Вытеснители РО. В качестве поглощающих материалов во всех пэлах РО СУЗ реактора СМ-3 используется порошковый оксид европия, уплотненный при изготовлении до 5 г/см3. РО

Рабочие органы СУЗ

Пэлы

В качестве поглощающих материалов во всех пэлах РО СУЗ реактора СМ-3 используется порошковый оксид европия, уплотненный при изготовлении до 5 г/см³. РО комплектуются пэлами диаметром 4,1 мм, которые работают в следующих усредненных условиях эксплуатации: температура на входе 50^оС, наибольшая плотность потока нейтронов с Е>0,1МэВ от 11×10¹⁴ до1,4×10¹⁴ (см. табл. № 5.19).

Материаловедческие исследования трех пэлов с порошком оксида европия после 8 лет их работы в реакторе СМ-2 (наибольший флюенс нейтронов (0,8¸1,0)×10²² см^-2, Е>0,1 МэВ) показали, [5.35, 5.36], что:

· элементы сохранили форму, целостность, геометрические размеры;

· оболочка не разрушалась при изгибании их на 90^о, пэлы сохранили гибкость и пластичность;

· порошок из оболочки на высыпался после удаления концевых деталей;

· порошок оксида европия плотно сцеплен с оболочкой, поглощающий сердечник имеет достаточно высокую пористость.

Оболочка поглощающих элементов сохраняет высокую прочность и пластичность, что характерно для стали этого класса при температуре облучения 40¸100^оС и флюенсе нейтронов 2,0×10²² см^-2 (Е>0,1 МэВ) [5.37].

В конструкции поглощающего элемента реактора СМ-3 в полной мере реализуются оптимальные температурные условия эксплуатации оксида европия. Ресурсные характеристики исследованных поглощающих элементов после 8 лет эксплуатации в реакторе СМ-3 не исчерпаны [5.35, 5.36].

Четыре вытеснителя РО АЗ были обследованы [5.38] после ~3 лет эксплуатации. Температура облучения 40¸100°С, наибольший флюенс нейтронов 6,9 × 10²² см^-2 (Е>0,1МэВ). Стрела прогиба наиболее изогнутого вытеснителя на участке длиной 444,5мм составила 4мм. Регистрировалось затирание стержня в трубе внутренним диаметром 24мм. Значения диаметра стержня находились в пределах 19,70¸20,00 мм, при номинальном размере по чертежно-конструкторской документации 20мм.

Размерные изменения по действием низкотемпературного (40¸100) реакторного облучения наблюдалось ранее на трубе из сплава Э125 центрального канала реактора СМ-2, лентах из сплава Э110, скрепляющих бериллиевые блоки, и на направляющих трубах КО реакторов СМ-2, СМ-3.

Таблица № 5.19

Перечень материалов, используемых в реакторе СМ-3

в зоне воздействия реакторного излучения

Элемент конструкции	Материал	ГОСТ или ТУ	Параметры нейтронного излучения Е>0,1МэВ	Примечание
Максимальная плотность потока, см^-2с^-1	Предельный флюенс, см^-2
Рабочие органы СУЗ
Пэлы: · поглощающая композиция;   · оболочка Вытеснители: · АЗ · ЦКО · АР Вспомогательные элементы · концевые элементы пэлов;	окись европия r=5,0г/см^2	ТУ 106-99	14,5×10^14 - АЗ 9,6×10^14 - ЦКО 11,0×10^14 - КО 1,4×10^14 - АР	8×10^22	Срок службы пэлов по 2303.00.000 ТУ: ЦКО - 6 лет КО - 12 лет АР - 14 лет
сталь ЭИ-844 БУ-ИД	ТУ 14-3-550-90
Э110	ТУ 95-241-78	16×10^14	6×10^22
Э125	ТУ 95-116-83	1,2×10^14
бериллий в герметичной очехловке из 12Х18Н10Т	ГОСТ 5632-72	1,6×10^14
сталь ЭИ-847	ТУ 14-1-977-74
· обоймы, элементы жесткости;	12Х18Н10Т	ГОСТ 5632-72
· соединительные элементы и тяги	12Х18Н10Т
ЦБТМ
Вкладыши · бериллиевый блок	Бериллий ТВ-56	ТУ 95.492-78	19×10^14	6×10^22	срок службы 1год
· направляющая труба	Э125	ТУ 95-166-78	16,5×10^14	6×10^22
· концевые детали,	12Х18Н10Т	ГОСТ 5632-72
Центральный блок · блочки	Бериллий ДГП-56	ТУ 95.492-78	10,1×10^14		срок службы 2,5 года
· концевые детали, облицовка	12Х18Н10Т	ГОСТ 5622-72
· стяжки, подставки мишеней	Э125	ТУ 95-166-83
Отражатель * Блоки отражателя     * Концевые детали блоков, стяжные элементы	Бериллий ДГП-56 (загрузка 1992 г)	ТУ 95.492-78	10×10^14- вкладыши 5×10^14– блоки 1 ряда 2,4×10^14- угловые 1,2×10^14– блоки 2 ряда	6×10^22	Сменяемые блоки отража-теля и вклады-ши этих блоков в последнее время постав-ляются из технического бериллия марки ТШГ-56 ТУ 95.469-77
12Х18Н10Т- М2А	ГОСТ 5582-75
12Х18Н10Т- б-т	ГОСТ 5949-75
Центральная зона Направляющие трубы КО   Направляющие трубы АР, облучательных ячеек Д2,-5,-7,-8, Д-9,-10 и каналь-ных ячеек № 8, 13   Корпус, опора, решетка хранилища для ТВС, обечайка днища, дроссельные вставки, втулки КГО, диффузоры центральных ячеек	12Х18Н10Т (с 1998г) 14Х17Н2 Сплав Э110 (до 1998г)	ГОСТ 5632-72 ГОСТ 5632-72 ТУ 95-166-83	17×10^14
112Х18Н10Т 14Х17Н2 Сплав Э110	ГОСТ 5632-72   ТУ 95-166-83	1,75×10^14
12Х18Н10Т-М3Б 12Х18Н10Т Кадмий листовой CdO	ГОСТ 7350-77 ГОСТ 5638-72   ГОСТ 1467-77	0,75×10^14- опорная решетка 8×10^11- корпус
Ко рпусные конструкции Обечайка корпуса реактора СМ-3   Экран корпуса   Обечайка несущей конструкции с патрубками горизонтальных и наклонных каналов (корпус бывшего реактора СМ-2)	08Х18Н10Т -3Мб	ГОСТ 7350-77	7,5×10^10
08Х18Н10Т	ГОСТ 5949-75	3×10^11
1Х18Н9Т	ВТУ 507-58	2,9×10^10

Уменьшение диаметра трубы центрального канала реактора СМ-2 были пропорциональны флюенсу нейтронов и достигали в зависимости от её обработки 1,2¸2,2% при флюенсе 9 × 10²² см^-2 . Деформация радиационного роста ленты из сплава Э110, деформированной на 20%, возрастали с уменьшением скорости и достигали 3,7% после облучения при 80°С нейтронами до флюенса 5,3 × 10²² см^-2 [5.39].

Конкретные значения деформации радиационного роста и ее темпа зависят существенно от исходного структурного состояния и текстуры циркониевых материалов. Как правило эти характеристики неизвестны, в том числе и из-за трудностей их определения. Наиболее существенные изменения формы и размеров изделий из циркониевых сплавов наблюдаются после достижения флюенса нейтронов 2 × 10²² см^-2(Е>0,1МэВ). В случае превышения этого значения решение о продолжении эксплуатации с учетом допусков на размеры элементов конструкции принимаются после обмера (во время ППР) соответствующих изделий.

Сплавы Э110 и Э125 после облучения при 40¸60°С нейтронами до флюенса 7 × 10²⁰ см^-2 (Е>0,1МэВ) сохраняют высокие механические свойства. Предел текучести, предел прочности, общее и равномерное удлинение облученного сплава Э110 равны соответственно 512 МПа, 551МПа, 18% и 3,1% при 60°С после облучения нейтронами в воде реактора СМ-2 до флюенса 0,7 × 10²¹ см^-2(Е>0,1МэВ). Предел текучести, предел прочности, общее и равномерное удлинение облученного сплава Э125 равны соответственно 545 МПа,608 МПа, 12% и 1,2% при температуре испытания 100°С после облучения нейтронами до флюенса 0,76 × 10²¹ см^-2(Е>0,1МэВ) при плотности потока 1,9 × 10¹⁴ см^-2с^-1 и температуре 60°С[5.39].

Изменение свойств бериллия, входящего в состав вытеснителя АР, аналогично изменению свойств его во вкладышах ЦБТМ и блоках отражателя (см. ниже).

Вспомогательные элементы РО выполнены из нержавеющих сталей аустенитного класса. Облучение нейтронами при температуре <100°С приводит к возрастанию предела текучести и предела прочности и уменьшению пластичности сталей. С возрастанием флюенса скорость изменения характеристик металла уменьшается. После облучения нейтронами до флюенса 1,1 × 10²² см^-2(Е>0,1МэВ) стали остаются достаточно пластичными [5.37, 5.40].

Дата добавления: 2015-06-04