Версия для печати темы

Нажмите сюда для просмотра этой темы в обычном формате

Форум AtomInfo.Ru _ Разные стороны атома _ Толерантное топливо

Автор: barvi7 22.3.2016, 19:46

Вроде недавно говорили о толерантном топливе. Не нашел в какой ветке пока сюда:
http://valve-expert.ru/news/kompanii/vniinm-im-bochvara-zapatentovali-metodiku-likvidatsii-khrupkosti-keramiki/

Автор: barvi7 23.3.2016, 10:32

История вопроса
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6531

Автор: armadillo 23.3.2016, 19:08

"топливо для реакторов ВВЭР" - имеется в виду для всех легководников?

Автор: AtomInfo.Ru 23.3.2016, 19:21

QUOTE(armadillo @ 23.3.2016, 19:08) *
"топливо для реакторов ВВЭР" - имеется в виду для всех легководников?


"топливо для реакторов типа ВВЭР".

"Реактор типа ВВЭР" = "реактор типа PWR" = легководник под давлением.

Автор: armadillo 23.3.2016, 19:36

BWR их не интересует?

Автор: AtomInfo.Ru 23.3.2016, 20:59

QUOTE(armadillo @ 23.3.2016, 19:36) *
BWR их не интересует?


Это ж статья автора из Девятки.
Зачем им-то BWR?

Автор: Pakman 23.3.2016, 22:58

Ничего не понял, трубки-шмубки. Толерантное топливо - это для Европы, так? А для Ирана - халяльное?

Автор: Kapa6ac 31.3.2016, 21:22

Давно пора сделать что-то подобное.
Такие оболочки твэл не будут при авариях вступать в реакцию с водородом.

Однако, остается важный вопрос: каким образом будут крепиться к таким трубкам концевые детали? Сварка и пайка исключены, приклеивать?

Автор: LAV48 31.3.2016, 21:46

Цитата(Kapa6ac @ 31.3.2016, 21:22) *
Такие оболочки твэл не будут при авариях вступать в реакцию с водородом.

Вы хотели сказать с выделением водорода wink.gif

Если нашли способ "выпекать" трубки, возможно такой способ подойдёт и для "запекания" концов wink.gif

Автор: aprudnev 21.4.2016, 3:43

Цитата(LAV48 @ 31.3.2016, 11:46) *
Вы хотели сказать с выделением водорода wink.gif

Если нашли способ "выпекать" трубки, возможно такой способ подойдёт и для "запекания" концов wink.gif


Этого я не понимаю. Если там остается вода, то какой бы не был материал, а при перегреве водород с кислородом вполне себе получим со всеми вытекающими. Главный то вопрос - охлаждение всей конструкции так чтобы целостность не нарушилась. Неужели можно этого добиться, просто чуть чуть повысив температуру до которой ТВЭЛ может нагреться? Понятно, что газовое охлаждение, всякие там галечные конструкции и прочее проблему решают (но решают то иначе, решают обеспечив свободное охлаждение без наличия воды), а как решает замена циркония на что-то тугоплавкое - тепло то все равно будет выделяться и нагреет твэл до температуры плавления этого _тугоплавкого_ если его не отводить...

Автор: Dobryak 21.4.2016, 6:41

QUOTE(aprudnev @ 21.4.2016, 3:43) *
Этого я не понимаю. Если там остается вода, то какой бы не был материал, а при перегреве водород с кислородом вполне себе получим со всеми вытекающими. Главный то вопрос - охлаждение всей конструкции так чтобы целостность не нарушилась. Неужели можно этого добиться, просто чуть чуть повысив температуру до которой ТВЭЛ может нагреться? Понятно, что газовое охлаждение, всякие там галечные конструкции и прочее проблему решают (но решают то иначе, решают обеспечив свободное охлаждение без наличия воды), а как решает замена циркония на что-то тугоплавкое - тепло то все равно будет выделяться и нагреет твэл до температуры плавления этого _тугоплавкого_ если его не отводить...

Почитайте дла разогрева

http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kabakchi/9.html

Автор: Татарин 21.4.2016, 12:34

Цитата(aprudnev @ 21.4.2016, 3:43) *
Этого я не понимаю. Если там остается вода, то какой бы не был материал, а при перегреве водород с кислородом вполне себе получим со всеми вытекающими. Главный то вопрос - охлаждение всей конструкции так чтобы целостность не нарушилась. Неужели можно этого добиться, просто чуть чуть повысив температуру до которой ТВЭЛ может нагреться? Понятно, что газовое охлаждение, всякие там галечные конструкции и прочее проблему решают (но решают то иначе, решают обеспечив свободное охлаждение без наличия воды), а как решает замена циркония на что-то тугоплавкое - тепло то все равно будет выделяться и нагреет твэл до температуры плавления этого _тугоплавкого_ если его не отводить...

НЯП, времена до плавления топлива, а также количество и скорость выделения водорода (если остаётся цирконий) тоже имеют значение.

То есть, если неким покрытием на цирконии мы можем снизить выделение водорода при отказе охлаждения до величин, при которых надёжно уже спасают катализаторы и/или штатная система вентиляции через фильтры, то это уже мал-мала, но таки победа.
Радиолизный водород будет всё равно; пока в реакторе есть вода, от водорода никуда не деться. Вопрос количества и динамики.

Автор: Dobryak 21.4.2016, 13:09

Восстановление металлов из окислов водородом --- это стандартная технология, к примеру, так восстанавливают вольфрам. Из "ржавчины" получаетсся металл в виде порошка --- сырье для порошковой металлургии. Кислороод, перекочевывая от окмсла металла к водороду, дает, естественно, воду, точнее, водяной пар. В химии прямая и обратная реакция всегда сосуществуют, в процессе восстановления металла реакция односторонняя, так как при продувании водорода над "ржавчиной" водяной пар механически удаляется из зоны реакции. В случае пароциркониевой реакции уже водород улетучивается. Так что при парометаллическая реакция в принципе возможна для любых металлов, вопрос только насколько должен быть раскален металл. Цирконию "повезло" в том, что в активной зоне есть "удачный" способ его разогрева в водяном пару.

Автор: AtomInfo.Ru 3.7.2016, 22:22

Труды семинара в Окридже по ATF, октябрь 2014.
Публикация МАГАТЭ.
http://atominfo.ru/newsn/u0746.htm

Автор: AtomInfo.Ru 20.5.2017, 17:26

(кликабельно)

http://atominfo.ru/files/atominfo/tivver1.jpg

http://atominfo.ru/files/atominfo/tivver2.jpg

QUOTE
Для предотвращения опасности пароциркониевой водородной реакции предложен вариант изготовления плакированной оболочки ТВЭЛ. Работа по созданию таких ТВЭЛ в случае её постановки и активного проведения может быть завершена в течение 2 - 3-хлет.

Автор: AtomInfo.Ru 20.5.2017, 17:50

Интересно, паротитановая реакция бывает?

Автор: Татарин 20.5.2017, 18:46

Цитата(AtomInfo.Ru @ 20.5.2017, 17:50) *
Интересно, паротитановая реакция бывает?

C 800C.

Автор: anarxi 20.5.2017, 22:45

QUOTE(AtomInfo.Ru @ 20.5.2017, 16:50) *
Интересно, паротитановая реакция бывает?


эм.. а в случае полного расплава, при образовании ТСМ, титан должен всплыть вверх, так как он легче?
"прикрыть собой" цирконий.
я правильно разумею?
Татарин
QUOTE
C 800C.


даже бедолага гугл растерялся с паротитановая реакция .
можно, где то, почитать, доступный "пешеходам", материал?

Автор: AtomInfo.Ru 20.5.2017, 23:12

QUOTE(anarxi @ 20.5.2017, 22:45) *
эм.. а в случае полного расплава, при образовании ТСМ, титан должен всплыть вверх, так как он легче?
"прикрыть собой" цирконий.
я правильно разумею?


К этому докладчику (а это Карзов) первый же вопрос был вежливо-резкий.
Да, его спросили как раз про взаимодействие пара с титаном.
Напомнили, что, кроме оболочек твэлов, в кассете есть и другие конструкционные элементы (об этом часто "забывают" разработчики толерантных топлив, а ведь менять надо всю систему).
Ну и про то, что произойдёт, когда случится кориум.

К сожалению, заседание было пленарное, а на пленарном заседании долгие дискуссии не поощряются. Поэтому развёрнутого ответа у докладчика не получилось.

Он сказал, что по-хорошему надо было бы верхний слой оболочки делать из никеля, но это невозможно.
Про взаимодействие титана докладчик сказал так - есть разные титановые сплавы с разными свойствами (т.е. читай так, что в реальности предлагается не чистый титан, а его сплав - какой именно, вот тут без комментариев, точные составы реакторных сплавов суть ноу-хау).
Про кориум - если дошло до расплавления топлива, то поздно пить Боржоми.

Но как себя поведёт такая композитная оболочка при расплавлении - это, наверно, всё-таки не к материаловеду вопрос (а докладчик занимается материалами).
А вообще, первая её задача - дать аппарату дополнительное время за счёт того, что оболочка будет дольше нагреваться до начала опасного взаимодействия.

Автор: anarxi 20.5.2017, 23:37

QUOTE(AtomInfo.Ru @ 20.5.2017, 22:12) *
А вообще, первая её задача - дать аппарату дополнительное время за счёт того, что оболочка будет дольше нагреваться до начала опасного взаимодействия.

стоит ли вся эта суета (пробные макеты, испытание. доказательство перед регулятором) ради пары часов в аварии.

Автор: LAV48 21.5.2017, 0:09

Цитата(anarxi @ 20.5.2017, 22:45) *
эм.. а в случае полного расплава, при образовании ТСМ, титан должен всплыть вверх, так как он легче?

Так он не расплавится нифига, будет стоять себе ровненько, а кориум уже проплавит КР smile.gif
P.S. Тугоплавкость у него повышенная wink.gif

Автор: AtomInfo.Ru 21.5.2017, 0:37

QUOTE(anarxi @ 20.5.2017, 23:37) *
стоит ли вся эта суета


"Первая" задача не означает "последняя".

Например, титановый слой будет забирать часть производимого водорода (см. картинку выше по ветке).

Автор: anarxi 21.5.2017, 0:53

QUOTE(LAV48 @ 20.5.2017, 23:09) *
Так он не расплавится нифига, будет стоять себе ровненько, а кориум уже проплавит КР smile.gif
P.S. Тугоплавкость у него повышенная wink.gif

циркониевые сплавы более тугоплавки чем титан.
разве не так?

Автор: LAV48 21.5.2017, 1:46

Цитата(anarxi @ 21.5.2017, 0:53) *
циркониевые сплавы более тугоплавки чем титан.
разве не так?

Вопрос в том, какие сплавы...

Автор: generalissimus1966 21.5.2017, 12:45

QUOTE(LAV48 @ 21.5.2017, 2:46) *
Вопрос в том, какие сплавы...

Практически любые. Речь же идёт не о том, когда оболочка ТВЭЛа расплавится, а о том, когда а) начнётся реакция с водяным паром б) материал оболочки потеряет прочность (это происходит куда раньше плавления!).

Автор: alex_bykov 21.5.2017, 14:12

QUOTE(anarxi @ 20.5.2017, 23:37) *
стоит ли вся эта суета (пробные макеты, испытание. доказательство перед регулятором) ради пары часов в аварии.

Судя по тому, что тот же Вест вовсю занимается подобными работами - стоит. Для Украины - особенно, почитайте работу ваших гидравликов из КПИ и ГНТЦ ЯРБ по смешанным загрузкам...

Автор: alex_bykov 21.5.2017, 14:14

Западники, например, пробуют нанесение на оболочку силикатов, но там, насколько я понимаю, хрупкая плакировка получается. Можно ещё попробовать вернуться к анодированию оболочек (ИМХО, процесс незаслуженно исключён из технологической цепочки), вот там можно и никель на цирконий посадить...

Автор: Татарин 21.5.2017, 20:23

Цитата(anarxi @ 20.5.2017, 22:45) *
даже бедолага гугл растерялся с паротитановая реакция .
можно, где то, почитать, доступный "пешеходам", материал?

Учебник химии. Вряд ли есть именно одним именным словом "паротитановая", но вообще, принципиально, титан c водой реагирует (с Ti2O и водородом в результате).

Автор: AtomInfo.Ru 13.6.2017, 18:11

Вестингауз представил своё толерантное топливо.
EnCoreTM Fuel
Но пока только сообщение для прессы.
http://www.westinghousenuclear.com/About/News/View/WESTINGHOUSE-DEBUTS-ENCORE-ACCIDENT-TOLERANT-FUEL-SOLUTION


Автор: alex_bykov 14.6.2017, 16:28

Ну, судя по украинским публикациям, на смешанных зонах заклинивание ГЦН приводит к пароциркониевой реакции, есть смысл "агрессивно впаривать" решение для проблем, которые создают сами.

Автор: AtomInfo.Ru 18.5.2018, 23:57

Никипелова:
"Мы думаем, что года через четыре, через пять требование толерантности будет обычным контрактным требованием".

Автор: AtomInfo.Ru 18.5.2018, 23:57

QUOTE(armadillo @ 23.3.2016, 19:36) *
BWR их не интересует?


Вот теперь BWR интересует и ТВЭЛ с Девяткой.

Автор: Обнинский 22.6.2018, 8:46

Цитата(AtomInfo.Ru @ 18.5.2018, 23:57) *
Никипелова:
"Мы думаем, что года через четыре, через пять требование толерантности будет обычным контрактным требованием".

Цитата
"Framatome" рассматривает два варианта толерантного топлива - с хромовым покрытием оболочек и с добавкой хрома в топливную таблетку.

Ccылка как требует модератор: http://atominfo.ru/newss/z0598.htm
И вопрос. Можно узнать, что делается у нас по толерантному топливу?

Автор: AtomInfo.Ru 22.6.2018, 9:34

QUOTE(Обнинский @ 22.6.2018, 8:46) *
И вопрос. Можно узнать, что делается у нас по толерантному топливу?


ТВЭЛ выбрал четыре варианта для реакторных испытаний.
Три синицы в руках и один журавль в небе.

Самое простое - это хромовое покрытие оболочки. Практически не влияет на НФ и ТФ/ТГ и т.д., не сказывается сильно на экономике. Реализовать и внедрить можно быстро, вопрос нескольких лет. Поэтому за такой или подобный варианты взялись многие, не только наши.
Недостаток - хромовое покрытие не устраняет угрозу пароциркониевой реакции полностью, так как цирконий остаётся в активной зоне. Если слой покрытия будет сдираться во время работы или аварии, то контакт цирконий-горячая H2O всё равно сохраняется.

Второй вариант - убрать цирконий из АЗ физически. Выбор очевиден, у нас есть морские сплавы для ОКБМовских реакторов, опыт эксплуатации есть, претензий больших нет, вот их и можно поставить в ВВЭР.
Конкретно - сплав 42ХНМ, тем более, что он уже присутствует в зоне ВВЭРов.
Недостаток - более высокие сечения. То есть, или повышаешь обогащение, или сокращаешь кампанию. И то, и то плохо для экономики.
Возможное решение - так как механические свойства 42ХНМ лучше, чем у циркониевых сплавов, то можно утонить оболочку - то есть, уменьшить объёмную долю конструкции в зоне.

Третий вариант - изменение топливного материала. Улучшить его теплофизику и т.д.
Здесь выбор тоже очевиден, у нас есть опыт работы с уран-молибденовым топливом для ИРов.

Четвёртый вариант - это перспективные всякие вещи, типа SiC и т.п.

Сейчас начался этап реакторных испытаний в Димитровграде. Выбирать между четырьмя вариантами станут по его итогам.

Автор: AtomInfo.Ru 22.6.2018, 10:25

QUOTE(AtomInfo.Ru @ 22.6.2018, 9:34) *
Конкретно - сплав 42ХНМ


По нему и его предшественникам у наших есть большой опыт, что и даёт основания надеяться на быстрое внедрение, если решат внедрять именно его.

Работы по нему появились в середине 70-ых годов. Из воспоминаний Ю.В.Желтова (ОКБМ) известно, что в это время наблюдались проблемы (он пишет: "разрушались") у оболочек твэлов транспортных реакторов даже при небольших выгораниях.
Желтов обосновал необходимость повышения содержания в материале оболочки хрома.
Чуть позже появились соответствующие сплавы. Последнее название, под которым они известны сегодня - бочваллой.

То есть, опыт применения у него хороший, но нужна дополнительная работа по толщинам оболочек для ВВЭР, чтобы не допустить сильного проигрыша в нейтронном балансе из-за увеличения доли хрома в активной зоне.

Автор: barvi7 22.6.2018, 18:34

QUOTE(AtomInfo.Ru @ 22.6.2018, 9:34) *
то контакт цирконий-горячая H2O всё равно сохраняется.

Лучше будет "цирконий-горячий H2O" rolleyes.gif
температура все-таки за ~ 800 С.

Автор: AtomInfo.Ru 26.9.2018, 19:39

QUOTE(AtomInfo.Ru @ 22.6.2018, 9:34) *
Сейчас начался этап реакторных испытаний в Димитровграде. Выбирать между четырьмя вариантами станут по его итогам.


Угрюмов не спешит говорить, какой именно (или какие именно) варианты пойдут на испытания в одном из российских энергоблоков.
Зато появились сроки - загрузка опытных толерантных (или, как предлагают теперь писать, противоаварийных) твэлов на одном из блоков с тысячником произойдёт в 2020 году.
http://atominfo.ru/newst/a0250.htm

Автор: pappadeux 27.9.2018, 3:08

QUOTE(AtomInfo.Ru @ 26.9.2018, 12:39) *
Зато появились сроки - загрузка опытных толерантных твэлов на одном из блоков с тысячником произойдёт в 2020 году.


в какое время живем

даже твэли, и те - ТОЛЕРАНТНЫЕ!

Автор: AtomInfo.Ru 27.9.2018, 8:10

QUOTE(pappadeux @ 27.9.2018, 3:08) *
в какое время живем

даже твэли, и те - ТОЛЕРАНТНЫЕ!


Поэтому и предлагают иной вариант названия.
Посмотрим, приживётся ли.

Автор: Татарин 28.9.2018, 16:20

Цитата(pappadeux @ 27.9.2018, 3:08) *
в какое время живем

даже твэли, и те - ТОЛЕРАНТНЫЕ!

По-русски - "устойчивые".

Автор: generalissimus1966 29.9.2018, 5:53

QUOTE(Татарин @ 28.9.2018, 17:20) *
По-русски - "устойчивые".

не пьют и в порочащих связях не замечены?

Автор: AtomInfo.Ru 30.9.2018, 0:39

QUOTE(Татарин @ 28.9.2018, 16:20) *
По-русски - "устойчивые".


На самом деле, устойчивое к авариям толерантное топливо.
Но пока всё это выговоришь - язык сломаешь.

Автор: AtomInfo.Ru 30.9.2018, 0:50

QUOTE(alex_bykov @ 21.5.2017, 14:14) *
Западники, например, пробуют нанесение на оболочку силикатов,


Если ещё конкретнее, то Вестингауз сделал в полном размере оболочку для топлива PWR из карбида кремния для различных испытаний.
Но до внедрения там ещё очень долгая история.

Автор: Superwad 1.10.2018, 11:46

Цитата(AtomInfo.Ru @ 30.9.2018, 0:39) *
На самом деле, устойчивое к авариям толерантное топливо.
Но пока всё это выговоришь - язык сломаешь.

Предлагаю - термостойкое топливо. Устойчивое к температуре плавления.

Автор: AtomInfo.Ru 1.10.2018, 12:03

QUOTE(Superwad @ 1.10.2018, 11:46) *
Предлагаю - термостойкое топливо. Устойчивое к температуре плавления.


Это не учитывает, например, вопрос о выделении водорода при взаимодействии оболочки и теплоносителя в аварийных ситуациях.

ATF-топливо по своему определению должно сохранять работоспособность в аварийных режимах - не плавиться, не выделять водород в опасных объёмах и т.д.

Автор: Vaklin Hristov 1.10.2018, 12:34

Пофигистичное. Ему нечего терять и оно относиться с пониманием ко всем ошибкам от стадия проектирования РУ, через стадий эксплуатации ее же и даже на расплав корзины ему как-то ничего. Соберется в кучку и мирно будет греться.

Если так важно, чтобы от толерантности отойти wink.gif

Автор: AtomInfo.Ru 1.10.2018, 12:45

QUOTE(Vaklin Hristov @ 1.10.2018, 12:34) *
Пофигистичное.


Смысл, конечно, передаёт правильно smile.gif
Но вряд ли этот вариант будет соответствовать корпоративным нормам laugh.gif

Автор: LAV48 1.10.2018, 12:50

А потом, в следующих стадиях развития, будет поху...стичное и особо поху...стичное biggrin.gif

Автор: AtomInfo.Ru 1.10.2018, 12:54

QUOTE(LAV48 @ 1.10.2018, 12:50) *
А потом, в следующих стадиях развития, будет поху...стичное и особо поху...стичное biggrin.gif


Вот этого-то все и побоятся. Поэтому вариант Ваклина не пройдёт, несмотря на его внутреннюю правильность biggrin.gif

Автор: Vaklin Hristov 1.10.2018, 13:21

Пройдет в курилках. А дальше, пошло-поехало... wink.gif

Автор: Superwad 2.10.2018, 11:11

Топливо пофигестическое, дуракоустойчивое или просто ПД топливо laugh.gif

Автор: pappadeux 4.10.2018, 19:28

QUOTE(Superwad @ 2.10.2018, 4:11) *
Топливо пофигестическое, дуракоустойчивое или просто ПД топливо laugh.gif


нет такого топлива, которое могло бы устоять против дурака

Автор: Superwad 5.10.2018, 12:54

Цитата(pappadeux @ 4.10.2018, 19:28) *
нет такого топлива, которое могло бы устоять против дурака

[Пожимая плечами] В калькуляторах система защиты от множественного нажатия есть, в авто разнополюсовые разъемы есть, хотя есть люди которые умудряются и защиту от дураков сломать (помним датчик в ракете, установленные неправильно,при помощи молотка?). Таких только народный способ избавления от горба поможет dry.gif
Естественно, абсолютной защиты еще не придумали, но приемлемый уровень защиты от дурака - вполне.

Автор: AtomInfo.Ru 14.10.2018, 23:24

Как и обещал, перенёс посты про 27/ВТ. - Модератор
http://forum.atominfo.ru/index.php?showtopic=1323

Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)