Теплотехнічний аналіз конструкційних матеріалів активних зон ядерних реакторів АЕС
Автор: Вакулік Віталій Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Aнотaція Вакулік В.В., Лис С.С. (керівник). Теплотехнічний аналіз конструкційних матеріалів активних зон ядерних реакторів АЕС. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Необхідність забезпечення високих вимог до функціональних харак- теристик енергоблоків сучасних і перспективних АЕС, які відповідають критеріям підвищеної безпеки, робить актуальними системний аналіз технологічних процесів, конструкцій і технічних характеристик сучасних і перспективних ядерних енергетичних реакторів, а також дослідження характеристик і властивостей конструкційних матеріалів активних зон сучасних ядерних реакторів енергоблоків АЕС та реакторів нового покоління. В активній зоні ядерного реактора у найбільш важких умовах працюють оболонки твелів. Для меншого поглинання нейтронів оболонки твелів роблять мінімальної товщини. У процесі роботи матеріал оболонок може зазнавати деформацію через радіаційне пошкодження ядерного па- лива. Внаслідок великого перепаду температури в оболонці виникають термічні напруження. Матеріал оболонки повинен витримувати термічні цикли, а також бути корозійностійким в теплоносії і сумісний з паливом при робочих температурах. Під час визначення вимог до матеріалу оболонок твелів необхідно враховувати особливості даного реактора. У разі застосування в якості ядерного пального природного незбагаченого урану вимога мінімального захоплення нейтронів стає головною. У разі застосування збагаченого палива в якості матеріалів оболонки можуть використовуватися матеріали з більш високим перетином захоплення нейтронів. Мета і задачі досліджень. Метою роботи є теплотехнічний аналіз конструкційних матеріалів активних зон ядерних реакторів АЕС. Для досягнення поставленої мети необхідно було виконати такі завдання: - провести системний аналіз технологічних процесів, конструкцій і технічних характеристик сучасних і перспективних ядерних енергетичних реакторів; - встановити коефіцієнт температурного розширення конструкційних матеріалів реакторних установок; - визначити вимоги до матеріалу оболонок твелів; - провести розрахунок температурних режимів ТВЕЛ в перехідних процесах; - провести розрахунок техніко-економічних показників енергоблоку АЕС з реакторами на теплових нейтронах. Об’єкт дослідження – конструкційні матеріали активних зон ядерних реакторів АЕС. Предмет дослідження – теплотехнічні особливості конструкційних матеріалів активних зон ядерних реакторів АЕС. В дaній мaгістерській квaліфікaційній роботі проведено теплотехнічний аналіз конструкційних матеріалів активних зон ядерних реакторів АЕС. Проведено системний аналіз технологічних процесів, конструкцій і технічних характеристик сучасних і перспективних ядерних енергетичних реакторів, а також дослідження характеристик і властивостей конструкційних матеріалів активних зон сучасних ядерних реакторів енергоблоків АЕС та реакторів нового покоління. Коефіцієнт температурного розширення конструкційних матеріалів реакторних установок має бути, по можливості, мінімальним, оскільки застосування в технологічних схемах реакторних установок пристроїв для компенсації температурної напруженості, обумовленої температурним розширенням конструкційних матеріалів, викликає певні труднощі при їх конструюванні і компоновці. Також важливою характеристикою конструкційних матеріалів реакторних установок є і коефіцієнт теплопровідності, який має бути, по можливості, максимальним, оскільки низький коефіцієнт теплопровідності обумовлює великий перепад температур по перерізу матеріалу, що може створити термічну напруженість, яка загрожуватиме цілісності конструкцій. В економічній чaстині проводився розрахунок техніко-економічних показників енергоблоку АЕС. У даній магістерській роботі розроблена система керування деаератором на атомній електростанції. Деаератор своєю роботою забезпечує зменшення корозійно-активних газів у живильній воді пароводяного тракту, що дозволяє збільшити строк служби конструкційних матеріалів активних зон ядерних реакторів АЕС. Ключові слова: теплотехнічний аналіз, конструкційні матеріали, активна зона, ядерний реактор АЕС, коефіцієнт температурного розширення.