Полунин К.К., Бахин А.Н., Урусов А.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ ИЗ СПЛАВА Э110 С ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ В УСЛОВИЯХ, ХАРАКТЕРНЫХ ДЛЯ АВАРИИ С ПОТЕРЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ *
Аннотация:
Представлены результаты исследования влияния защитных хромовых покрытий на стойкость штатных оболочек твэлов ВВЭР-1000 из сплава Э110 на губчатой основе к окислению в водяном паре при температуре 1200 °C. Выполнены эксперименты по нанесению покрытий толщиной до 20 мкм на внешнюю поверхность оболочек твэлов электрохимическим методом
Ключевые слова:
сплав Э110, цирконий, авария с потерей теплоносителя, испытания, скорость коррозии
Во многих странах широко исследуются материалы оболочек твэлов в области температур проектных аварий и при более высоких температурах. В случае проектных аварий, возникающих при разгерметизации первого контура реакторных установок класса ВВЭР, может происходить обезвоживание и заполнение водяным паром активной зоны реактора. Вследствие уменьшения теплосъема температура оболочек твэлов до аварийного расхолаживания водой (повторного залива) может повыситься до 1100-1200 °С. В результате происходит активное окисление циркониевых сплавов водяным паром с выделением водорода и образованием взрывоопасной водороднокислородной смеси. Все это приводит к снижению прочностных характеристик оболочки твэла. В настоящее время ведутся активные исследования и технологические разработки способов повышения безопасности твэлов легководных реакторов, начиная с использования защитных покрытий на поверхности оболочки из различных материалов (Cr, FeCrAl, ZrSi2, Ti2AlC и TiN) и заканчивая созданием новых типов оболочек на основе FeCrAl сплавов и SiC-SiC композитов [1]. Наиболее легко реализуемым и экономически обоснованным способом повышения безопасности твэлов активных зон реакторов класса ВВЭР является применение коррозионностойких покрытий на циркониевые оболочки для защиты от высокотемпературного окисления. Привлекательность такого подхода обусловлена разнообразием вариантов покрытий и простотой сертификации нового твэла. Все это позволяет надеяться на внедрение нового топлива в достаточно короткий период времени (~ 5-7 лет) [2]. Покрытия должны обладать следующими характеристиками: высоким сопротивлением окислению, хорошей адгезией к матрице, фазовой стабильностью до высоких температур, максимально близкими к материалу оболочки значениями коэффициентов линейного теплового расширения, минимальное сечение поглощения тепловых нейтронов, высокая теплопроводность, радиационная стойкость, технологичность (возможность нанесения покрытия на изделия сложной формы, а также автоматизация процесса).
Номер журнала Вестник науки №2 (11) том 3
Ссылка для цитирования:
Полунин К.К., Бахин А.Н., Урусов А.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ ИЗ СПЛАВА Э110 С ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ В УСЛОВИЯХ, ХАРАКТЕРНЫХ ДЛЯ АВАРИИ С ПОТЕРЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ // Вестник науки №2 (11) том 3. С. 105 - 112. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/989 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+