Разработка критерия для регистрации фактов выноса топлива из негерметичных твэлов во время работы реакторов ВВЭР

16.09.2020 2020 - №03 Физика и техника ядерных реакторов

И.А. Евдокимов А.Г. Хромов П.М. Калиничев В.В. Лиханский А.А. Ковалишин М.Н. Лалетин

https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.05

При эксплуатации ядерного топлива на АЭС возможна разгерметизация оболочек твэлов. Одним из возможных и наиболее серьезных последствий разгерметизации является вымывание топливной композиции из негерметичного твэла в теплоноситель.

Надежно выявлять вынос топлива во время кампаний важно с точки зрения дальнейшего обращения с ТВС, в которых разгерметизировались твэлы. Выявление выноса топлива возможно в рамках контроля герметичности оболочек твэлов во время работы реактора. В реакторах ВВЭР для этой цели традиционно используется активность 134I. Однако на практике активность 134I может увеличиваться в ходе кампании даже в том случае, когда негерметичных твэлов нет, и единственным источником выхода продуктов деления являются топливные отложения в активной зоне.

Предложен критерий, позволяющий различать случаи, когда рост активности короткоживущих радионуклидов обусловлен выходом продуктов деления из топливных отложений или выносом топливной композиции из негерметичных твэлов во время работы реактора ВВЭР. Приведены примеры практического применения разработанного критерия на действующих АЭС.

Ссылки

1. Ingemansson T., Rudling P., Lundgren K. Assessment Of Fuel Washout In LWRs – New Methodologies. / Proc. Int. Meet. on LWR Fuel Performance, Orlando, Florida, September 19-22. – 2004. – Paper 1002.
2. РД ЭО 1.1.2.10.0521-2009 Сборки тепловыделяющие ядерных реакторов типа ВВЭР-1000. Типовая методика контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов с Изм. №2. – М.: АО «Концерн Росэнергоатом», 2016. – С. 61-63.
3. Shestakov Yu.M., Semenovykh A.S. Problems and perspectives of moving toward zero fuel failures and mitigation of fuel failure consequences at NPPs with WWER reactors in Russia. / Proc. of the XIth Int. Conf. «WWER fuel performance, modelling and experimental support» Bulgaria, Varna, September 26-October 03, 2015.
4. Поваров В.П., Терещенко А.Б., Кравченко Ю.Н., Позычанюк И.В., Горобцов Л.И., Голубев Е.И., Быков В.И., Лиханский В.В., Евдокимов И.А., Зборовский В.Г., Сорокин А.А. Развитие и применение современных методов контроля герметичности и оценки состояния топлива на Нововоронежской АЭС. // Теплоэнергетика. – 2014. – № 2. – С. 54-64.
5. Alvarez L., Daniels T. et al. Review of Fuel Failures in Water Cooled Reactors. // IAEA Nuclear Energy Series. No. NF-T-2.1. – IAEA, Vienna, 2010. – P. 157.
6. Parrat D., Genin G.B., Musante Y., Petit C., Harrer M. Failed rod diagnosis and primary circuit contamination level determination, thanks to the DIADEME code. // IAEA-TECDOC-1345. – 2003. – PP. 265-276.
7. El’Jaby A., Lewis J. et al. A General Model for Predicting Coolant Activity Behaviour for Fuel-failure Monitoring Analysis. // J. Nucl. Mater., – 2010. – Vol. 399. – PP. 87-100.
8. Likhanskii V., Evdokimov I. et al. Modelling of Fission Product Release from Defective Fuel under WWER Operation Conditions and in Leakage Tests during Refuelling. / Proc. Int. Top. Mtg LWR Fuel Performance, Florida. – 2004. – PP. 798-812.
9. Oliver Lena, Svensson Peter et al. Fission Product Analysis using the FPA Code. / Proc. Int. Westhinghouse Electric Sweden AB. – 2017. – PP. 2-3.
10. Slavyagin P., Lusanova L., Miglo V. Fuel Failure Diagnostics in Normal Operation of Nuclear Power Plants with WWER-Type Reactors. // IAEA-TECDOC-1345. – 2003. – PP. 303-315.
11. LewisB.J., Chan P.K., El’Jaby A., Iglesias F.C., Fitchett A. Fission Product Release Modelling for Application of Fuel-Failure Monitoring and Detection. An Overview. // Journal of Nuclear Materials. – 2017. – Vol. 489. – PP. 64-83.
12. Галанин А.Д. Введение в теорию ядерных реакторов на тепловых нейтронах. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – С. 209-217.
13. Slavyagin P., Lusanova L., Miglo V. Regulation of the fission product activity in the primary coolant and assessment of defective fuel rod characteristics in steady state WWER-type reactor operation. // IAEA-TECDOC-1345. – 2003. – PP. 326-337.
14. КалиничевП.М., Евдокимов И.А., Лиханский В.В. Методика выявления разгерметизации твэлов по активности радионуклидов Xe во время работы реакторов ВВЭР. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 2. – С. 101-113; DOI: 10.26583/npe.2018.2.10 .
15. Никитин О.Н. Закономерности изменения микроструктуры и распределения ксенона в UO2 при высоком выгорании в условиях ВВЭР. / Дисс. на соиск. уч. степ. к.ф.-м.н. – Дмитровград: ОАО «ГНЦ НИИАР», 2010.
16. КрюковФ.Н. Электронно-зондовый рентгеноспектральный микроанализ топливных композиций и оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. / Дисс. на соиск. уч. степ. д.ф.-м.н. – Дмитровград: ОАО «ГНЦ НИИАР», 2006.

ВВЭР твэл разгерметизация продукты деления методика активность теплоносителя радионуклиды йода вымывание топлива

Ссылка для цитирования статьи: Евдокимов И.А., Хромов А.Г., Калиничев П.М., Лиханский В.В., Ковалишин А.А., Лалетин М.Н. Разработка критерия для регистрации фактов выноса топлива из негерметичных твэлов во время работы реакторов ВВЭР. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 3. – С. 50-61. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.05 .