RU23521U1 - Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем - Google Patents
Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем Download PDFInfo
- Publication number
- RU23521U1 RU23521U1 RU2001135287/20U RU2001135287U RU23521U1 RU 23521 U1 RU23521 U1 RU 23521U1 RU 2001135287/20 U RU2001135287/20 U RU 2001135287/20U RU 2001135287 U RU2001135287 U RU 2001135287U RU 23521 U1 RU23521 U1 RU 23521U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- liquid metal
- tube
- fuel
- fast neutrons
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем: свинцом или натрием, содержащая металлическую трубку с торцевыми заглушками из радиационно-стойкой хромистой стали, выполненную по крайней мере из двух слоев различных металлов, отличающаяся тем, что металлическая трубка выполнена из ванадиевого сплава системы V-Ti-Cr, покрытого с наружной и внутренней сторон трубки нержавеющей хромистой сталью типа Х17.
Description
Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоноснтелем
Предлагаемая полезная модель относится к атомной энергетике, в частности-, к атомным реакторам на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, и может быть использована при решении проблем, связанных с увеличением ресурса активной зоны реактора, обеспечением максимальной глубины выгорания ядерного топлива, с повышением надежности и безопасности атомных электростанций.
Известна оболочка тепловыделяющего элемента атомного реактора, выполненная в виде трубки из аусгенитной стали с торцевыми заглушками («Атомная энергия, т.ЗО, вып.2, 1971, с.216-222). Для этой конструкции тепловыделяющего элемента характерны недостаточно высокие коррозионная и радиационная стойкости оболочки, что не позволяет с требуемой эффективностью (глубина выгорания топлива 17% т.а.) использовать ее в системах с жидкометаллическим теплоносителем, в частности свинцом или натрием.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является оболочка тепловьщеляющего элемента реактора на тепловых нейтронах, выполненная в виде двухслойной трубки, внутренний слой которой выполнен из сплава циркалой, а внешний слой из чистого циркония (American society for Testing and materials, 1996, pp 805-824, прототип). Недостатком такой оболочки является невозможность использования ее в условиях работы быстрого реактора с жидкометаллическим теплоносителем из-за недостаточной жаропрочности и коррозионной стойкости в среде натрия или свинца.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу обеспечения необходимой коррозионной и радиационной стойкости, а также механических свойств - длительной прочности оболочки тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем свинцом или натрием.
Поставленная техническая задача решается тем, что в оболочке тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем свинцом или натрием, содержащей металлическую трубку с
PlPPiil :МКИ G21СЗ/06
-- - G21C3/20
торцевыми заглушками из радиационностойкой хромистой стали, выполненную, по крайней мере из двух слоев различных металлов, металлическая трубка выполнена из ванадиевого сплава системы V-Ti-Cr, покрытого с наружной и внутренней сторон трубки нержавеющей хромистой сталью типа XI7.
Такое выполнение оболочки тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем свинцом или натрием позволяет рещить поставленную техническую задачу за счет следующих обстоятельств. Повышение радиационной стойкости достигается за счет того, что радиационностойкий ванадиевый сплав V-(6,5-10)% Ti- (3,5-5)% Cr, покрытый сталью типа XI7, выдерживает высокие флюенсы быстрых нейтронов без радиационного расп)ания и радиационного охрупчивания, обеспечивая необходимую глубину выгорания ядерного топлива, значительно превыщающие допустимые флюенсы для аустенитных сталей при рабочих температурах активной зоны быстрого реактора - 400750°С. Улучшение прочностных свойств обеспечивается тем, что сплав V-(6,5-10)% Ti(3,5-5)% Сг обладает высокими значениями длительной прочности и низкой скоростью ползучести при рабочих температурах 400-750 0 по сравнению с аустенитными сталями. Выполненная таким образом оболочка тепловыделяющего элемента обладает высокой коррозионной стойкостью к воздействию свинца или натрия вследствие того, что внешняя оболочка не содержит никеля, активно вымываемого теплоносителем, а повышенное содержание хрома обеспечивает образование оксидных пленок на поверхностях оболочки, повышающих ее коррозионную стойкость, а внутренний слой стали типа XI7 предотвращает взаимодействие ванадиевого сплава с ядерным топливом.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, показанной на фиг. 1.
Оболочка тепловыделяющего элемента содержит трубку 1, выполненную из сплава V-Ti-Cr, покрытую с внутренней и внешней сторон слоем 2, выполненным из стали типа XI7, торцевые заглушки 3, выполненные из радиационностойкой хромистой стали. Внутренний объем трубки заполнен таблетками 4 радиоактивного топлива.
Тепловыделяюший элемент реактора на быстрых нейтронах, содержащий выполненную описанным выше образом оболочку, размешается в активной зоне
реактора и работает обычным образом, выделяя энергию, которую теплоноситель переносит в систему преобразования энергии.
Одним из достоинств предлагаемого технического решения является возможность очехловывать изделия из ванадиевого сплава сталью типа XI7 на первых стадиях производства (при ковке, прокатке, прессовании), что позволяет производить полуфабрикаты из ванадиевых сплавов без дополнительной защиты от воздействия примесей внедрения О, N, Н, С, вызывающих деградацию механических и технологических свойств ванадиевых сплавов.
Близость значений коэффициента линейного расширения и теплопроводности ванадия и ферритной стали, образование только твердых растворов в системе V-Cr-Fe обеспечивает хорошую свариваемость таких композиций без применения специальных электродов, при этом сварные соединения не нуждаются в термообработке.
Наличие защитного слоя из ферритной нержавеющей стали положительно скажется на поведении ванадиевых сплавов при температурах ниже 200-250С с точки зрения их взаимодействия с водородосодержащими средами, влажной атмосферой и водой в бассейнах выдержки после выработки тепловыделяющим элементом ресурса работы в ядерном реакторе.
Claims (1)
- Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем: свинцом или натрием, содержащая металлическую трубку с торцевыми заглушками из радиационно-стойкой хромистой стали, выполненную по крайней мере из двух слоев различных металлов, отличающаяся тем, что металлическая трубка выполнена из ванадиевого сплава системы V-Ti-Cr, покрытого с наружной и внутренней сторон трубки нержавеющей хромистой сталью типа Х17.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001135287/20U RU23521U1 (ru) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001135287/20U RU23521U1 (ru) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU23521U1 true RU23521U1 (ru) | 2002-06-20 |
Family
ID=48284154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001135287/20U RU23521U1 (ru) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU23521U1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456686C1 (ru) * | 2011-05-20 | 2012-07-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН | Быстрый реактор с жидкометаллическим теплоносителем |
RU2615961C1 (ru) * | 2015-11-26 | 2017-04-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Узел сварного соединения оболочки тепловыделяющего элемента с заглушкой, выполненных из высокохромистой стали (варианты) |
RU2641668C1 (ru) * | 2014-09-17 | 2018-01-19 | Коммиссариа А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Композитная оболочка тепловыделяющего элемента ядерного реактора, способ ее получения и применения для предотвращения окисления/гидрирования |
RU2699879C1 (ru) * | 2018-12-13 | 2019-09-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения композиционного материала на основе ванадиевого сплава и стали |
RU2704945C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-10-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА СТАЛЬ Х17Н2 - V-4,9Ti-4,8Cr - СТАЛЬ Х17Н2 |
-
2001
- 2001-12-27 RU RU2001135287/20U patent/RU23521U1/ru active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456686C1 (ru) * | 2011-05-20 | 2012-07-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН | Быстрый реактор с жидкометаллическим теплоносителем |
RU2641668C1 (ru) * | 2014-09-17 | 2018-01-19 | Коммиссариа А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Композитная оболочка тепловыделяющего элемента ядерного реактора, способ ее получения и применения для предотвращения окисления/гидрирования |
RU2615961C1 (ru) * | 2015-11-26 | 2017-04-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Узел сварного соединения оболочки тепловыделяющего элемента с заглушкой, выполненных из высокохромистой стали (варианты) |
RU2704945C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-10-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА СТАЛЬ Х17Н2 - V-4,9Ti-4,8Cr - СТАЛЬ Х17Н2 |
RU2699879C1 (ru) * | 2018-12-13 | 2019-09-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения композиционного материала на основе ванадиевого сплава и стали |
WO2020122768A1 (en) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | National University of Science and Technology “MISIS” | Method of fabrication of composite material based on vanadium alloy and steel |
CN113165337A (zh) * | 2018-12-13 | 2021-07-23 | 俄罗斯国立科技大学莫斯科钢铁合金研究所 | 基于钒合金和钢的复合材料的制造方法 |
CN113165337B (zh) * | 2018-12-13 | 2023-04-28 | 俄罗斯国立科技大学莫斯科钢铁合金研究所 | 基于钒合金和钢的复合材料的制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cheng et al. | Improving accident tolerance of nuclear fuel with coated Mo-alloy cladding | |
JPH07504500A (ja) | 二層型被覆管を有する原子炉燃料棒 | |
CN106128532A (zh) | 一种核燃料元件包壳锆合金钛合金复合管及其制备方法 | |
Cheng et al. | Evaluations of Mo-alloy for light water reactor fuel cladding to enhance accident tolerance | |
CN106078086A (zh) | 一种核燃料元件包壳锆合金不锈钢复合管及其制备方法 | |
US4971753A (en) | Nuclear fuel element, and method of forming same | |
RU23521U1 (ru) | Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем | |
US4613479A (en) | Water reactor fuel cladding | |
RU2331941C2 (ru) | Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем | |
US5787142A (en) | Pressurized water reactor nuclear fuel assembly | |
EP0533073B1 (en) | Structural elements for a nuclear reactor fuel assembly | |
US5805656A (en) | Fuel channel and fabrication method therefor | |
EP0867889A1 (en) | Nuclear fuel rod for pressurized water reactor | |
Rebak et al. | Hydrogen diffusion in FeCrAl alloys for light water reactors cladding applications | |
Lemaignan | Corrosion of zirconium alloy components in light water reactors | |
EP0867888B1 (en) | Composite cladding for nuclear fuel rods | |
KR19990072604A (ko) | 복합부재및이를이용한연료집합체 | |
Savchenko et al. | New ATF Concepts and Materials: Evaluation and Investigations | |
Karpyuk et al. | Steel cladding for VVER fuel pins in the context of accident-tolerant fuel: prospects | |
Sartowska et al. | ACCIDENT TOLERANT MATERIALS: IDEAS AND RESEARCH DIRECTIONS | |
JPH0454491A (ja) | 核燃料要素 | |
US6511556B1 (en) | High strength zirconium alloys containing bismuth and niobium | |
US5772798A (en) | High strength zirconium alloys containing bismuth | |
JPH0373832B2 (ru) | ||
Rebak | Development of LWR fuels with enhanced accident tolerance. Final report |