ОБЪЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

n tи = Km tк

m Рдоп = 0,95 Рдоп = 0,99 Рдоп = 0,999 = 0,8 = 0,9 = 0,8 = 0,9 = 0,8 = 0,9

01234

31,458,383,5108131

44,875,7104130156

159296424546665

228385526661791

16102990428055206720

23003890532066807990

(m = 0)К0 = ln (1 – ) / ln Рдоп

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

Свойства материалов

твэлов

Разработка программы анализа и расчеты

Сравнение с экспериментом

Нет

Да Обоснование конструкции

твэла

ТВС реактора РБМК

Общий вид твэла РБМК

Вариант конструкции твэла РБМК

Эволюция конструкции ТВС ВВЭР

Cap

Lower grid(with fuel rod splinting)

Bundle(stainless GCh and SGr)

FA

AFA

Cap(removable one,increased strokeof spring unit)

Bundle(zirconium GCh and SGr)

TVS-2

Cap(removable one,increased strokeof spring unit,increased regidityof cladding,improvedtermocontrol)

Lower grid(collet connection of fuel rods)Lower grid

(increased thickness, collet connection offuel rods)

Bundle(zirconium rigidskeleton, zirconium SGr ofenlarged heightand cell with wall thickness0,3 mm, channels of alloy,Э635)

Shortened cap(removable one,increased strokeof spring unit,increasedregidity of,cladding, improved termocontrol)

TVS-2М

Tail-piece(shortened one)

Bundle (zirconium rigid skeleton,zirconium SGr,of enlarged heightand cell with wallthickness 0,3 mm,channels of alloy Э635,optimized number ofzirconium SGr, fuel stackheight increased by150 mm)

50

мм

10

0 м

м

Lower grid(collet connection of fuel rod)

Составные части ТВС ВВЭР

10

TVSTVS--2 design and its fragments2 design and its fragments

Tailpiece

Cap

TVS-2

SGr fragment

TVS-2 skeleton

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 твэловХарактеристика РБМК–1000 ВВЭР–1000 БН–600

Давление теплоносителя, МПаВходВыход

8,07,5

16,216,0

0,640,15

Температура теплоносителя, 0СВходВыход

265289

290322

377580

Скорость теплоносителя, м/с 20 6 10

Максимальная температура оболочки, 0С 305 350 707

Максимальная линейная нагрузка, Вт/см 325 490 510

Оболочка твэла, ммВнешний диаметрТолщина

13,60,75

9,10,65 — 0,7

6,90,4

Среднее выгорание, ГВт/с.т 18 45 10

Максимальный поток нейтронов (Е0,1 Мэв), 1/см2с

8.1013 2.1014 3.1015

Макс. флюенс нейтронов (Е0,1 Мэв), 1/см2 2,5.1021 2.1022 2,4.1023