ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ ВВЭР И БЛОКИРОВКИ ПРОХОДНОГО СЕЧЕНИЯ 37- ТВЭЛЬНОЙ МОДЕЛЬНОЙ ТВС ПОСЛЕ ИСПЫТАНИЙ  НА СТЕНДЕ «ПАРАМЕТР-М»

 

Д.Н. Игнатьев

 

ФГУП НИИ НПО «ЛУЧ»

 

Одним из требований по обоснованию безопасности при проектировании АЭС является анализ повреждаемости активной зоны при различных авариях. Поэтому на сегодняшний день весьма актуальным является получение информации об авариях при их экспериментальном моделировании на тепловых стендах.

Одной из наиболее неблагоприятных по своим последствиям считается многостадийная авария с потерей теплоносителя (LOCA). Принято считать, что  в течение второй стадии аварии типа LOCA при высоком выгорании топлива накапливается деформация и происходит разгерметизация оболочек твэлов. Вследствие этого образуется блокировка (БПС) проходного сечения ТВС. БПС снижает эффективность повторного залива сборки, что может привести к образованию перегретых зон, возникновению экзотермической пароциркониевой реакции и, как следствие, к тяжелой аварии.

Для исследования перечисленных процессов были проведены испытания 37-твэльных модельных сборок с оболочками из циркониевых сплавов Э-635 и Э-110 в режиме второй стадии аварии типа LOCA на стенде «Параметр - М» (НПО «ЛУЧ»). Выгорание в твэлах имитировалось внутренним давлением гелия в интервале 3 - 7 МПа на момент разгерметизации. Диапазон максимальных температур на оболочках твэлов составлял  750 –1100 ºС. Темп нагрева оболочек 1.5 – 4 ºС/сек.

В докладе приведены методики определения деформации оболочек твэлов после испытаний и оценки БПС. Представлен сравнительный анализ результатов измерения формоизменения оболочек и расчета блокировки как всего проходного сечения сборок, так и их локальных частей с применением понятия элементарной ячейки поперечного сечения сборки.

В докладе отмечено:

значительная часть оболочек твэлов разгерметизировалась в областях с максимальной деформацией;

существенное влияние краевых эффектов и геометрии поперечного сечения ТВС на деформацию и, как следствие, блокировку периферийного ряда твэлов.