Реактор ВВЭР-1000

Начертательная геометрия
Лабораторные работы по черчению
Энергетика
Реактор ВВЭР-1000
Математика
Решение задач контрольной работы
  • Найдите производные функций
  • Исследовать на экстремум функцию
  • Найти объем тела,
  • Найти частное решение уравнения
  • Написать первые три члена ряда
  • Интеграл Римана.
  • Вычисление определенного интеграла.
  • Приложение определенного интеграла
  • Объем тел в пространстве, площадь
    поверхности вращения
  • Найти область определения функции
  • Предел последовательности
  • Дифференцирование функции
    одной переменной
  • Понятие дифференциала
  • Применение производной к исследованию
    функций
  • Правило Лопиталя
  • Исследование функций и построение
    графиков
  • Интегральное исчисление функции
    одной переменной
  • Основные методы интегрирования
  • Метод интегрирования по частям
  • Интегрирование рациональных дробей
  • Интегрирование тригонометрических
    дробей
  • Определенный интеграл
  • Интегрирование по частям
  • Найти площадь фигуры,
    ограниченной линиями
  • Найти объем тора, образованного
    вращением круга
  • Классы САПР
  • Техническое обеспечение САПР
  • Основными устройствами ввода-вывода
  • Применение телекоммуникационных
    технологий в САПР
  • Обеспечение техники безопасности
  • НОРМАТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТОВ
  • Использование системы «КОМПАС»
    в технологическом проектировании
  • Использование библиотек при
    технологическом проектировании
  • Система «ГЕКТОР АРМ ППР»
  • Работа с модулем выбора и привязки кранов
  • Работа с модулем проектирования
    складирования конструкций
  • Работа с модулем проектирования 
    бытового городка
  • Элемент выдавливания
  • Элемент вращения
  • Элемент кинематическая операция
  • Элемент по сечениям
  • ЭЛЕМЕНТЫ МАШИННОЙ  ГРАФИКИ
  • Геометрические построения в системе
    КОМПАС 3D V8
  • Практические задания к урокам
    инженерной графики
  • Построение контура детали
  • Нанесение размеров
  • Построение сопряжений.
  • Построение чертежей геометрических тел
  • Создание чертежа модели
  • Типы и классификация изображений. Разрезы
  • Построение модели и создание её чертежа
    с применением разрезов
  • Параметрический режим работы в КОМПАС-3D
  • Создание объёмной модели
  • Расширения файлов КОМПАС-3D
  • Основы работы с Компас 3D
  • Массивы элементов
  • Построение тел вращения
  • Получение проекционных чертежей
  • Плоскостное моделирование
  • ПРИЕМЫ РАБОТЫ С ДОКУМЕНТАМИ
  • ПРИЕМЫ СОЗДАНИЯ ОБЪЕКТОВ
  • СОЗДАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
    ОБЪЕКТОВ
  • ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ
  • ПРИМИТИВЫ
  • СОПРЯЖЕНИЯ
  • ФЛАНЦЫ
  • ПЛОСКАЯ МОДЕЛЬ
  • КРЕПЕЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ.
  • ВОЗМОЖНОСТИ СРЕДЫ.
    ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС
  • Выполнение чертежей
  • ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИЙ ЧЕРТЕЖА.
  • ПОСТРОЕНИЕ ВИДОВ ДЕТАЛИ
  • ПОСТРОЕНИЕ ПЛОСКОЙ ДЕТАЛИ
    ПО ЧАСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
  • ПОСТРОЕНИЕ ВИДОВ ПО МОДЕЛИ
  • Твердотельное моделирование
  • Построение модели детали «Ребро»
  • Параметризация модел
  • Построение чертежей на базе
    трехмерных моделей деталей
  • Системы координат
  • СПОСОБЫ ВВОДА КООРДИНАТ
  • ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
  • Пример расчета посадки с натягом
  • РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ  ПОСАДОК
  • ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ  КАЧЕНИЯ
  • ВЫБОР ПОСАДОК  ДЛЯ ШПОНОЧНЫХ 
    СОЕДИНЕНИЙ
  • ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ  РЕЗЬБОВЫХ 
    СОЕДИНЕНИЙ
  • РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ  ЦЕПЕЙ
  •  

    Кассеты с уран – гадолиниевым топливом, в отличие от кассет с урановым топливом, которые содержат 312 твэлов, содержат 306 твэлов и 6 так называемых твэгов, расположенных по краям ТВС. Твэги – это топливные элементы, где в качестве топлива используется смесь диоксида урана (UO2) и оксида гадолиния (Gd2O3). Содержание оксида гадолиния в смеси составляет 5±2%. При использовании в активной зоне реактора кассет с уран – гадолиниевым топливом не применяются пучки СВП – в качестве выгорающего поглотителя служит гадолиний, который находится прямо в топливе. Это снижает стоимость и время проведения ТТО по перегрузке топлива. Кроме того, стержни СВП (CrB2+Al - диборид бора в алюминиевой матрице) искажают поле энерговыделения по радиусу ТВС. Использование в активной зоне реактора кассет с уран – гадолиниевым топливом позволяет существенно выровнять поле энерговыделения по радиусу ТВС.

    Новые ПС СУЗ типа 0401.12.04.000 и 496.00.070 имеют ту же поглощающую способность, что и применяемые ранее, но утяжелены (300 мм в нижней части занимает титанат диспрозия Dy2O3·TiO2). При этом вес кластера увеличился на 2,5 кг – с 16 кг до 18,5 кг. Применение утяжелённых кластеров позволит сократить время падения ОР СУЗ на нижние выключатели при срабатывании аварийной защиты (согласно требованиям ТРБЭ, это время не должно превышать 4 секунды). Предполагается также использовать в нижней части ПС СУЗ в качестве утяжелителя гафний (Hf). Вес такого кластера будет составлять 21,2 кг.

    Изначально топливные таблетки не имели отверстий внутри, их диаметр составлял 7,53 мм, а высота 10 мм (см. рис. 27 а)) Затем увеличилась высота топливных таблеток до 18 мм (см. рис. 27 б)), внутри появилось отверстие для снижения температуры диаметром 1,4 мм (см. рис. 27 б)). Дальнейшая

    эволюция топлива привела к следующим изменениям:

    ● Снижена высота топливной таблетки (до 12 мм) (см. рис. 27 с))

    ● Увеличен диаметр внутреннего отверстия таблетки (с 1,4 мм до 2,2 мм) (см. рис. 27 с))

    ● В таблетках выполнена внутренняя фаска (см. рис. 27 с))

    ● Увеличена плотность топлива

    ● Выполнено напыление на внутреннюю поверхность твэл

    ● Увеличен начальный газовый объём под твэл с 18 см3 до 30,5 см3

    ● Увеличено давление гелия внутри твэла с 2х105 Па до 22 х105 Па

    Рассмотрим влияние данных изменений на прочностные и механические характеристики топлива и оболочки ТВЭЛ.

    Увеличение высоты таблетки: значительно снижает при нормальных условиях эксплуатации долю выхода под оболочку ТВЭЛ газообразных и летучих продуктов деления топлива. Так, при Т UО2 < 1690 °С, за счет снижения суммарной площади поверхности таблеток, эта доля уменьшается с 5% до 2%. Однако это предъявляет более жесткие требования к скорости изменения нагрузки РУ из-за возможности растрескивания топливных таблеток по высоте.

    Использование увеличенного диаметра внутреннего отверстия:

    - снижает аккумулированную теплоёмкость топлива;

    - снижает внутренние температурные напряжения и деформации в топливе;

    - увеличивает допустимые глубины выгорания.

    Использование в таблетках внутренней фаски: снижает вероятность возникновения точечных контактных напряжений между оболочкой и топливом вследствие растрескивания таблеток.

    Снижение плотности топлива: облегчает накопление газообразных продуктов деления в керамической матрице без выхода их под оболочку ТВЭЛ при практически неизменном коэффициенте теплопроводности топлива.

    Напыление чистого циркония на внутреннюю поверхность ТВЭЛ: снижает опасность химической коррозии под напряжением на границе цирконий - ниобиевых зерен со стороны агрессивных продуктов деления топлива в (J, Cd, Cs и др.), за счет постепенного образования пленки диоксида циркония ZrO2. Пленка диоксида циркония создается при взаимодействии чистого циркония с высвобождающимся из топлива кислородом и является абсолютно устойчивой к агрессивным летучим продуктам деления до температур 8000С. В этом случае необходимо некоторое время, для постепенного окисления чистого циркония, при этом, соответственно не происходит разрушения основной оболочки. Наличие защитной пленки ZrO2 также позволяет более эффективно длительно удерживать нарабатываемые анионы йода до образования ими с катионами цезия соединение CsJ - уже не опасного для оболочки (цезий является еще одним продуктом деления, выход которого в 10 раз превышает выход йода).

    Такие оболочки ТВЭЛ (созданные методом совместного прессования) появившиеся в 1987 году, предъявляют дополнительные требования к Кv - коэффициентам неравномерности энерговыделения по объему активной зоны, так как, в отличие от сплава циркония с ниобием, чистый цирконий имеет на 6...8% больший коэффициент теплового расширения и имеется вероятность его отслоения, особенно в быстрых переходных процессах.

    Увеличение начального свободного газового объема под ТВЭЛ с 18,0 см3 до 30,5 см3: значительно облегчает накопление летучих продуктов деления (при 100% мощности РУ свободный объем составляет 21,8 см3), особенно при условии увеличенного начального давления гелия, что снижает максимально достигаемое давление под ТВЭЛ в конце кампании топлива.

    Увеличение давление гелия внутри твэла:

    - улучшает теплопроводность газового слоя;

    - уменьшает возможность резких контактов оболочка/топливо;

    - уменьшает локальные сгибы оболочки при распухании топлива;

    - уменьшает точечные напряжения от растрескавшихся таблеток, за счет общего растягивающего давления;

    - убирает эффект “наползания” оболочки при гидроиспытаниях I контура (когда под действием давления происходит деформация оболочки твэла по форме топливных таблеток).

    При этом более высокие уровни давления под ТВЭЛ в конце их кампании компенсируются увеличением свободного газового объема.

    Технические характеристики.

    В приведённых ниже таблицах указаны характеристики ТВС, ПС СУЗ, пучков СВП, твэл.

    Таблица 7 Характеристики кассет с урановым топливом

    Характеристика

    Значение

    1. Тип кассет

    0401.03.00.000 с урановым топливом

    0401.12.00.000 с урановым топливом

    496.00.000 с урановым топливом

    2. Количество твэлов, шт.

    312

    312

    312

    4. Топливо, используемое в твэлах

    Спечёная двуокись урана (UO2)

    Спечёная двуокись урана (UO2)

    Спечёная двуокись урана (UO2)

    6. Материал оболочек твэлов

    Сплав циркония Э 110

    Сплав циркония Э 110

    Сплав циркония Э 110

    7. Материал дистанционирующих решёток

    Сталь 06Х18Н10Т

    Сплав Э 110

    Сплав Э 110

    8. Материал направляющих каналов

    Сталь 06Х18Н10Т

    Сплав Э 110

    Сплав Э 110

    Таблица 8 Характеристики кассет с уран - гадолиниевым топливом

    Характеристика

    Значение

    1. Тип кассет

    0401.12.00.000 с уран - гадолиниевым топливом

    496.00.000 с уран - гадолиниевым топливом

    2. Количество твэлов, шт.

    306

    306

    3. Количество твэгов, шт.

    6

    6

    4. Топливо, используемое в твэлах

    Спечёная двуокись урана (UO2)

    Спечёная двуокись урана (UO2)

    5. Топливо, используемое в твэгах

    Спечёная двуокись урана (UO2) с добавлением оксида гадолиния (Gd2O3)

    Спечёная двуокись урана (UO2) с добавлением оксида гадолиния (Gd2O3)

    6. Материал оболочек твэлов и твэгов

    Сплав циркония Э 110

    Сплав циркония Э 110

    7. Материал дистанционирующих решёток

    Сплав циркония Э 110

    Сплав циркония Э 110

    8. Материал направляющих каналов

    Сплав циркония Э 110

    Сплав циркония Э 110

    Таблица 9 Характеристики ПС СУЗ.

    Характеристика

    Значение

    1. Тип ПС СУЗ

    0401.01.04.000

    0401.12.04.000

    496.00.070

    2. Количество ПЭЛ, шт.

    18

    18

    18

    3. Поглощающий материал

    В4С – карбид бора

    В4С и Dy2O3·TiO2 – карбид бора и титанат диспрозия

    В4С и Dy2O3·TiO2 – карбид бора и титанат диспрозия

    4. Плотность поглощающего материала, г/см3, не менее

    В4С – 1,7

    В4С – 1,7

    Dy2O3·TiO2 – 4,9

    5. Высота столба поглощающего материала, мм, номинальная

    3710

    3500 (из них 300 мм - Dy2O3·TiO2, остальные 3200 мм - В4С)

    6. Материал оболочек ПЭЛов

    Сталь 06Х18Н10Т

    Сталь 06Х18Н10Т

    7. Масса номинальная, кг

    16

    18,5

    8. Обозначение кассет, в состав которых входит данный тип ПС СУЗ

    0401.03.00.000-01, -04

    04.01.12.00.000

    496.00.000-12, -18, -32

    Таблица 10 Характеристики пучков СВП

    Характеристика

    Значение

    1. Количество СВП, шт.

    18

    2. Поглощающий материал

    CrB2+Al (диборид бора в алюминиевой матрице)

    3. Плотность поглощающего материала по бору, г/см3, номинальная

    0,064; 0,050; 0,041; 0,036; 0,020,

    в зависимости от типа СВП

    4. Высота столба поглощающего материала, мм, номинальная

    3550

    5. Материал оболочек СВП

    Сплав циркония Э110

    6. Масса номинальная, кг

    21

    Таблица 11 Общие характеристики ТВС, используемых для загрузки в активную зону реакторов типа ВВЭР-1000.

    Наименование параметра, размерность

    Значение

    Размер ТВС "под ключ", см

    23,4

    Длина всей ТВС, мм

    4665±2,5

    Количество ТВЭЛ в тепловой сборке, шт.

    312

    Количество нетопливных трубок в топливной сборке шт. в том числе:

    а) количество трубок размером 12,6х0,8 мм для размещения поглотителей;

    б) трубка 10,3х0,65 мм в центре топливной сборки

    18

    1

    Количество дистанционирующих решеток в топливной сборке в пределах активной части, шт.

    15

    Масса дистанционирующей решетки, кг

    0,653

    Количество стержней с для ПЭЛ, шт.

    18

    Высота столба свежего топлива в холодном состоянии, мм, номинальная

    3530

    Таблица 12 Общие характеристики твэл, используемых для загрузки в активную зону реакторов типа ВВЭР-1000.

    Наименование параметра, размерность

    Значение

    Наружный диаметр твэл, мм

    9,1

    Шаг между твэл, мм

    12,75

    Толщина оболочки твэл, мм

    0,7

    Внешний диаметр топливной таблетки, мм

    7,57

    Материал топливной таблетки

    двуокись урана UO2

    Таблица 13 Общие характеристики рабочих органов СУЗ, используемых в реакторах типа ВВЭР-1000.

    Наименование параметра, размерность

    Значение

    Число органов СУЗ, шт.

    61

    Тип привода СУЗ

    ШЭМ

    Наружный диаметр поглощающего стержня, без оболочки, мм

    7,0

    Наружный диаметр и толщина оболочки поглощающего стержня, мм

    8,2х0,6

    Материал оболочки поглощающего стержня

    Нержавеющая сталь

    Номинальная скорость перемещения органов СУЗ, см/с

    2±0,15

    Реактор ВВЭР-1000 является водо-водяным энергетическим реактором корпусного типа