ОБЪЕМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ n tи = Km tк m 0 1 2 3 4 К0 = ln (1 – ) / ln Рдоп Рдоп = 0,95 Рдоп = 0,99 = 0,8 = 0,9 = 0,8 = 0,9 31,4 44,8 159 228 58,3 75,7 296 385 83,5 104 424 526 108 130 546 661 131 156 665 791 (m = 0) Рдоп = 0,999 = 0,8 = 0,9 1610 2300 2990 3890 4280 5320 5520 6680 6720 7990 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 Нет Обоснование конструкции твэла Да Сравнение с экспериментом Свойства материалов твэлов Разработка программы анализа и расчеты ТВС реактора РБМК Общий вид твэла РБМК Вариант конструкции твэла РБМК Эволюция конструкции ТВС ВВЭР AFA TVS-2 Cap Cap (removable one, increased stroke of spring unit) Bundle (stainless GCh and SGr) Bundle (zirconium GCh and SGr) TVS-2М Cap (removable one, increased stroke of spring unit, increased regidity of cladding, improved termocontrol) Shortened cap (removable one, increased stroke of spring unit, increased regidity of, cladding, improved termocontrol) 50 мм FA Bundle (zirconium rigid skeleton, zirconium SGr of enlarged height and cell with wall thickness 0,3 mm, channels of alloy, Э635) Bundle (zirconium rigid skeleton, zirconium SGr, of enlarged height and cell with wall thickness 0,3 mm, channels of alloy Э635, optimized number of zirconium SGr, fuel stack height increased by150 mm) Lower grid Lower grid (with fuel rod splinting) (increased thickness, collet connection of fuel rods) (collet connection of fuel rods) Lower grid (collet connection of fuel rod) 100 мм Lower grid Tail-piece (shortened one) Составные части ТВС ВВЭР TVS-2 design and its fragments Cap SGr fragment TVS-2 skeleton Tailpiece TVS-2 10 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 твэлов Характеристика РБМК– 1000 ВВЭР–1000 БН–600 Давление теплоносителя, МПа Вход Выход 8,0 7,5 16,2 16,0 0,64 0,15 Температура теплоносителя, 0С Вход Выход 265 289 290 322 377 580 Скорость теплоносителя, м/с 20 6 10 Максимальная температура оболочки, 0С 305 350 707 Максимальная линейная нагрузка, Вт/см 325 490 510 Оболочка твэла, мм Внешний диаметр Толщина 13,6 0,75 9,1 0,65 — 0,7 6,9 0,4 18 45 10 8.1013 2.1014 3.1015 2,5.1021 2.1022 2,4.1023 Среднее выгорание, ГВт/с.т Максимальный поток нейтронов (Е0,1 Мэв), 1/см2с Макс. флюенс нейтронов (Е0,1 Мэв), 1/см2