Разработка экспериментальной тепловыделяющей сборки для реактора ВВЭР 1000 Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ВХОД

регистрация забыли пароль?

электронное научно - техническое издание

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

_Эл № ФС 77 - 30569. Государственная регистрация №0420900025. ISSN 1994-0408_

Разработка экспериментальной тепловыделяющей сборки для реактора ВВЭР 1000

# 06, июнь 2009 автор: Сатин А. А.

Сатин А.А.

УДК 05.14.00

satin86@inbox.ru МГТУ им. Н.Э. Баумана

1. Введение

В настоящее время для подтверждения характеристик новых тепловыделяющих элементов (твэлов) в условиях реакторного облучения проводят испытания в исследовательских реакторах. Однако условия в них не в полной мере отражают специфику реактора ВВЭР-1000. Вследствие этого сложно оценить, как поведет себя твэл при планируемых величинах выгорания, достигаемых 70 МВтх сут/кг т.я. [1]. Отмеченное обстоятельство определило актуальность разработки экспериментальной тепловыделяющей сборки (ТВС-Э), выполненной в ОКБ «Гидропресс».

Внедрение ТВС-Э позволит точно описать поведение оболочки и топливных таблеток при достижении выгорания в твэлах более 70 МВтх сут/кг т.я. в условиях реактора ВВЭР-1000. При этом загрузка одной ТВС-Э практически не оказывает влияние на нейтронно-физические характеристики активной зоны.

2. Описание конструкции ТВС-Э

Конструкция предлагаемой ТВС-Э отличается от конструкции штатной ТВС-2 [2] тем, что шесть твэлов первого ряда пучка твэлов выполнены выемными (рис. 1). Они закреплены в отдельной нижней решетке выемной части и объединены специальными дистанционирующими решетками.

Рис. 1. Выемная часть ТВС-Э:

1 - кольцо, 2 - центральная трубка, 3 - дистанционирующая решетка выемной части,

4 - твэл, 5 - нижняя решетка выемной части

Каркас выемной части создается приваркой ячеек дистанционирующей решетки к центральной трубке (аналогично приварке ячеек дистанционирующей решетки к направляющим каналам в ТВС-2). Ячейки дистанционирующей решетки выемной части аналогичны периферийным ячейкам штатной дистанционирующей решетки. Для их изготовления используется труба с толщиной стенки 0,25 или 0,3 мм. По периметру ячейки выемной части стягиваются фигурным ободом из листа толщиной 0,25 или 0,3 мм, высотой на 10 мм большей штатного обода. В центральной части опорной решетки ТВС-2 или ТВС-2М [3]

СОБЫТИЯ

Международная

научно-практическая

конференция

"Использование технологий дистанционного обучения в высшей школе "

III Международная

научно-практическая

конференция

"Информационная среда вуза XXI века"

НОВОСТНАЯ ЛЕНТА

12.10.2009 Всероссийская научная школа для участников программы «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» ^У.М.Н.И.К;

14.09.2009 Абитуриенты смогут поступать только в пять вузов - проект приказа

24.08.2009

Комсомольская правда > 24.08.2009 > Евгений СТРИГУНОВ > Толковым студентам -платникам государство будет помогать

13.07.2009

РИА "Новости " > 13.07.2009 > Около 28 тысяч студентов вузов переведены с платных на бюджетные места в 2009 году

8.07.2009

Письмо Рособразования от 29.05.2009 N 20-353 "О Конкурсе 2009 года на соискание медалей Российской академии наук с премиями для молодых ученых РАН... "

Пресс-релизы Библиотека Конференции Выставки оска объявлений рхив

Ассоциация технических Университетов Информация о проекте Авторы

Координационный совет

выполнен вырез для размещения нижней решетки выемной части. Центральная трубка (рис. 1), на которой крепятся дистанционирующие решетки, по конструкции аналогична применяемой в ТВС-2 М, но имеет кольцо, закрепленное с помощью сварки, необходимое для извлечения выемной части.

3. Описание операции по замене выемной части на стенде инспекции и ремонта

Твэлы выемной части ТВС-Э могут быть облучены до выгорания более 70 МВт хсут/кг т .я. в условиях реактора ВВЭР-1000. Для этого ТВС-Э устанавливается в активную зону и эксплуатируется в течение первой кампании как штатная ТВС. После этого она извлекается из активной зоны при перегрузке реактора и перемещается в малый отсек бассейна выдержки, где устанавливается в стандартную ячейку. Далее на стенде инспекции и ремонта, находящемся в этом отсеке, осуществляется извлечение выемной части из отработавшей ТВС-Э и установка этой выемной части в свежую ТВС-Э без выемной части. Важно отметить, что не требуется радикального изменения конструкции стенда инспекции и ремонта, а достаточно модификации цанги модуля захвата твэлов (рис.2). После этого перегрузочной машиной новая ТВС-Э с частично облученной выемной частью устанавливается в активную зону.

Рис. 2. Цанга модуля захвата выемной части ТВС-Э:

1 - толкатель, 2 - цанга; а - положение цанги при захвате выемной части, б - положение цанги в свободном положении 4. Выполненные расчетные обоснования ТВС-Э

Обоснование предложенной ТВС-Э выполнено с использованием отраслевого программного обеспечения:

■ расчеты выгорания и энерговыделения выполнены в программном комплексе Сапфир_95&11С [4,5];

■ расчеты запасов до кризиса кипения, а также потерь давления определены с помощью программного комплекса Пучок-1000 [6].

Расчет с использованием программного комплекса Сапфир_95&11С показал, что для времени 2560 эф. суток выгорание в выемной части после перестановки составит 72,76 МВтх сут/ кг т.я. (рис.3).

80 п 70 Е0 50 40 30 20 10 О

*

У

О

500 1000 1500 2000

Время работы реактора (сут}

2500

3000

Рис. 3 Выгорание в твэлах выемной части в течение двух кампаний

Энерговыделение в начале второй кампании в ТВС-Э с облученной выемной частью практически соответствует энерговыделению штатной ТВС (рис. 4). Отличие в том, что у ТВС-Э в твэлах выемной части коэффициент неравномерности энерговыделения по радиусу Кг составляет 0,66-0,73, в то время как в штатной ТВС в этих же твэлах он равен 1,07-1,12. Видимых различий в энерговыделении по высоте в среднем по ТВС не наблюдалось.

Рис. 4. Коэффициент Кг в ТВС-Э с выемной частью, облучаемой пятый год

Посчитанные по программе Пучок-1000 коэффициенты запаса до кризиса кипения в свежей ТВС-Э с частично облученной выемной частью составили величины большие единицы. На рис. 5 представлены зависимости коэффициента запаса до кризиса кипения по высоте активной зоны в наиболее напряженных ячейках, которые расположены вокруг направляющих каналов в части ТВС, расположенной ближе к центру активной зоны.

о о. =1

in

X О

4) С >1

о

-е-

о

4U

\

\,||J*

\\ \ Ч \

V ^ \ ух

V Ж

-5--

-е--

-□.45

0.05

0.55

1.05

2.55

1.55 2.05 Высота активной зоны, [м]

Ячейка №101 -«-Ячейка №349 ^ Ячейка №350

3.05

3.55

Рис. 5. Запас до кризиса кипения Кзап в наиболее напряженных ячейках

5. Выводы

Таким образом, внедрение данной конструкции ТВС позволит выполнять обоснование оболочек из новых сплавов с проведением полной отработки конструкции твэла. При этом испытания будут наиболее приближены по физическим и теплогидравлическим характеристикам, термомеханическим и вибрационным нагрузкам, а также по условиям водно-химического режима к реакторным условиям ВВЭР-1000.

Список используемой литературы

1. Куракин К.Ю., Ананьев Ю.А., Горохов А.К., Васильченко И.Н. и др. Перспективы повышения эффективности использования топлива в рамках проекта АЭС-2006. [Электронный ресурс] Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР - 2007: Материалы научно-технической конференции/ ОКБ «Гидропресс», Подольск , 2007 - Режим доступа: http://www.arpress.podolsk.ru/publications/conferences/mntk2007/disc/autorun/index-ru.htm

2. Шмелев В.Д., Драгунов Ю.Г., Денисов В.П., Васильченко И.Н., Активные зоны для ВВЭР для атомных электростанций. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.

3. Драгунов Ю.Г., Рыжов С.Б., Васильченко И.Н., Кобелев С.Н., Вьялицын В.В. Проект активной зоны для РУ АЭС-2006. Материалы конференции: Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. ФГУП ОКБ ГИДРОПРЕСС, 2007.

4. Программа для ЭВМ. Программа расчета констант топливных решеток реакторов ВВЭР, САПФИР_95.1, ФГУП НИТИ им. А.П.Александрова, 2005 (аттестационный паспорт №205 от 15.12.2005).

5. Программа для ЭВМ. Программа расчета нейтронно-физических характеристик активной зоны реакторов ВВЭР, САПФИР_95&1*С_ВВЭР, ФГУП НИТИ им.А.П.Александрова, 2005 (аттестационный паспорт №206 от 15.12.2005).

6. Программа для ЭВМ. Расчет запасов до кризиса теплоотдачи в пучках тепловы 8624607.00463, ОКБ "Гидропресс", 1997.

Публикации с ключевыми словами: испытания в активной зоне, экспериментальная тепловыделяющая сборка Публикации со словами: испытания в активной зоне, экспериментальная тепловыделяющая сборка Смотри так же:

• Модель расчета конвективного и диффузионного межканального обмена в пучке твэлов за интенсифицирующей решеткой

Тематические рубрики:

• Наука в образовании: Электронное научное издание

Ассоциация технических Университетов Вузы

Информационное агентство

Координационный совет Новости УМО Вузов

magazine@xware.ru

телефон (8499) 263-68-67 . RSS

□ STACK GROUP

© 2003-2009 «Наука и образование: электронное научно-техническое издание»

Ei