Сучасні підходи та вимоги до методів контролю герметичності оболонки тепловидільного елемента

Abstract

Важливе місце в ядерному реакторі атомної електростанції займає контроль герметичності оболонок тепловидільних елементів реактора. Проаналізовано наявні методи неруйнівного контролю герметичності тепловидільних елементів ядерного реактора атомної електростанції. Сучасні методи контролю герметичності оболонок тепловидільних елементів дозволяють відстежувати розвиток дефекту в оболонці тепловидільного елемента та виявляти їхню розгерметизацію, тим самим запобігаючи аварії. Аналіз сучасних методів контролю герметичності оболонки тепловидільного елемента для виявлення негерметичності оболонки тепловидільного елемента є актуальним питанням для підвищення надійності та безпеки експлуатації атомної електростанції. Відомо, що взаємодія нейтронного потоку з оболонкою тепловидільного елемента, викликає корозійні процеси на її поверхні з утворенням локальних неоднорідностей. Аналіз розглянутих методів контролю герметичності тепловидільного елемента показав, що вони побудовані на виявленні відсоткового вмісту радіоактивних речовин та інертних газів, які спостерігаються у теплоносії після розгерметизації тепловидільного елемента. Встановлено, що досліджувані методи контролю не дозволяють визначити критерії розгерметизації або герметизації оболонки тепловидільного елемента. Залишається відкритим питання оснащення атомної електростанції сучасними методами контролю герметичності оболонок тепловидільних елементів, що забезпечують безпеку експлуатації технологічного обладнання атомної електростанції, і мають високий ступінь надійності і оперативності у вияв-ленні аварійних ситуацій в режимі реального часу. Запропоновано метод контролю пошкодження зовнішньої та внутрішньої структури оболонки тепловидільного елемента на основі застосування апарату фрактальної геометрії, який дозволяє визначити ступінь герметичності тепловидільного елемента у режимі реального часу.

An important place in the nuclear reactor of a nuclear power plant is the control of the tightness of the shells of the fuel elements of the nuclear reactor. Therefore, a review of existing methods of non-destructive testing of the tightness of fuel elements of fuel assemblies of a nuclear reactor of a nuclear power plant was conducted. Modern methods of control of tightness of shells of fuel elements allow to trace development of defect in a shell of fuel element and to reveal depressurization of fuel elements thereby preventing accidents. In connection with the single-circuit system of coolant circulation and in case of an accident by increasing the emission of radionuclides directly into the atmosphere, it is necessary to detect leaky fuel elements at nuclear power plants. In this regard, the analysis of modern methods of control of the tightness of the shell of the fuel element to detect the tightness of the shell of the fuel element is a topical issue that significantly increases the reliability and safety in the operation of a nuclear power plant. It is known that the interaction of the neutron flux with the shell of the fuel element causes corrosion processes on its surface with the formation of local inhomogeneities. The analysis of the considered methods of control of tightness of a fuel element showed that they are based on detection of percentage of radioactive substances and inert gases which are observed in the heat carrier after depressurization of a fuel element. It is established that the studied control methods do not allow to determine the criteria for depressurization or sealing of the shell of the fuel element. The question of equipping a nuclear power plant with modern methods of controlling the tightness of the shells of fuel elements that ensure the safe operation of technological equipment of a nuclear power plant, and have high degrees of reliability and efficiency in detecting emergencies in real time is open. A method of controlling damage to the outer and inner structure of the fuel element shell based on the use of a fractal geometry apparatus is proposed, which allows to indicate the degree of tightness of the fuel element in real time.