Разработка средств и методов оперативной вихретоковой дефектоскопии облучённых твэлов ВВЭР с оболочками из сплава Zr-1%Nb

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 05.14.03
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2011
  • Место защиты: Димитровград
  • Количество страниц: 99 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 250 руб.
Титульный лист Разработка средств и методов оперативной вихретоковой дефектоскопии облучённых твэлов ВВЭР с оболочками из сплава Zr-1%Nb
Оглавление Разработка средств и методов оперативной вихретоковой дефектоскопии облучённых твэлов ВВЭР с оболочками из сплава Zr-1%Nb
Содержание Разработка средств и методов оперативной вихретоковой дефектоскопии облучённых твэлов ВВЭР с оболочками из сплава Zr-1%Nb
СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ТВЭЛОВ
1.1 Объекты дефектоскопии
1.2 Средства и методы вихретоковой дефектоскопии твэлов
ГЛАВА 2. СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ОБЛУЧЁННЫХ ТВЭЛОВ ВВЭР
2.1 Структура системы
2.2 Дефектоскоп
2.3 Программное обеспечение
2.4 Первичные преобразователи
2.4.1 ВТП для применения в радиационной защитной камере
2.4.2 ВТП для применения на стенде инспекции
2.4.3 ВТП для дефектоскопии твэлов с высоким выгоранием
2.5 Методы анализа результатов вихретоковой дефектоскопии
2.6 Контрольные образцы и критерии идентификации дефектов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ОБЛУЧЁННЫХ ТВЭЛОВ ВВЭР
3.1 ВТ-контроль бездефектных твэлов
3.2 ВТ-контроль герметичных твэлов с дефектами оболочек
3.2.1 Локальные увеличения диаметра
3.2.2 Локальные уменьшения диаметра
3.2.3 Фреттинг-взаимодействия оболочки с пуклёвками ДР
3.2.4 ПеЬпэ-дефекты
3.2.5 Очаговая коррозия
3.2.6 Локальное гидрирование
3.3 ВТ-контроль негерметичных твэлов
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Справка о внедрении результатов работы
в ОАО «ГНЦ НИИАР»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акт о внедрении результатов работы
на Белоярской АЭС

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
АЭС - атомная электростанция
АРК - аварийная регулирующая кассета
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
ВТ - вихретоковый
ВТК - вихретоковый контроль
ВТО - взаимодействие топлива с оболочкой
втп - вихретоковый преобразователь
др - дистанционирующая решётка
ивтд - импульсный вихретоковый дефектоскоп
МАР - модуль анализа результатов
мпи - модуль проведения измерений
оид - образец с искусственными дефектами
ПК - персональный компьютер
РБМК - реактор большой мощности канальный
РЗК - радиационная защитная камера
РК - рабочая кассета
СДР - стальная дистанционирующая решётка
твс - тепловыделяющая сборка
ФВЧ - фильтр верхних частот
ФИ - формирователь импульсов
ФНЧ - фильтр нижних частот
цдр - циркониевая дистанционирующая решётка
FIFO - оперативная память, работающая по принципу «first in, first out»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Реакторы ВВЭР являются основой ядерной энергетики Российской Федерации и будут сохранять своё ведущее место на протяжении ближайших десятилетий [1]. Федеральная целевая программа по развитию атомной отрасли предусматривает введение в эксплуатацию с 2012 по 2020 год более 20 энергоблоков ВВЭР дополнительно к 16 действующим [2]. С целью выполнения современных требований по ядерной безопасности и экономичности топливных циклов, поддержания высокой конкурентоспособности проектов водо-водяных реакторов проводятся научно-исследовательские работы по совершенствованию конструкции ТВС и твэлов, технологии их изготовления, оптимизации режимов эксплуатации [3]. Для оценки реализованных инноваций, а также разработки новых технических решений требуются статистически значимые экспериментальные данные о параметрах ТВС и тепловыделяющих элементов после завершения топливных кампаний [4].
К наиболее важным параметрам, влияющим на ресурсные характеристики и безопасность работы твэла, относится степень повреждения оболочки - основного барьера, препятствующего выходу радиоактивных продуктов деления в теплоноситель и окружающую среду [5]. Характеристики дефектов оболочки (местоположение, тип, размеры) позволяют выяснить вероятную причину их появления: нарушение технологии изготовления твэла, недостатки конструкции ТВС, отклонения от штатных режимов эксплуатации и т.д. Поэтому обнаружение и идентификация аномалий, появившихся в оболочке твэла за время эксплуатации, - одна из приоритетных задач послереактор-ных исследований ТВС в защитных камерах исследовательских центров и на стендах инспекции при АЭС.
Модернизация конструкций ТВС и твэлов ВВЭР, перевод активных зон на повышенное выгорание топлива приводят к изменению типичного состояния облучённых твэлов. Это требует развития базы данных по дефектам оболочек, совершенствования существующих и разработки новых средств и методов их выявления и идентификации. Для получения статистически обоснованных результатов о состоянии облучённого ядерного топлива в отрасли принята концепция массовых (до 100 %) исследований твэлов, входящих в состав тепловыделяющей сборки [6]. Такая концепция предъявляет высокие требования к производительности дефектоскопического контроля твэлов, проводимого в радиационных защитных камерах и на стендах инспекции в условиях «жёстких» ограничений по времени.

лов - 4000 мм, диаметр твэлов - от 9 до 9.5 мм. По быстродействию данная система превосходит предыдущую (скорость сканирования 0,3 мм/с) более чем в 100 раз.
2.2 Дефектоскоп
Импульсный вихретоковый дефектоскоп спроектирован в виде плат, встраиваемых в ПК типа 1ВМ РС. ИВТД первой модификации представлял собой плату с интерфейсом 1БА [77]. В следующей модификации такие модули дефектоскопа как формирователь возбуждающих импульсов и аналого-цифровой преобразователь выполняются в виде отдельных плат (интерфейс РС1), что позволило улучшить соотношение сигнал/шум и использовать в качестве АЦП стандартное промышленное изделие с нормированными характеристиками (рис. 2.2.) [78].
Рис. 2.2. Импульсный вихретоковый дефектоскоп: а - общий вид, б - составные части
Структурная схема вихретокового дефектоскопа приведена на рис. 2.3. Плата формирователя импульсов (ФИ) обеспечивает питание возбуждающей обмотки ВТП импульсами тока. Сигнал ВТП, снимаемый с измерительных обмоток, усиливается и поступает через фильтры нижних и верхних частот (ФНЧ и ФВЧ) на плату АЦП, где преобразуется в последовательность 12-разрядных кодов путём оцифровки через равные промежутки времени. АЦП работает в режиме аппаратного (независимо от центрального процессора ПК) набора массива данных и запускается по переднему фронту импульса тактового генератора платы ФИ одновременно с генерацией импульса тока в возбуждающей обмотке ВТП. Для промежуточного хранения кодов исполь-

Рекомендуемые диссертации данного раздела