таких ксерогелів одержано протонпровідні нанокомпозитні матеріали для паливних елементів. Установлено, що дані ШКРРП наноалмазних наповнювачів виявляють картини дифракції, характерні для графітизованих ультрадисперсних наноалмазів або для очищених наноалмазів. Графіки залежності логарифма інтенсивності малокутового розсіяння від логарифма хвильового вектора вказують на наявність мультирівневої фрактальної структури типу поверхневий фрактал/масовий фрактал. З використанням графіків цього типу розраховано характеристики фрактальної структури - значення фрактальної розмірності та радіуси обертання фрактальних агрегатів. Залежність протонної провідності від частоти показали високі значення провідності, які знижуються зі зростанням вмісту наноалмазного наповнювача в нанокомпозитах.

Розглянуто методику розрахунку температур у ТВЕЛ з різними елементами та їх теплофізичними властивостями і енерговиділеннями. Наведено співвідношення для розрахунку температурних перехідних процесів у технологічному каналі. Одержані результати розрахунку використовуються для оцінки допустимого рівня температур у матеріалах ТВЕЛ.

Ключ. слова: топливный элемент, промежуточные температуры, неорганические суперионики, золь-гель нанокомпозиты, гетерополиметаллаты
Індекс рубрикатора НБУВ: Ж620 + З46-042.2

Рубрики:

Нанотехнології

Ядерні реактори. Реакторобудування

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено методику розрахунку теплотехнічної надійності тепловидільного елемента за імпульсного, ступеневого та гармонійного впливів.

Проаналізовано невизначеність результатів, одержаних під час проведення детерміністичних обгрунтувань безпеки ядерних енергоблоків. Обговорено методику аналізу невизначеності, а також проаналізовано максимальну проектну аварію для реактора ВВЕР 1000 з урахуванням аналізу невизначеності вхідних даних.

Дано описание алгоритма расчета температуры в тепловыделяющих элементах ядерного реактора методом конечных разностей.

Розроблено наукові принципи побудови технологічних процесів виготовлення труб-оболонок твел, що забезпечують їх властивості та тривалість експлуатації у активних зонах ядерних реакторів. Визначено механізми структуроутворення та досягнення необхідних властивостей металу в нових технологічних схемах виготовлення зливків, трубної заготовки та труб зі сплаву цирконію з ніобієм. Розвинуто модель зміцнення та структуроутворення в технологічних процесах виробництва труб-оболонок з корозійностійкої сталі з використанням холодної деформації великих ступенів, раціональних режимів термічної та хіміко-технологічної обробки. Запропоновано технологію зерномежевого проектування за рахунок виробництва труб з монокристалів і конструювання низькоенергетичних меж зерен у полікристалах. На базі використання нових засобів обробки одержано зовнішню та внутрішню поверхню труб з показниками шорсткості поверхні та її корозійних властивостей на рівні, що перевищують стандартні. Результати комплексного дослідження властивостей, текстури, фазового складу, орієнтації гідридів, корозійної стійкості, повзучості дослідних партій труб-оболонок зі сплаву цирконію з ніобієм підтвердили їх високу якість, властивості, надійність, можливість промислового виробництва в Україні.

Доведено, що процес електроокиснення водню відбувається в зовнішній частині пористого активного - шару анодно-мембранному блоці (АМБ). Проаналізовано вплив різних параметрів (температури, вологості водню, структури та товщини активного шару) на режими роботи АМБ. Показано, що зростання внутрішнього опору АМБ пов'язане з оборотними критичними режимами зневоднення та затоплення активного. Доведено, що в АМБ з внутрішнім активним шаром зростання внутрішнього опору пов'язане зі зневодненням тонкого шару мембрани з боку анода, а у випадку з зовнішнім активним шаром - зі зневодненням або затопленням порового простору активного шару. За критичних значень густини струму та підвищеної температури водню виявлено автоколивання потенціалу в гальваностатичному режимі, пов'язані з періодичним скипанням води в затоплених порах активного шару у разі підвищення теплової потужності. Модифікацію активного шару здійснено за рахунок удосконалення способу платинування графітового носія за золь-гель технологією, зниження товщини активного шару до розміру часток носія, заміни 50 % графітового носія на вуглецеві нанотрубки.

Рассмотрен модернизированный алгоритм восстановления томограммы ТВС при различных углах облучения коллиматора детектора собственным гамма-излучением твэлов сборки. Выявлены основные факторы, влияющие на качество восстановления ТВС.

Предложена классификация форм поля тепловыделения, отражающая динамику деформации поля при возрастании реактивности. Разработан метод идентификации формы поля тепловыделения на основе измерения показателей процесса теплообмена в камере смешения реактора и использования классификации форм поля.

Обобщены подходы к получению полимерных органо-неорганических гибридных протонпроводящих мембран для топливных элементов золь-гель методом и предложена их классификация. Рассмотрены особенности механизма проводимости в протонпроводящих мембранах. Приведены характеристики гибридных мембран и топливных элементов с их применением и направления исследований в данной области.

Індекс рубрикатора НБУВ: З46-042.2 с18

Рубрики:

Ядерні реактори. Реакторобудування

Шифр НБУВ: Ж64699 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследованы возможности получения стабильных неразъемных соединений сплавов на основе циркония и нержавеющей стали, применяющихся в твелах ряда ядерных реакторов, а также датчиках и щупах приборов контроля и управления реакторов. Методом сварки в твердой фазе получены и исследованы соединения циркония и нержавеющей стали с прослойками из ниобия и меди, позволяющими изделиям работать в коррозионной среде в условиях термоциклирования и при знакопеременных нагрузках. Изучена связь между структурными изменениями композита и его разупрочнением в процессе воздействия на него переменных тепловых полей.

Исследованы повреждаемость и длительная прочность твердооксидного трубчатого топливного элемента при ползучести. Метод решения начально-краевой задачи ползучести и повреждаемости базируется на совместном применении методов R-функций и Рунге-Кутта - Мерсона. Приведен пример расчета ползучести и длительной прочности топливного элемента фирмы Siemens-Westinghouse.

На базі методу лінійних збурень одержано тривимірне рівняння для знаходження критеріїв гідродинамічної нестійкості в активній зоні ядерних реакторів із кульовими тепловиділяючими елементами. Рівняння одержано в припущенні, що проточну частину каналу можна подати як макропористе середовище. Дослідження даного рівняння на власні значення за допомогою методу колокації дозволило визначити критерій гідродинамічної нестійкості як функцію лінійної та нелінійної складової пористого гідродинамічного опору.

Індекс рубрикатора НБУВ: З46-042.2

Рубрики:

Ядерні реактори. Реакторобудування

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Выполнены численные исследования теплообмена при течении гелия и воды сверхкритического давления в семистержневой тепловыделяющей сборке. Проведен анализ локальных характеристик потоков, определены теплонапряженные зоны. Для воды сверхкритического давления определены условия возникновения режимов ухудшенного теплообмена в стационарных и нестационарных условиях.

Представлены результаты численных исследований теплообменных процессов в вертикальном парогенерирующем канале и тепловыделяющей сборке при равномерной и неравномерной по длине каналов тепловой нагрузке. Показано влияние неравномерности энерговыделения на изменение локальных характеристик теплоносителя.