Оболочки для тепловыделяющих элементов

Металлический цирконий и сплавы. Металлический цирконий, не содержащий гафния, и его сплавы применяются преимущественно в атомной энергетике для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), теплообменников и других конструкций ядерных реакторов, которые не должны поглощать, нейтроны и обладать высокой стойкостью против действия ядерных излучений при повышенной температуре. [c.308]

Бериллий удовлетворяет основным требованиям к конструкционным материалам ядерных реакторов, поэтому его используют в качестве замедлителя и отражателя нейтронов, как материал оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) с рабочей температурой до 500—600° С. [c.14]

Для уменьшения деформации в условиях эксплуатации труб-оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) атомных электростанции (АЭС) под влиянием радиации трубы подвергают предварительной холодной деформации (порядка 20 %) без последующей механической обработки. В работе [96] рассмотрены перспективные методы неразрушающего контроля степени холодной деформации. Наиболее эффективным признан метод контроля динамической твердости, т.е. определение скорости отскока бойка динамического твердомера (см. разд. 7.6). Однако этот метод оставляет на поверхности отпечаток глубиной около 0,2 мм, таким образом, он, строго говоря, не является полностью неразрушающим. Поэтому исследовались также другие методы. [c.792]

Описанными методами исследована анизотропия таких материалов, как уран и его сплавы, циркониевые сплавы для оболочек тепловыделяющих элементов атомных реакторов и ряда других. [c.820]

Нормальные волны возникают и в трубопроводах, причем как в объеме заполняющих их жидкости или газа, так и в стенках труб, а также в различных протяженных элементах конструкций. При распространении в жидкости или газе напряжения на границе среды с трубой не исчезают, близки к нулю смещения частиц среды у границы. Оболочки тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, топливные сердечники высокотемпературных реакторов, трубчатые, стержневые и пластинчатые элементы конструкций - характерные объекты, для контроля которых используются нормальные волны. [c.57]

АЭ-метод оказался плодотворным также при испытаниях на термическую усталость циркониевых оболочек тепловыделяющих элементов для энергетических атомных реакторов типа ВВЭР-1000 как в исходном, так и в облученном большими флюенсами быстрых нейтронов (более нейтрон / м ). [c.250]

Для атомной техники сплавы, содержащие рений,— перспективный конструкционный материал. Еще в 1963 г. стали делать цельнотянутые трубки из сплава вольфрама с 26% рения. Их назначение — стать оболочками тепловыделяющих элементов и некоторых других деталей, работающих в реакторах при температуре от 1650 до 3000° С. [c.198]

Цирконий пмеет очень низкое эффективное сечение захвата тепловых нейтронов, что делает его наилучшим металлом для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Другая важная область применения циркония (5% годовой продукции, исчисляемой тысячами тонн) — производство порошка для одноразовых ламп-вспышек. [c.332]

Перспективной областью применения молибденовых сплавов является атомная энергетика. В ряде европейских и американских проектов предусматривается применение молибдена и сплава TZM в ядерных реакторах в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и пружинных деталей, работающих в жидких щелочных металлах. [c.396]

Образцы представляли собой ребристые трубки, аналогичные трубкам, составляющим оболочки тепловыделяющих элементов реактора 01. Их размеры 150 X 15 X 1,6 мм. [c.40]

В табл. 6 приведены результаты коррозионных испытаний циркония и его сплавов в условиях, имитирующих работу оболочек тепловыделяющих элементов в водо-водяных реакторах. [c.128]

Окись бериллия стала важным материалом для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) атомных реакторов. В твэлах особенно велика плотность нейтронного потока, самая высокая температура, самые большие напряжения и коррозионная активность. Поскольку уран коррозионно неустойчив и недостаточно прочен, его приходится защищать специальными оболочками, как правило, из ВеО. [c.63]

Исключительно высокие температуры плавления борида гафния (3250° С) и карбида гафния позволяют использовать эти соединения в качестве специальных огнеупорных материалов. Борид гафния перспективен для изготовления отдельных деталей, применяемых в ракетостроении [31], и органов регулирования ядерных реакторов, а карбид гафния — в качестве оболочек тепловыделяющих элементов ядерных ракетных двигателей. [c.354]

Алюминий уместен и в активной зоне реактора [69, 92]. Значительные количества его используются в тепловых реакторах как материал для оболочек тепловыделяющих элементов, испытывающих нагрев из-за выхода радиоактивных продуктов деления алюминий предотвращает возможную реакцию тепловыделяющих элементов реактора с водой. Водоохлаждаемые реакторы требуют материалов, стойких по отношению к воде, нагретой до 250— 350° С. Иногда высказываются сомнения в стойкости алюминия (особенно лри температуре воды выше 300°С). Тем не менее, в литературе подчеркивается пригодность в этих случаях алюминиевых сплавов с 1% кремния наряду с железом (в некоторых случаях требуется предварительная термическая обработка сплава) с 2% никеля и 0,5% железа при 0,2% кремния или с 2% никеля и 2% меди, а также с 1% никеля в материале 5АР, изготовленном методом порошковой металлургии. [c.540]

Сплавы алюминия применимы для оболочек тепловыделяющих элементов, охлаждаемых другими агентами — углекислым газом при температуре около 400° С, органическими веществами — дифенилом и трифенилом при ЗОО—350° С или жидким натрием при температуре до 400° С. [c.540]

Данные о сухих процессах, испытанных в лабораториях или на опытных установках, приведены в табл. 8. 12. Эти процессы делятся на две основные категории. К первой категории относится дистилляция фторидов при относительно низкой, около 100° С, температуре. Ко второй относятся пирометаллургические процессы при температурах, близких или превышающих температуру плавления топлива (более 1130° С) в случае тепловыделяющих элементов из металлического урана. Ири всех описываемых здесь сухих процессах требуется предварительное механическое или химическое удаление оболочек тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. Дистилляция фторидов применяется для отделения металлического урана от плутония и продуктов деления путем возгонки более летучего UFg. Вероятно, таким способом [c.347]

Наличие оболочки тепловыделяющих элементов Есть Нет [c.34]

Особо чистой должна быть углекислота, используемая как теплоноситель (главным образом, в Англии и Франции) в ядерных реакторах. Для этого очень тщательно удаляют водяные пары, так как вода является источником водорода, который, диффундируя сквозь защитную оболочку тепловыделяющего элемента, образует гидриды урана и циркония. Такую углекислоту получают фракционированной возгонкой в вакууме или низкотемпературной дистилляцией чистой жидкой углекислоты с применением вымораживания. Малые количества СО2 удобно получать термическим разложением чистого карбоната магния при 540° в трубчатой электропечи. Достоинство этого метода в том, что в продукте не содержится паров влаги в отличие от углекислоты, получаемой термическим или кислотным разложением бикарбоната натрия. В углекислоте высшей чистоты, получаемой в промышленных масштабах, содержание Н2О, N2, СО, Нг, О2 и Аг не превышает 10 — 10 %. [c.107]

Считалось, что магний малопригоден в качестве компонента сплава для оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов), так как он довольно интенсивно поглощает нейтроны. Измерения на более чистых образцах магния показали, что сечение захвата тепловых нейтронов у него меньше, чем у алюминия. [c.146]

Уран настолько химически активен, что применение блоков горючего без защитной оболочки даже из сплавов урана маловероятно. Однако повышенная коррозионная стойкость желательна, чтобы воспрепятствовать сильному загрязнению системы охлаждения в случае разрушения оболочки тепловыделяющего элемента. Поиски сплавов, обладающих требуемой коррозионной стойкостью, ведутся в основном эмпирически и требуют большого количества экспериментальных исследований. Создание таких сплавов осложняется и тем, что наилучшие свойства чаще всего достигаются путем введения нескольких легирующих добавок. [c.431]

Причиной аварии явилось повреждение оборудования и ошибочные действия персонала при несовершенной системе измерений параметров, в результате чего на несколько часов было нарушено охлаждение активной зоны реактора и температура с нормального значения 315°С резко поднялась до 1400°С. При этом верхняя часть активной зоны была осушена, циркалоевые оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов) разрушались, а содержавшиеся в них урановое топливо и продукты его деления попали в корпус реактора и в систему трубопроводов первого контура. [c.19]

При расплавлении активной зоны в первые 200 мс фазы потери теплоносителя после понижения давления насыщенного пара вода начинает кипеть. Возникающая при этом пленка препятствует теплопередаче и ведет тем самым в первые секунды с начала аварии к повышению температуры топливных сборок. Если в ходе этого процесса температура оболочки тепловыделяющегося элемента превыша- [c.101]

Многие действующие реакторы имеют трубки водяного охлаждения и оболочки тепловыделяющих элементов из алюминия. В случае высоких температур и при применении в качестве теплоносителей жидких металлов алюминий непригоден. Сталь 1Х18Н9Т используется в тех случаях, когда требуются высокая прочность и химическая стойкость 1при вЫ(Соких температурах. [c.45]

Во время работы реактора, если оболочки тепловыделяющих элементов не повреждены, основными отходами являются использованные теплоносители (вода, воздух). Радиоактивные изотопы в теплоносителях образуются при облучении нейтронами материала теплоносителя, примесей, продуктов коррозии и конструкционных материалов реактора. Спектр возникающих при этом радиоактивных изотопов чрезвычайно широк. Наиболее высокоактивные отходы образуются при обработке облученного топлива, полученного в течение года на р>еакторе мощностью 1 ГВт год электроэнергии 5 Ю ГБк (обрезки аетивированных оболочек, плутоний), криптон-85—1 10 ГБк, йод-129—37 ГБк, тритий—7- 10 ГБк, углерод-14—7- 10 ГБк. 314 [c.314]

Применение. Сплавы на основе Ц. нашли широкое применение в ядерной энергетике для элементов конструкции активной зоны ядерных реакторов на тепловых нейтронах — оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов), каналов, кассет, активационных решеток. В сплавы на основе Ц. входят также N5, 8п, ре, Сг, N1, Со и Мо, а Ц. является компонентом ряда сплавов на основе Mg, Т1, N1, Но, ЫЬ и других металлов, служащих в качестве конструкционных материалов для летательных аппаратов, для изготовления обмоток сверхпроводящих магнитов. На основе оксида Ц. или циркона изготовляют, цирконистые огнеупоры для сталелитейной и алюминиевой промышленности, для плавки платины, палладия и других металлов, для футеровки высокотемпературных печей, высокотемпературной изоляции. Ц. используется для изготовления пьезокерамических материалов. В химическом машиностроении Ц, применяется в качестве коррозионностойкого материала. Присадки Ц. служат для раскисления стали и удаления из нее серы, порошкообразный Ц. применяется в пиротехнике, производстве боеприпасов (трассирующие пули, детонаторы), сульфат Ц. употребляется в качестве дубителя в кожевенной промышленности. Подробную сводку о производстве, применении Ц. и его минерально-сырьевых ресурсах в начале 60 гг. см. у Каганович. [c.447]

Высокая электропроводность алюминия позволяет использовать его для изготовления проводов, кабелей, электротехнических шин и т. д. Относительно низкое сечение захвата тепловых нейтронов и малая чувствительность структуры и свойств к радиационным воздействиям, хорошая коррозионная стойкость в средах-теплоносителях позволяют использовать алюминий и некоторые его сплавы в атомном реакторо-строении для изготовления защитных оболочек тепловыделяющих элементов, трубопроводов и т. д. Наиболее часто используют технический алюминий в реакторах с водяным охлаждением прн температурах до 130 С. С середины 20-х годов началось широкое применение алюминия и его сплавов в авиастроении. Чистый алюминий применяют главным образом в виде фольги для сотовых конструкций. Высокопрочные сплавы систем А1—Си—и А1—2п——Си используют для силовых элементов планера и крыльев самолетов. Ковочные и жаропрочные сплавы используют для изготовления шасси, лопастей воздушных винтов, шпангоутов, а также для различных деталей двигателей. Около 70 % материалов, применяемых в современных дозвуковых самолетах, Приходится на алюминиевые сплавы. [c.168]

В атомной энергетике цирконий б Jaгoдapя высоким коррозионным свойствам, малому поперечному сечению захвата тепловых нейтронов, хорошим механическим свойствам и высокой жаропрочности используют для оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов). [c.259]

Цирконий стоек в воде высокой чистоты под давлением, и поэтому его сплав циркалой 2 применяется в реакторостроении для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов [73]. [c.453]

Основным конструкционным материалом первого контура ВВЭР является аустенитная хромоникелевая сталь 08Х18Н10Т. Кроме этого, в контуре имеются узлы, изготовленные из стали перлитного класса, например, из стали 20. Оболочки тепловыделяющих элементов изготовлены из сплава циркония с 1 % ниобия (сплав Н-1). В активной зоне также применяется сплав циркония с 2,5 % ниобия (сплав Н-2,5). Корпус реактора изготовляется из высокопрочной стали 48ТС-2 или 15Х2НМ. Для предотвращения загрязнения теплоносителя продуктами коррозии на корпус реактора наплавляется слой из аустенитной стали. [c.208]

Технология переработки реэкстрактов циркония (и гафния) предусматривает осаждение кристаллогидратов тетрафторида циркония, их сушку и последуюш,ую дегидратацию, сублимационный аффинаж тетрафторида циркония и металлотермическую плавку сублимированного тетрафторида циркония с кальцием. Требования к химической чистоте циркония и зависяш им от нее физическим свойствам настолько высоки, что металлургическая промышленность при использовании стандартного оборудования не обеспечивает их выполнение. Например, цирконий, полученный металлотермическим восстановлением в графитовых печах, содержит некоторое количество карбидов циркония, вследствие чего сильно меняется ударная вязкость металла и изготовленные из него оболочки тепловыделяющих элементов ядерного реактора не соответствуют техническим требованиям. Поэтому технология кальцийтермического восстановления циркония из тетрафторида циркония была модифицирована на основе прямого индукционного нагрева шихты ZrF4 -Ь 2Са с использованием технологии холодного тигля . Эта технология была в дальнейшем применена для производства других редких и редкоземельных элементов. [c.688]

Конструкционные материалы. Кроме топлива и теплонб-сителя, во всех реакторах применяются конструкционные материалы для оболочек тепловыделяющих элементов или для других целей. Эти конструкционные материалы при высокой температуре и облучении должны обладать соответствующей механической прочностью, а также иметь достаточно малое сечение захвата нейтронов. Наиболее щироко применяемыми конструкционными материалами являются нержавеющая сталь и различные сплавы алюминия или циркония. Наиболее подходящи для этой цели сплавы циркония, поскольку они имеют малое сечение захвата, обладают хорошими механическими свойствами, а также устойчивы против коррозии. [c.13]

Ванадий. Области применения ванадия и его соединений полностью еще не определились. Наибольщий интерес он представляет для ряда отраслей новой техники, например, для реакторостроения, поскольку обладает малым поперечным сечением неупругого рассеяния и одновременно имеет достаточно высокие свойства при повыщенных температурах. В связи с этим ванадий в виде бесшовных трубок применяют для теплообменников и оболочек тепловыделяющих элементов атомных реакторов [43], в частности, он использован в качестве внутренней оболочки трубчатых ТВЭЛ реакторов на быстрых нейтронах в Даунри (Англия) [6]. [c.354]

Не все нейтроны, образовавшиеся из делящегося материала, захватываются топливом для поддержания цепной реакции или для получения делящегося материала. Потери происходят из-за утечек и вредного поглощения в замедлителе, теплоносителе, продуктах деления и в конструкционных материалах реактора (трубках теплоносителя, оболочках тепловыделяющих элементов и др.). Кроме того, некоторая часть нейтронов, образующихся внутри реактора, уходит через его внешнюю поверхность. Чтобы избежать этих потерь, материалы, используемые для конструирования реакторов, ндряду с другими качествами должны иметь наименьшие сечения захвата нейтронов. В тепловых реакторах утечка нейтронов меньше, чем в реакторах на быстрых нейтронах, при этом чем больше размеры реактора, тем меньше утечка. Все же эта потеря.не может быть сведена к нулю, так как нет материала, полностью непроницаемого для нейтронов. [c.68]

Сплавы тантала с вольфрамом и гафнием применяют в узлах реактивных двигателей. Сплав тантала с 10% W, содержащий ничтожное количество металлических и газовых примесей, при температурах до 2800° С не уступает по прочности вольфраму, а по сопротивлению окислению превосходит его в 10 раз. Из сплава тантала с вольфрамом способом электроннолучевой плавки получают слитки диаметром 127—178 мм, длиной 1066—1800 мм и весом до 680 кг, из которых изготовляют полуфабрикаты в виде прутков, проволоки и листов (ширина листа 762 мм). Из этого сплава изготовляют детали камеры сгорания и реактивное сопло двигателей, а также передние кромки оперения самолета [59, 60]. Танталовый сплав, содержащий 8%W и 2% Hf, имеет наибольшую удельную прочность при высоких температурах в сравнении со всеми другими легко обрабатываемыми жаропрочными металлами. Однако йри температуре выше 425° С при продолжительном использовании на воздухе его необходимо защищать от окисления. Этот сплав предназначен для изготовления трубок высокоскоростных самолетов [61]. Сплав марки Т-111, содержащий 90%Та, 87oW и 10%Ш, применяют для деталей, подвергающихся аэродинамическому нагреву, а также для камер сгорания и сопел реактивных двигателей [62]. Трубки малого диаметра для ракет двигателей изготовляют из сплавов Та — 10% W, Та — 8% W и 2% Hf. Стойкость тантала в расплавленных щелочных металлах позволяет использовать его в ракетостроении в виде бесшовных трубок малого диаметра для теплообменников и оболочек тепловыделяющих элементов и других деталей [1, 43]. [c.357]

Интересные возможности открываются для применения магния в области реакторостроения. Магний, как и алюминий, бериллий и цирконий, обладает небольшим сечением поглощения тепловых нейтронов. Магниевый сплав с 1% алюминия и 0,05% бериллия применяют как материал для оболочек тепловыделяющих элементов в реакторах с газовым (углекислый газ) теплоносителем. В колдерхольском реакторе магний находится в соприкосновении с углекислым газом (теплоносителем), который поступает в реактор при температуре 140° С и давлении 7 ат, а покидает его с температурой 330° С [121], По сравнению с отлитым и мундштучнопрес-сованным магнием предпочитается материал, изготовленный способом порошковой металлургии [122]. [c.553]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология