оліпшення теплообміну оболонку ТВЕЛу разом з сердечниками заповнюють газом, який добре проводить тепло, найчастіше для цих цілей використовують гелій. У процесі роботи ТВЕЛу вихідний зазор зменшується, аж до повного зникнення.
На даний момент на території нашої країни широкою популярністю користуються реактори ВВЕР - 1000. Де матеріалом для виготовлення оболонок ТВЕЛів є цирконій. Трубка ТВЕЛу у реактора ВВЕР - 1000 виготовлена ??з рекрісталізованного цирконію, легованого 1% ніобію (сплав Н - 1). Щільність сплаву 6.55 г/см3, температура плавлення 1860 ° С. Для сплаву Н - 1 температура 350 ° С є своєрідною критичною точкою, після якої міцності властивості сплаву погіршуються, а пластичні збільшуються. Найбільш різко властивості змінюються при температурах 400-500 ° С. При температурі вище 1000 ° С цирконій взаємодіє з водяною парою, при 1200 ° С ця реакція протікає швидко (при цьому виділяється тепло реакції розігріває оболонку до температури плавлення (1860 ° С) і утворюється водень).
Зовнішній діаметр трубки ТВЕЛу 9,1 ± 0,05 мм, товщина 0,65 ± 0,03 мм, внутрішній діаметр - 7,72 + 0,08 мм.
. Матеріали застосовуються для виготовлення оболонок
Але незважаючи на велику популярність, ефективність у використанні і практичність цих реакторів. В Україні так само працюють і інші реактори. Відмінності у яких в принципі і не істотні але все ж є. І якщо говорити загалом про реакторобудуванні, то в цій промисловості застосовують і інші матеріали. Для виготовлення оболонок ТВЕЛів, технологічних каналів і деяких інших деталей активної зони водоохолоджуючих реакторів широко застосовуються алюмінієві та цирконієві сплави. Ці матеріали мають надзвичайно малими перетинами поглинання теплових нейтронів, тому їх використання в активній зоні дозволяє зменшити завантаження реактора делящимся матеріалом. Алюмінієві та цирконієві сплави мають досить високу корозійну стійкість у воді, а відповідно і хорошими технологічними властивостями.
Для виготовлення оболонок ТВЕЛів також успішно використовуються цирконієві сплави, такі ТВЕЛи працюють при температурах понад 500 ° С в реакторах, що охолоджуються рідкими Nа і Na-К.
Неодмінна умова цього - висока чистота теплоносія з газових домішках, особливо по кисню.
У деяких реакторах, що охолоджуються вуглекислим газом, для виготовлення оболонок ТВЕЛів використовують сплави на основі магнію, що володіють малим перетином поглинання теплових нейтронів і хорошою сумісністю з ядерним пальним (наприклад, з ураном - до 500 ° С). Однак низькі жаропрочность і корозійна стійкість, а також легка займистість ускладнюють застосування магнієвих сплавів при температурах вище 350-400 ° С.
Аустенітні нержавіючі сталі мають високу жароміцність до 700 ° С і досить корозійностійкої в газах, воді, в рідкому натрії і евтектиці N-К-Ці сталі застосовуються для виготовлення майже всіх відповідальних вузлів реакторів: оболонок твелів і регулюючих стрижнів, технологічних каналів, парогенераторів і проміжних теплообмінників, трубопроводів першого і другого контурів і т. д. Однак через схильність аустенітних нержавіючих сталей до корозійного розтріскування, значної активації при опроміненні, а також порівняно невисоких теплофізичних властивостей останнім часом з'явилася тенденція замінювати їх нізколегірованлимі п...
