Особенности методов контроля герметичности оболочек твэлов реакторов на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем

23.09.2021 2021 - №03 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

А.В. Драгунова М.С. Моркин В.В. Перевезенцев

https://doi.org/10.26583/npe.2021.3.07

Для своевременного обнаружения разгерметизированных твэлов в реакторной установке (РУ) должна быть предусмотрена система контроля герметичности оболочек твэлов (СКГО). В реакторах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (ТЖМТ) наиболее эффективным является контроль герметичности оболочек твэлов по детектированию газообразных продуктов деления (ГПД).

Рассмотрены принципы построения СКГО в реакторах с жидкометаллическим теплоносителем, основанные на детектировании продуктов деления и запаздывающих нейтронов. Отмечено, что в РУ с ТЖМТ наиболее эффективным является контроль герметичности оболочек твэлов (КГО) по ГПД. Показаны различные аспекты поведения продуктов деления в РУ с ТЖМТ, такие как перемещение ГПД в растворенном и пузырьковом виде по контуру, сорбция летучих ПД в свинцовом теплоносителе (СТ) и на поверхностях элементов конструкций, дегазация растворенных в СТ ГПД и фильтрация защитного газа от аэрозольных частиц различной природы.

Описаны общие представления об условиях переноса ГПД в среде СТ разрабатываемой реакторной установки и математическая модель, позволяющая определить расчётную активность реперных радионуклидов в каждом блоке РУ в любой момент времени после разгерметизации твэла, на основе которой будут предложены способы КГО по активности газа в газовых объёмах РУ.

Ссылки

1. Адамов Е.О., Каплиенко А.В., Орлов В.В. и др. Быстрый реактор со свинцовым теплоносителем БРЕСТ: от концепции к реализации технологии. // Атомная энергия. – 2020. – Вып. 4. – С. 185-194.
2. Адамов Е.О., Драгунов Ю.Г., Орлов В.В. и др. Машиностроение ядерной техники. В 2-х кн. Кн. 1. / Под общ. ред. Е.О. Адамова. – М.: Машиностроение, 2005. – 960 с.
3. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. НП-082-07.// Ядерная и радиационная безопасность. – 2008. – № 1. – С. 52-77.
4. Лукьянов Д.А., Албутова О.И. Метод локализации дефектных ТВС в реакторах на быстрых нейтронах. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – Вып.3. – С. 100-117.
5. Лукьянов Д.А., Албутова О.И., Зверев И.Д. и др. Расчетно-экспериментальное обоснование натриевой системы контроля герметичности оболочек твэлов перспективного коммерческого реактора. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2018. – Вып. 5. – С. 110-118.
6. Дедуль А.В., Кальченко В.В., Колик М.В. и др. Гамма-спектрометрия защитного газа первого контура РУ с ТЖМТ как средство оперативного контроля герметичности оболочек твэлов и поверхности теплообмена парогенератора. // ВАНТ. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. – 2009. – Вып. 24. – С. 44-50.
7. Гончар Н.И. Влияние примеси урана и тория в ТЖМТ и конструкционных материалах активной зоны на эффективность контроля герметичности оболочек твэлов. //ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2018. – Вып. 5. – С. 176-184.
8. Путилов К.А. Курс физики. Том I. Механика, акустика, молекулярная физика, термодинамика. –М.: Физматгиз, 1963. – 560 с.
9. Сковородько С.Н., Мозговой А.Г. Растворимость инертных газов в тяжелых жидкометаллических теплоносителях при высоких температурах. // Теплофизика высоких температур. – 2010. – №4. – С. 633-637.
10. Solubility data series. Volume 2. Krypton, Xenon and Radon – Gas Solubilities. – Great Britain. Pergamon press, 1979. – P. XVIII.
11. Верещагина Т.Н., Лемехов В.В., Моркин М.С. Гидравлика газлифтного зонда со свинцовым теплоносителем. / Сб. тез. докл. научно-технической конференции «Теплофизика реакторов нового поколения (Теплофизика-2020)». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2020. – С. 136.
12. Федотовский В.С., Верещагина Т.Н., Орлов Ю.И. Модель коагуляции пузырьков, вводимых струйным инжектором в поток тяжелого жидкометаллического теплоносителя. // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2007. – № 1. – С. 92-102.
13. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. – М.: Мир, 1972. – 440 с.
14. Наумов В.С., Коновалов Э.Е. Сорбция радионуклидов, образующихся в первых контурах реакторов с Pb-Bi-теплоносителем, поверхностью конструкционных материалов активной зоны. // Радиохимия. – 2018. – № 2. – С. 167-174.
15. СанПиН 2.6.1.24-03. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03). Электронный ресурс: https://docs.cntd.ru/document/901862274 (дата доступа 17.03.2021).
16. Михайлов А.Ю., Гончар Н.И. Определение характеристик дегазации жидкометаллического теплоносителя первого контура. / Сб. докл. научно-технической конференции «Теплофизика реакторов на быстрых нейтронах (Теплофизика-2014)». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2015. – С. 437-444.
17. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник / Под. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.
18. Handbook on Lead-Bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties, Materials Compatibility, Thermal-hydraulics and Technologies. – France. Nuclear Energy Agency Organization for Economic Co-Operation and Development, 2015. – 168 p.
19. Васюхно В.П., Дубенков Н.Е., Лемехов В.В. и др. Исследование процессов массопереноса продуктов деления топлива и продуктов активации примесей свинцового теплоносителя на комплексе свинцово-газовых петлевых установок. / Труды конференции «Инновации в атомной энергетике». – М.: АО «НИКИЭТ», 2017. – С. 322-330.
20. Мартынов П.Н., Посаженников А.М., Ягодкин И.В. Исследование поведения аэрозолей в газовых контурах реакторных установок с тяжелым теплоносителем. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2007. – № 1. – С. 152-158.
21. Посаженников А.М., Ягодкин И.В., Паповянц А.К. и др. Очистка защитного газа от аэрозолей тяжелых жидкометаллических теплоносителей. // ВАНТ. Серия: Ядернореакторные константы. – 2015. – Вып. 2. – С. 102-119.
22. Инженерный расчет защиты атомных электростанций. / Под ред. А.П. Веселкина, Ю.А. Егорова. – М.: Атомиздат, 1976.– 296 с.

БРЕСТ контроль герметичности оболочек твэлов свинцовый теплоноситель твэл дефект оболочки продукты деления инертные радиоактивные газы двухфазные течения всплытие пузырей диффузия дегазация математическая модель

Ссылка для цитирования статьи: Драгунова А.В., Моркин М.С., Перевезенцев В.В. Особенности методов контроля герметичности оболочек твэлов реакторов на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 3. – С. 84-96. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.3.07 .