Твз реактору ввер-440
ТВЗ реактора ВВЕР-440:
- підпружинені штирі;
- голівка ТВЗ;
- центральна трубка;
- верхня дистанціонуюча гратка;
- твел;
- розрізна пружинна втулка;
- брикет спеченого діоксиду урану;
- шестигранний чохол;
- проміжні дистанціонуючі ґратки;
- нижня дистанціонуюча гратка;
- хвостовик ТВЗ;
- штир для фіксації ТВЗ
ТВЗ реактора ВВЭР-440 (негерметична конструкція) складається з:
верхньої голівки;
хвостовика;
корпусу;
твелів (пучок стрижнів - 127 шт., включаючи центральну трубку).
Верхня голівка (нержавіюча сталь):
отвір для проходження води;
пристрій під захоплення ТВЗ;
кріплення до корпусу потайними болтами.
Хвостовик (нержавіюча сталь):
отвір для проходження води;
конструкція для встановлення ТВЗ в днище кошика;
кріплення до корпусу потайними болтами.
Корпус (сплав цирконію):
шестигранної форми під ключ 144 мм;
товщина стінки ~2 мм;
центральна порожня трубка (каркас);
2 кінцеві дистанціонуючі гратки для жорсткого (верх) та рухомого (низ) закріплення твелів (можливість поздовжнього переміщення при температурних розширеннях);
проміжні дистанціонуючі гратки через кожні ~200 мм (20-30 діаметрів твелів) (жорсткість конструкції).
Вимоги до матеріалу твелів:
відсутність хімічної взаємодії з ядерним паливом та теплоносієм у всьому діапазоні робочих температур (Zr сплави задовольняють до температури до 400° С);
висока міцність (високий тиск внаслідок накопичення газових продуктів ділення);
висока теплопровідність;
слабке поглинання нейтронів.
Твел реактора ввер-440
- нижня заглушка;
- проміжний кінцевик з отвором для заповнення гелієм;
- пружна втулка-фіксатор;
- паливна таблетка;
- трубчаста оболонка твелу з Zr-Nb сплаву
- верхня заглушка з фіксатором;
- герметизуюче наплавлення
Твели (герметична конструкція):
діаметр 9,1 мм;
оболонка з Zr-Nb сплаву;
паливний сердечник з паливних таблеток з UO2;
зазор між оболонкою та сердечником 0,05-0,10 мм (для компенсації температурних розширень);
вільні торцеві обсяги (для накопичення газоподібних продуктів ділення);
стальні кінцевики (приварюються до оболонки);
внутрішня порожнина заповнена He під невеликим надлишковим тиском (контроль герметичності).
Паливні таблетки:
циліндри розміром по висоті 2-3 діаметри;
низька теплопровідність UO2 - значний градієнт температури по перерізу (термічні напруження);
центральний отвір діаметром 1,4-1,6 мм для сприйняття радіальних змін;
гранично припустима температура ~2800° С – точка плавлення UO2;
збагачення 3,5-4,4% (3-4 річне паливо)
Регулювання в реакторі ввер-440
Регулювання:
(повільне гомогенне регулювання) борне регулювання - компенсація повільних змін реактивності, пов'язаних з вигорянням палива (глибина вигоряння ~3%);
(повільне гетерогенне регулювання) вигоряючий поглинач в окремих ТВЗ - стержні вигоряючого поглинача (СВП) (6 твелів з 126 з В2Zr замість UO2: 0, 5-1,0% В) (в останніх серійних ВВЭР-440 не використовуються).
(швидке гетерогенне регулювання) рухомі поглинаючі касети СУЗ (тонке регулювання, компенсація надлишкової реактивності, швидке аварійне зупинення)
вада швидкого регулювання - перекоси розподілу енерговиділення по висоті АЗ
Нижня (паливна) частина касети СУЗ
- голівка із захопленням під привід;
- центральна труба;
- верхня дистанціонуюча гратка;
- тепловиділяючий елемент (твел);
- шестигранний чохол;
- розрізна пружинна втулка;
- таблетка спеченого діоксиду урану;
- проміжна дистанціонуюча гратка;
- нижня дистанціонуюча гратка;
- хвостовик з циліндром для демпфера
Верхня (поглинальна) частина касети СУЗ
- отвір для проходження води;
- шестигранна труба;
- вкладиш з бористої сталі;
- хвостовик;
- нижня (паливна) частина касети СУЗ
Касети СУЗ:
37 касет в АЗ;
поглинаюча частина (нейтронна пастка) містить борвміщуючі елементи;
внутрішня порожнина поглинаючої частини заповнена водою;
поглинаюча частина доповнена витискувачем води (по формі - точна копія поглинаючої частини);
в ранніх проектах ВВЕР-440 витискувачем слугувала рухома ТВЗ. Пізніше – псевдозбірка;
поглинаючі частини ховаються до верхнього блоку захисних труб, витискувачі – до нижнього блоку;
через верхній блок захисних труб проходять сполучні штанги приводів СУЗ