Презентація учасника VIII Міжнародної літньої ядерної школи, яка пройшла на Рівненській АЕС у липні 2019 року

1. Надійність тепловиділяючих елементів
Доповідач ст. НУ «ЛП»
Кузьміч Марія

2. Проблема безпеки АЕС не втрачає своєї актуальності з плином часу та розвитком
атомної енергетики. Це пов’язано з вимогою зниження кількості та рівня
пошкодження найбільш відповідальних елементів в системі РУ – ТВЕЛів.
Паливні елементи є головними конструкційними елементами ядерного реактора,
що забезпечують надійність і безпеку його роботи. Саме вони у складі ТВЗ є
найбільш енергонавантаженими та потенційно небезпечними конструктивними
елементами активної зони, оскільки виконують функцію двох перших бар’єрів
безпеки.

3. Надійність ТВЕЛ
Збереження герметичності
оболонки
Недопущення плавлення
паливних таблеток

5. Основним фактором, що визначає працездатність ТВЗ ядерного реактора є температурний
режим її тепловиділяючих елементів. Адже саме він визначає температурні напруження,
кристалічну структуру палива, фізичні властивості палива та деформації.
Важливо визначити положення в активній зоні ділянок з максимальною температурою
палива і оболонки ТВЕЛ. Для цього необхідно розрахувати зміни температури теплоносія,
оболонки і сердечника ТВЕЛ як уздовж, в аксіальному напрямку (руху теплоносія), так і
по радіальній координаті ТВЕЛ. При аналізі експлуатаційної динаміки паливних
матеріалів основна увага зазвичай звертається на ті області ЯР, де найбільш висока
температура та її градієнти, що має місце у геометричному центрі а.з. Разом з тим суттєві
зміни матеріалів та пов’язані з цим руйнування ТВЕЛ можуть відбуватись не лише у
вказаній високотемпературній області.
Розподіл температур в паливі та оболонці необхідно знати для доведення працездатності
ТВЕЛ.

7. Ступінь кожного нештатного випадку оцінюється здатністю викликати серйозні пошкодження
активно зони.
Зокрема виділяють такі режими з порушенням нормальної експлуатації:
• Розрив (руйнування) трубопроводів, обладнання 1-го контуру
• Повне знеструмлення АЕС
• Порушення умов охолодження внаслідок зниження подачі теплоносія в активну зону

8. Найменування параметра Граничне значення Мета, що досягається
Температура оболонкиТВЕЛ 1200 °С Запобігання надмірній
розгерметизаціїТВЕЛ
Окиснення поверхні оболонки 17 % товщини оболонки Запобігання катастрофічної втрати
локальної пластичності та міцності
оболонокТВЕЛ
Утворення водню у ЗО 1 % всієї кількості прореагованого
цирконію
Запобігання утворення
вибухонебезпечної концентрації
водню і загорання водню у ЗО
ГеометріяТВЗ Можливість забезпечення
охолодження
Недопущення такого руйнування
оболонокТВЕЛ, при якому
блокується прохідний переріз
теплоносія уТВЗ
Ефективність охолодження Можливість забезпечення
охолодження протягом тривалого
часу
Забезпечення відведення
залишкового тепловиділення уТВЕЛ
з метою запобігання подальшого
руйнування активної зони внаслідок
перегріву
Параметри МПА

9. Дякую за увагу !