Стартовая >> Архив >> Генерация >> Материалы ядерных энергетических установок

Конструкционные материалы: металлы - Материалы ядерных энергетических установок

Оглавление
Материалы ядерных энергетических установок
Ядерная энергия и материалы
Легководный реактор LWR
Тяжеловодный реактор HWR
Реактор типа LMFBR
Перспективы использования термоядерной энергии
Радионуклидное производство энергии и ее использование
Требования, предъявляемые к выбору ядерных материалов
Свойства реакторных материалов
Анализ специфических свойств материалов при их выборе для ядерных реакторов
Выбор материалов и анализ конструкции с помощью ЭВМ
Компоненты и материалы ядерных реакторов деления
Ядерные топливные материалы
Конструкционные материалы
Материалы органов регулирования, теплоносители
Материалы защиты, системы аварийной защиты
Атомная электростанция (с реактором деления)
Фундаментальные радиационные явления в материалах
Радиационное повреждение нейтронами
Влияние облучения на реакторные материалы
Влияние облучения на физические свойства материалов
Влияние облучения на механические свойства материалов
Влияние облучения на коррозию, свелинг
Отжиг радиационных повреждений, влияние облучения на свойства при низких температурах
Металлический уран
Коррозия урана
Сплавы урана
Влияние облучения на урановое топливо
Керамический уран
Диоксид урана
Радиационное распухание оксидного топлива
Радиационная ползучесть оксидного топлива
Выделение газообразных продуктов деления из оксидного топлива
Монокарбид урана
Нитрид, силицид и сульфиды урана
Коррозия керамического урана, техника безопасности
Плутоний
Металлические сплавы плутония
Керамические соединения плутония
Смешанное керамическое уран-плутониевое топливо
Коэффициент воспроизводства, избыточный коэффициент и время удвоения плутония
Радиационные эффекты плутония
Коррозионные эффекты плутония
Меры безопасности при работе с плутонием
Торий
Свойства тория
Получение и сплавы тория
Керамические соединения тория
Радиационные и коррозионные эффекты тория
Радиоактивный распад в торий-урановом топливном цикле
Конструкционные материалы: металлы
Конструкционные материалы: бериллий и его соединения
Конструкционные материалы: магний
Конструкционные материалы: алюминий
Конструкционные материалы: цирконий
Конструкционные материалы: нержавеющая сталь и никелевые сплавы
Конструкционные материалы: керамика и керметы
Влияние облучения на конструкционные материалы
Коррозия конструкционных материалов
Материалы замедлителя и отражателя
Графит
Материал бланкета
Материал теплоносителя
Материалы систем регулирования, защиты и аварийной защиты
Защита реактора
Системы аварийной зашиты реактора и используемые в них материалы
Материалы в топливных циклах, процессах обогащения и переработки топлива
Обогащение топлива
Переработка топлива
Материалы, используемые в процессах переработки отработавшего топлива
Переработка ядерного топлива
Топливные материалы, участвующие в U-Pu-топливном цикле
Тепловыделяющие элементы
Связующий материал твэлов
Материалы, применяемые при изготовлении твэлов
Каналы для теплоносителя и системы трубопроводов
Корпуса реакторов под давлением
Радиационные эффекты при работе материалов ядерного топлива и конструкционных материалов
Коррозия и трещины материалов твэлов, коррозия каналов теплоносителя
Образование коррозионных и усталостных трещин и течей в каналах для теплоносителей, трубопроводах
Материалы радионуклидных генераторов энергии и термоядерных реакторов
Радионуклидное топливо
Материалы оболочек, материалы и теплоносители радионуклидных генераторов
Концептуальные проекты термоядерных реакторов
Компоненты и материалы термоядерных реакторов
Материалы для изготовления магнитной системы и системы безопасности термоядерных реакторов
Взаимодействие материалов с первой стенкой термоядерного реактора
Материалы первой стенки термоядерного реактора и влияние на них облучения

ГЛАВА 10
КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ:
МЕТАЛЛЫ, КЕРАМИКА, КЕРМЕТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Назначение конструкционных материалов - обеспечить требуемый уровень механической прочности, общую компоновку и физико-химическую защиту основного оборудования и всей АЭС от коррозии и радиоактивного загрязнения. В гл. 3 уже были перечислены исходные требования, предъявляемые к материалам и их свойствам; подавляющая часть этих требований относится и к реакторным конструкционным материалам (см. гл. 2). Основные узлы реакторов, в которых находят применение конструкционные материалы, - это оболочки твэлов, корпуса давления, каналы теплоносителя, плита или решетка основания активной зоны, системы прокачки теплоносителя, элементы СУЗ и др.
Выбор того или иного конструкционного материала определяется типом реактора деления (см. гл. 1 и 2). Например, для корпусов легко- водных реакторов LWR используют углеродистую или малоуглеродистую сталь, в реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем — аустенитную нержавеющую сталь, в высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах (HTGR) — предварительно напряженный бетон с облицовкой из нержавеющей стали.
Оболочки твэлов легководных и тяжеловодных реакторов изготавливают из сплавов циркония (циркалоев), быстрых реакторов — из аустенитной нержавеющей стали (типа 316), газоохлаждаемых реакторов с графитовым замедлителем — из сплавов магния (магноксы), тепловых исследовательских реакторов — из чистого алюминия и его сплавов.
Керамики BeO, MgO или графит можно использовать как конструкционный материал, а также как замедлители или отражатели в высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах на тепловых нейтронах и в AGR соответственно.
Из керметов в качестве материала стержней управления тепловыми и быстрыми реакторами используется борированная нержавеющая сталь. Для корпусов больших газоохлаждаемых реакторов применяют предварительно напряженный железобетон.
Металлы и их сплавы являются доминирующим конструкционным материалом ядерных реакторов различного типа [1—4], хотя в отдельных случаях в их конструкциях находят применение и керамические материалы и керметы.

10.2. МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

Поскольку металлы в твердом состоянии способны обеспечить механическую прочность, пространственную компоновку и физико-химическую защиту основного реакторного оборудования, то неудивительно, что большинство реакторных конструкционных материалов — это металлические сплавы (сплавы циркония, магния или аустенитные нержавеющие стали, см. гл. 3). Исходя из требований к таким материалам в табл. 10.1 приведены некоторые важные ядерные, физические и тепловые свойства ряда элементов, применение которых в реакторах возможно в виде либо основы, либо легирующих компонентов конструкционных материалов.
В табл. 10.1 (см. также гл. 3) первым требованием к реакторному конструкционному материалу является низкое сечение поглощения (или захвата) нейтронов, продиктованное необходимостью экономии нейтронов. Согласно табл. 10.1 минимальное сечение поглощения тепловых нейтронов имеет бериллий.

Применение конструкционных материалов со сравнительно малым сечением поглощения позволяет либо уменьшить размеры активной зоны, либо снизить обогащение топлива тепловых или быстрых энергетических реакторов.



 
« Магнитный фильтр-сепаратор в схеме очистки производственного конденсата   Метод определения параметров тепловой изоляции паротурбинных блоков ТЭС »
электрические сети