Тепловыделяющая сборка
Тепловыделяющая сборка (ТВС) в машиностроительное изделие, содержащее ядерные материалы и предназначенное для получения тепловой энергии в ядерном реакторе за счёт осуществления контролируемой ядерной реакции.
Обычно представляет собой четырёхгранный (PWR) или шестигранный (ВВЭР) пучок ТВЭЛов длиной 2,5в3,5 м (что примерно соответствует высоте активной зоны) и диаметром 30в40 см, изготовленный из нержавеющей стали или сплава циркония (для уменьшения поглощения нейтронов).
Твэлы собираются в ТВС для упрощения учёта и перемещения ядерного топлива в реакторе. В одной ТВС обычно содержится 150в350 твэлов, в активную зону реактора обычно помещается 200в450 ТВС.
Содержание |
[править] Мировые поставщики ТВС[1][2]
Areva (Франция) в 31% мирового рынка[3]
Toshiba (Япония) в кроме собственных мощностей нынешний владелец Westinghouse
Westinghouse Electric Company (англ.)русск. (США) в вместе с Toshiba 26% мирового рынка
ТВЭЛ (Россия) в 17% мирового рынка, почти 100 % рынка поставок топлива для АЭС с реакторами ВВЭР, 100 % в на АЭС с реакторами РБМК, а также с некоторыми другими типами реакторов[4].- Japan Nuclear Fuel Limited (англ.)русск. (Япония) в 17% мирового рынка
- Mitsubishi Heavy Industries (Япония)
- Hitachi (Япония)
- Nuclear Fuel Industries (Япония)
- General Electric (США)
- Babcock and Wilcox (англ.)русск. (США)
Cameco (Канада)
CNNC (англ.)русск. (Китай)
Siemens (Германия)
British Nuclear Fuels (англ.)русск. (Великобритания)
FCN (Румыния)
ENUSA (исп.)русск. (Испания)
Korea Nuclear Fuel (англ.)русск. (Южная Корея) в корейский монополист
Nuclear Fuel Complex (англ.)русск. (Индия) в индийский монополист
BelgoNucléaire (Бельгия) в производство MOX-топлива[5]- Duke Cogema Stone&Webster (США) в производство MOX-топлива[6]
- Thorium Power Inc (США) в производство перспективного ториевого топлива
.svg){kind=small}
[править] Российские ТВС
[править] ТВС реакторов ВВЭР-440
ТВС ВВЭР-440 состоит из пучка твэлов, головки, хвостовика и чехла. Твэлы в пучке расположены по треугольной решётке и объединены между собой дистанционирующими решётками «сотового» типа, закреплёнными на центральной трубе, и нижней опорной решёткой, закреплённой на хвостовике. Головка и хвостовик ТВС жестко по шестигранной поверхности соединены с чехлом, являющимся несущим элементом конструкции. Пучок состоит из 126 твэлов.
[править] ТВСА
ТВС альтернативной конструкции с жёстким каркасом, формируемым шестью уголками и дистанционирующими решётками. Главный упор был сделан на увеличение глубины выгорания, повышение эксплуатационной надёжности и усиление изгибной жёсткости ТВС. Выполненная модернизация сборок позволила продлить срок их эксплуатации до 4-5 лет, а также предоставила возможность работать в манёвренном режиме (суточное изменение мощности энергоблока).
Разработка «ОКБМ имени И. И. Африкантова».
[править] ТВСА-АЛЬФА
Эволюционное развитие базовой конструкции ТВСА. ТВСА-АЛЬФА комплектуется восьмью дистанционирующими решётками увеличенной высоты с оптимизированной геометрией ячейки, твэлами с оболочкой меньшей толщины и таблетками без отверстия.
[править] ТВСА-T
ТВСА с сокращенным до восьми количеством дистанционирующих решёток. Модификация ТВСА для поставок на АЭС «Темелин» (Чехия) для замены топлива американской компании «Вестингауз».
[править] ТВСА-У
ТВСА с удлиненной активной частью.
[править] ТВСА-PLUS
Разрабатываемая конструкция ТВСА рассчитанная на эксплуатацию в 18-месячном топливном цикле при работе на мощности 104 % от номинальной.
[править] РК-3
Бесчехловая ТВС третьего поколения. Технический проект кассеты базируется на опыте эксплуатации комплекса кассет второго поколения и технических решениях воплощенных в кассетах ВВЭР-1000 (ТВСА и ТВС-2)
[править] ТВС реакторов ВВЭР-1000
ТВС ВВЭР-1000 представляет собой активную конструкцию из 312 твэлов, закреплённых в каркасе из 18 направляющих каналов, 15 дистанционирующих и одной нижней решётки.
Концевые детали ТВС служат для фиксации кассеты в установочных гнёздах активной зоны. Верхняя концевая деталь (головка) обеспечивает взаимодействие с внутрикорпусными устройствами реактора и поджатие ТВС от всплытия, а также разъёмное соединение с каркасом ТВС. Нижняя концевая деталь (хвостовик) обеспечивает заданное местоположение кассеты в активной зоне, а также организацию протока теплоносителя.
Основные конструктивные особенности отечественной конструкции ТВС связаны, прежде всего, с формой её поперечного сечения. В отличие от мировых аналогов, базирующихся на прямоугольной форме, ТВС ВВЭР-1000 имеет гексагональное (шестигранное) сечение. При прочих равных условиях гексагональная форма ТВС обеспечивает более высокую однородность поля расположения твэлов и гарантирует сохранность ТВС во время транспортно-технологических операции при её изготовлении и при эксплуатации на АЭС.
[править] УТВС
В отличие от штатной ТВС ВВЭР-1000 каркас УТВС изготовлен из циркония, а не из нержавеющей стали. В УТВС в качестве выгорающего поглотителя используется оксид гадолиния, равномерно распределённый по объёму топливных таблеток нескольких твэгов (твэлы с гадолинием). УТВС в разборная ТВС, то есть, при обнаружении негерметичного твэла кассету можно отремонтировать, заменив поврежденный твэл на герметичный.
УТВС разработана в ОКБ «Гидропресс» совместно с ОАО «ТВЭЛ».
[править] ТВС-2
ТВС с жёстким каркасом, образованным приваркой двенадцати дистанционирующих решёток к направляющим каналам. Является эволюционным развитием конструкций предшествующих бесчехловых ТВС (ТВС-М, УТВС), по сравнению с которыми в неё не добавлено ни одного нового элемента. Все новые качества получены путём применения положительно зарекомендовавших себя в эксплуатации решений, усовершенствования конструкции отдельных составляющих элементов.
Разработка ОКБ «Гидропресс» (г. Подольск, Московская область). Эксплуатация ТВС-2 ведется с 2003 года на Балаковской АЭС. В 2007 году все блоки Балаковской АЭС переведены на ТВС-2. В 2007 году на этот тип переведен энергоблок в„– 1 Волгодонской АЭС.
[править] ТВС-2М
Модификация ТВС-2, в ТВС-2М укорочены концевые детали и, соответственно, удлинен топливный столб активной зоны, вниз на 100 мм и вверх на 50 мм и введена 13-я решётка внизу, которая закрепляет пучок в зоне гидродинамической нестабильности. Дополнительно оптимизированы дистанционирующие решётки для уменьшения гидродинамического сопротивления. Назначение ТВС-2М в 18-месячный топливный цикл. В эксплуатации с 2006 года (энергоблок в„–1 Балаковской АЭС). На работу с ТВС-2М переводятся энергоблоки, работавшие на ТВС-2: энергоблоки в„–1-4 Балаковской АЭС, энергоблок в„–1 Ростовской (Волгодонской) АЭС. Энергоблок в„–2 Ростовской АЭС пущен с активной зоной, полностью скомпонованной из ТВС-2М. ТВС-2М является прототипом для ТВС АЭС-2006.
[править] ТВС реакторов PWR
[править] ТВС-квадрат
«ТВС-Квадрат» в проект ОАО «ТВЭЛ» по созданию топлива для реакторов АЭС западного дизайна. В конструкции «ТВС-Квадрат» для реакторов PWR используется топливо из диоксида урана с обогащением по U-235 до 5 % с добавкой гадолиния.
[править] ТВС реакторов РБМК
В каждую сборку входит 18 стержневых твэлов. Оболочка твэла заполнена таблетками из двуокиси урана.
1 в дистанцирующая арматура;
2 в оболочка ТВЭЛа;
3 в таблетки диоксида урана.
[править] ТВС других стран
[править] ТВС-W
ТВС-W в обобщённое название для ТВС ВВЭР производства компании Вестингауз (Westinghouse), которые эпизодически поставлялись на АЭС Ловииса Финляндия (с ВВЭР-440), АЭС Темелин (Чехия) и на Южно-Украинскую АЭС (обе с ВВЭР-1000). Во всех случаях топливные сборки имели разную конструкцию.
После больших паллетных проблем с надёжностью эксплуатации на АЭС Темелин (отказ-недоход 51 «регулирующего стержня» из 61 шт. до концевиков низа в 2007 г. на АЭС Темелин из-за изгиба направляющих каналов в ТВС-W) топливо было выгружено досрочно и эксплуатирующей организацией АЭС Темелин проведён тендер, по результатам которого с 2010 года ТВС-W были заменены на ТВСА. Среди основных недостатков специалисты отмечают недостаточную жёсткость ТВС-W.
Эксплуатирующей организацией украинских АЭС НАЭК «Энергоатом» в 2008 году был заключен контракт на поставку в 2011в2015 гг. не менее 630 ТВС-W2 на минимум на 3 энергоблока с ВВЭР-1000. В настоящее время 42 сборки проходят опытную эксплуатацию на Южно-Украинской АЭС.
[править] Примечания
- в‘ Nuclear fuel processing & services (англ.). World Nuclear Association. Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 1 ноября 2010.
- в‘ Westinghouse World View (англ.). Westinghouse Electric Company (April 2005). Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 18 октября 2010.
- в‘ LE BUSINESS GROUP AMONT (фр.). Areva. Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 1 ноября 2010.
- в‘ Метрологическое обеспечение Топливной компании «ТВЭЛ». ТВЭЛ (май 2010). Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 1 ноября 2010.
- в‘ Welcome (англ.). BelgoNucléaire. Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 1 ноября 2010.
- в‘ Use of Mixed Oxide Fuel in Power Reactors (англ.). Nuclear Regulatory Commission. Архивировано из первоисточника 8 февраля 2012. Проверено 1 ноября 2010.
[править] Ссылки
 |
Для улучшения этой статьи желательно?:
|
 |
Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону.
Вы можете помочь Энциклопедии, добавив информацию для других стран и регионов.
|
