Канальный тип реактора с графитовым замедлителем и водяным теплоносителем, страница 12

 На верхней части корпуса канала приварено несколько втулок, предназначенных для улучшения теплоотвода от металлоконструкций реактора для обеспечения радиационной безопасности и создания технологических баз при изготовлении корпуса канала.

Как уже отмечалось, циркониевые сплавы применяются в основном для изготовления элементов активной зоны реактора, в которых в полной мере используются их специфические свойства: нейтронная «прозрачность», жаропрочность, коррозионная и радиационная стойкость и т. п. Для изготовления других частей реактора пpимeняют более дешевый материал — нержавеющую сталь. Сочетание этих материалов определяется требованиями, предъявлямыми к конструкции, а также экономическими соображениями в отношении материалов и технологии. Различие физических, механических и технологических свойств циркониевых сплавов и сталей вызывает проблему их соединения.

В промышленных реакторах известны соединения стали с циркониевыми сплавами механическим способом, например в канадских реакторах «Пикеринг-2, -3 и -4» соединение канальных труб из циркониевого сплава с концевыми фиттингами из отпущенной нержавеющей стали (рис. 1.8 2.33) производилось с помощью вальцовки. Однако такие соединения удовлетворительно работают при температуре 200—250 °С. За рубежом исследовались соединения стали с цирконием сваркой плавления (аргонно-дуговой) и сваркой в твердой фазе. Аргонно-дуговая сварка проводится при более высоких температурах, чем сварка в твердой фазе, что приводит к образованию в зоне соединения прослоек хрупких интерметаллидов, отрицательно влияющих на механические и коррозионные свойства шва. Среди исследуемых методов соединения сплавов циркония со сталью в твердой фазе являются сварка взрывом, совместная ковка, штамповка, сварка давлением, совместное прессование, контактно-реактивная пайка, сварка трением и др.

Однако все эти соединения неприменимы для труб технологи­ческого канала реактора РБМК, так как все они предназначаются для работы при других параметрах, и онине могут обеспечить необходимую плотность и прочность.

Средняя циркониевая часть канала РБМК, находящаяся в активной зоне реактора, соединяется с концевыми сборками из нержавеющей стали при помощи специальных переходников сталь— цирконий. Переходники сталь—цирконий получены методом диффузионной сварки.

Сварка осуществляется в вакуумной камере в результате сильного прижатия друг к другу нагретых до высокой температурь деталей из циркониевого сплава и нержавеющей стали. После ме­ханической обработки получается переходник, один конец которого—циркониевый сплав, другой—нержавеющая сталь. Для уменьшения напряжений, возникающих в соединении с большой разницей в коэффициентах линейных расширений циркониевого сплава (а=5,6∙10^-6 1/°С) и стали ОХ18Н10Т (а=17,2. 10^-6 1/°С), применяется бандаж из биметаллических горячепрессованных труб (сталь марки OX 18H1 ОТ + сталь марки 1Х17Н2) (а=11∙10^-6 1/°С).

Соединение переходника с циркониевой трубой наружным диаметром 88 и толщиной стенки 4 мм осуществляется электронно-лучевой сваркой. К сварным швам предъявляются те же требования по прочности и коррозионным свойствам, что и к основной трубе. Разработанные режимы электронно-лучевой сварки, способы и режимы механической и термической обработки сварных швов и околошовных зон позволили получить надежные вакуумно-плотные сварные соединения сталь—цирконий.

1.3  Тенденции развития реакторов РБМК

С момента пуска первого блока канального реактора большой мощности на Ленинградской АЭС прошло около 10 лет. Поэтому пока еще трудно наметить тенденции развития реакторов данного типа и правильнее говорить о возможных направлениях усовершенствования канальных реакторов большой мощности Основные  характеристики существующих и планируемых к строительству канальных уран-графитовых реакторов большой мощности представлены в табл. 12.1. Из-за отсутствия опыта строительства и эксплуатации реакторов РБМК основные физические и теплотехнические параметры первого реактора (РБМК-1000) были выбраны с большим запасом. На первой стадии развития основное внимание уделялось обеспечению надежной и безопасной эксплуатации АЭС.