Контроль работы энергетического ядерного реактора, страница 6

* Приведено для сравнения с поглощающими материалами (сплав циркалой-2 содержит около Э8% 2г, 1,5% 5п, 0,15% Ре, 0,10% Сг и 0,05% М1).                       

б) изменяются механические и теплофизические характеристики материала-поглотителя; материалы, которые теряют требуемые прочностные характеристики и теплопроводность после облучения их нейтронами, в реакторах не применя­ются;

в) изменяется также и коррозионная стойкость материала-поглотителя.

  3. Требования к механическим свойствам материала-поглотителя существен­но зависят от того, изготовляют из него несущие элементы конструкции или не несущие механической нагрузки. Соответственно органы регулирования можно разделить на два типа:

а) органы регулирования, в которых материал-поглотитель применен для несущей основы конструкции (трубы, крестовины и пр.); б) органы регулирова­ния, в которых имеются несущие элементы из конструкционного материала, а элементы из материала-поглотителя не несут механических нагрузок.

Требования к механическим характеристикам материала-поглотителя в каж­дом из этих случаев различны. Если в первом случае механические характери­стики материала-поглотителя должны обеспечивать достаточную прочность и стойкость конструкции при статических и ударных нагрузках, действии аэро-и гидродинамических сил, а также ударов и усилий, возникающих при возмож­ных заклиниваниях и заеданиях, то во втором случае все эти нагрузки воспри­нимают элементы из конструкционного материала .

    Известно, например, использование порошковых поглощающих материалов, обладающих отсутствием прочности и постоянства формы.

4. Наиболее важной теплофизической характеристикой материалов-поглоти­телей является теплопроводность. Энерговыделение в материале при работе его в условиях активной зоны реактора распределено неравномерно. Эта неравно­мерность возникает как следствие влияния органа регулирования на поле ней­тронов. Из-за неравномерности энерговыделения между отдельными участками органа регулирования возникают перепады температуры, которые, в свою оче­редь, вызывают термические напряжения в элементах конструкции. Чем выше теплопроводность материала-поглотителя, тем меньше эти перепады температуры и, следовательно, более благоприятны условия для работы органа регулирования.

  5. Важная проблема, связанная с использованием поглощающих материалов в органах регулирования, — обеспечение коррозионной стойкости конструкции. В процессе коррозии происходит: а) разрушение активной части органа регули­рования; б) загрязнение теплоносителя продуктами коррозии, которые имеют высокую активность.

Как следствие такого загрязнения возникают отложения радиоактивных ве­ществ в различных местах контура охлаждения, т. е. радиационное загрязнение оборудования, вынесенного за пределы биологической защиты.

Требуемая коррозионная стойкость органов регулирования обеспечивается применением коррозионно-стойких покрытий следующих видов: а) гальваниче­ские покрытия; б) плакирование;--в) использование чехлов.

    Износоустойчивость конструкции органов регулирования так же, как и кор­розионная стойкость, должна обеспечивать минимальное попадание поглощаю­щих и радиоактивных веществ в теплоноситель.

    Бор и его соединения наиболее часто применяют в качестве мате­риала-поглотителя органов регулирования. В реакторостроении распространение получила бористая нержавеющая сталь. Она имеет достаточ­ную коррозионную стойкость при работе в реакторе, удовлетворительные техно­логические и конструкционные свойства.

потери бора не превышают и 7% начальной концентрации. Ковка может произ­водиться при температуре 1010—1150°С. При температурах ниже 1010°С сталь становится хрупкой, а при температурах выше 1150°С—красноломкой. Механи­ческая обработка литых заготовок из бористых сталей, содержащих до 2 % В, производится резцами из обычной быстрорежущей стали.