Методика и результаты исследования толщины оксидной пленки на оболочках отработавших ТВЭЛОВ ВВЭР и РБМК

Содержание
1 Обзор методов контроля толщины оксидной плнки на отработавших твэлах 
1.1 Объекты контроля
1.2 Разрушающий контроль
1.3 Неразрушающий контроль
2 Методика определения толщины оксидной плнки на отработавших твэлах 
2.1 Выбор метода измерения толщины оксидной плнки
2.2 Узел подвода вихретокового датчика к поверхности твэла
2.3 Измерительная система.
2.4 Программное обеспечение для управления измерительной системой 
2.5 Калибровка толщиномера
2.6 Чувствительность вихретокового преобразователя
2.7 Параметры объекта исследования, влияющие на погрешность результата измерения толщины оксидной плнки
2.8 Алгоритм обработки результатов измерения
2.9 Алгоритм определения толщины оксидной плнки
2. Границы применения методики.
2. Погрешность измерения толщины оксидной плнки.
2. Примеры применения разработанной методики.
3 Распределение оксидной плнки по поверхности отработавших твэлов.
3.1 Твэлы ВВЭР.
3.2 Твэлы ВВЭР0
3.3 Твэлы РБМК.
Заключение.
Список литературы


В процессе проведения послереакторных исследований отработавших ТВС ВВЭР и РБМК существенное внимание уделяется изучению коррозии оболочек твэлов и других изделий из циркониевых сплавов [7-И2]. Окисление и наводороживание влияет на механические свойства элементов конструкции и может приводить к снижению надежности ТВС в целом. Образующийся в результате окисления слой диоксида циркония на поверхности оболочек твэлов ухудшает теплообмен между твэлом и теплоносителем и при значительной толщине может вызвать перегрев топлива. Поэтому, при проведении послереакторных исследований степень коррозионного повреждения циркониевых элементов ТВС обязательно оценивают по ряду контролируемых параметров [—]. Одним из таких параметров является толщина оксидной плёнки на наружной поверхности изделий. Поэтому, толщину оксидной плёнки в большинстве случаев измеряют только на нескольких участках поверхности []. В связи с этим, накопленный массив экспериментальных данных не позволяет построить достоверные распределения толщины оксидной плёнки по поверхности элементов ТВС ВВЭР и РБМК с выявлением величины локальных изменений. Следовательно, по этим данным невозможно провести консервативную оценку степени коррозионного повреждения, т. С целью повышения эффективности и конкурентоспособности отечественных АЭС в настоящее время проводится комплекс работ по совершенствованию ТВС ВВЭР и РБМК и обоснованию их работоспособности при более «жестких» условиях эксплуатации. Совершенствование топлива РБМК связано с увеличением обогащения, глубины выгорания топл ива и продолжительности эксплуатации, что может приводить к интенсификации коррозионных процессов. В перспективных проектах ВВЭР запланировано изменение теплогидравлических параметров, напрямую влияющих на окисление элементов ТВС. Например, проект АЭС- предусматривает увеличение температуры теплоносителя приблизительно на 8. С []. Существующий коррозионный критерий, разработанный главным конструктором твэлов ВВЭР, определяет максимально допустимое значение толщины оксидной плёнки на оболочках твэлов ( мкм). Следовательно, для того чтобы контролировать и оценивать имеющийся запас выполнения этого критерия необходимо иметь подробную информацию о распределении оксидной плёнки по поверхности оболочек твэлов. Таким образом, для обоснования работоспособности топлива ВВЭР и РБМК в усовершенствованных топливных циклах и перспективных проектах актуальным является определение закономерностей окисления оболочек ТВС ВВЭР и РБМК при различных выгораниях топлива и различной продолжительности эксплуатации. Для этого необходимо создать более производительную и экологичную методику определения толщины оксидной плёнки, позволяющую регистрировать большие объёмы экспериментальных данных за приемлемое время. Цель работы - разработка экспрессной неразрушающей методики и получение экспериментальных данных о распределении оксидной плёнки по поверхности оболочек отработавших твэлов ВВЭР 0, ВВЭР- и РБМК-. РБМК-, изготовленных из сплава Э0. ВВЭР-0, ВВЭР- и РБМК- в процессе штатной эксплуатации. Разработанная методика определения толщины оксидной плёнки внедрена и используется в ОАО «ГНЦ НИИАР» в процессе проведения послереакторных исследований отработавших тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР и РБМК []. Под руководством автора спроектирована и изготовлена система, предназначенная для проведения измерений толщины оксидной плёнки на поверхности отработавших твэлов реакторов ВВЭР и РБМК, и создана методика выполнения измерений на базе этой системы. РБМК-. РБМК-, изготовленных из сплава и отработавших в диапазоне выгораний 6+ МВт-сут/кги. Водно-химический режим АЭС”, г. Канальные реакторы: проблемы и решения" г. Димитровград. Международная конференция по физике радиационных повреждений и радиационному материаловедению, 8- сентября г. Вопросы создания новых методик, исследования и испытаний, сличительных экспериментов, аттестации и аккредитации», г. Физическое моделирование изменения свойств реакторных материалов в номинальных и аварийных условиях», г. Димитровград, 5-6 апреля г.