Диоксид урана стабилен под облучением в широком диапазоне температур, химически устойчив в воде, водяном паре, органических жидкостях, углекислом газе, хорошо совместим с большинством конструкционных до температуры 600 0С. Существенный недостаток диоксида урана– низкая теплопроводность (сильно зависящая от температуры), которая приводит к возникновению больших температурных градиентов, следовательно, к значительным термическим напряжениям, которые могут вызвать растрескивание топливных таблеток. Поэтому часто выполняют с центральным сквозным отверстием диаметром (1.0-1.8)10-3 м, что способствует снижению температуры в центральной части таблетки, уменьшает возможность её расплавления, снижает общее удлинение столба таблеток при нагревании, а также создаёт дополнительный компенсирующий объем для газообразных продуктов деления.
Топливные таблетки помещают в оболочку, которая сверху и снизу герметизируется заглушками 3 (рис.0.1). При этом особое внимание уделяется качественному соединению заглушек с оболочками, для того чтобы исключить возможность возникновение не герметичности соединения. Для фиксации положения топливных таблеток внутри оболочки используются различные конструкционные элементы, например две разрезные втулки – верхняя и нижняя (рис.0.1б), которые удерживаются в заданном положение за счет натяга 0,05-0,08 мм между втулками и внутренней поверхности оболочки, либо пружины 4, сжимающие таблетки (рис.0.1в).
Оболочки и заглушки предохраняют ядерное топливо от химического воздействия и вымывания его теплоносителем, удерживают радиоактивные продукты деления, включая газообразные, от попадания их в теплоноситель, обеспечивают механическую прочность твэла
Цилиндрические стержневые твэлы реакторов
В настоящее время атомная энергетика базируется и развивается на основе гетерогенных реакторов Ядерное топливо в этих реакторах оформленное в виде твэлов и TBC, размещено в активной зоне и периодически заменяется свежим. В реакторах с жидким топливом Предполагается использовать гомогенную смесь топлива в несущей среде, которая одновременно может служить теплоносителем и замедлителем либо выполнять роль одного из указанных компонентов, при этом топливо может находиться в виде раствора, тонкой взвеси или расплава урановых солей. Топливо может циркулировать по контуру в несущей среде либо оставаться только в пределах корпуса реактора. Второй случай предполагает прокачку теплоносителя по специальным змеевикам, расположенным в активной зоне. В этом случае в активной зоне увеличивается количество конструкционных материалов, что существенно ухудшает баланс нейтронов и сводит на нет преимущества гомогенных реакторов.
Обычно предполагается циркуляция топлива в несущей среде, которая одновременно выполняет роль теплоносителя. В этом случае радиоактивность теплоносителя определяется не наведенной активностью, а продуктами деления и чрезвычайно высока. Однако несмотря на высокую радиоактивность контура, что неизбежно создает большие технологические трудности по реализации подобной схемы, развитие гомогенных реакторов ввиду их очевидных и чрезвычайно важных достоинств перспективно.
Отсутствие каких-либо конструкционных материалов в активной зоне создает весьма благоприятный баланс нейтронов. Более того, можно осуществить непрерывный вывод продуктов деления, реализуя тем самым непрерывную перегрузку топлива. Это а свою очередь позволяет свести к минимуму избыточную реактивность и существенно упростить регулирование. Все это предопределяет минимальные потери нейтронов на вредное поглощение. Благодаря малой непроизводительной потере нейтронов критическая загрузка топлива в гомогенных реакторах существенно меньше, чем в гетерогенных.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.