Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Для повышения к. п. д. твэла полезно изменить естественное распределение теплового потока между обеими оболочками введением теплового сопротивления между урановым сердечником и внутренней стенкой оболочки. Из нескольких рассмотренных способов решения этой задачи было выбрано нанесение газопламенным способом керамического покрытия (окиси алюминия, двуокиси циркония) на внутреннюю поверхность трубчатого сердечника из урана.

ПОИСК



Применение металлизации для решения двух важных проблем в области атомной техники. А. Фоссй

из "Получение покрытий высокотемпературным распылением "

Для повышения к. п. д. твэла полезно изменить естественное распределение теплового потока между обеими оболочками введением теплового сопротивления между урановым сердечником и внутренней стенкой оболочки. Из нескольких рассмотренных способов решения этой задачи было выбрано нанесение газопламенным способом керамического покрытия (окиси алюминия, двуокиси циркония) на внутреннюю поверхность трубчатого сердечника из урана. [c.60]
Исследования проводились в период с 1965 по 1967 г. и преследовали две цели разработку технологии нансссння покрытий и изучение эффективности теплоизоляции. Работа по напылению покрытий проводилась с повышенными предосторожностями по следующим прнчинал . [c.60]
Требуемые допуски по толщине напыленного слоя были обеспечены автоматизацией всех процессов, связанных с перемещением горелки, подачей напыляемых материалов, вращением урановой трубы и т. д. Перекрестные проходы проводились перестановкой трубы с поворотом на 180°. Особую положительную роль при обеспечении равномерности сыграло применение гибкого шнура с начинкой из окиси алюминия неограниченной длины взамен относительно коротких прутков. Использование гибкого шнура полностью исключило остановки при напылении, неизбежные при замене прутков. Толщина покрытия измерялась сравнением профило-грамм внутренней поверхности трубы с учетом толщины стенки, полученных до и после напыления. Был опробован также метод регистрации обратного рассеяния р-излучения. Несмотря на положительные лабораторные результаты, промышленного применения этот метод не получил. [c.62]
Для изучения поведения напыленных покрытий в условиях, приближенных к реальным, образцы — имитаторы твэлов — подвергались термоциклической обработке по следующему режиму давление в -камере 25— 40 бар, продувка СОг с температурой 450 и 50° С попеременно, общая длительность испытаний 20 мин, суммарное число циклов 200. Это вполне соответствовало условиям будущей эксплуатации. Все напыленные элементы выдержали подобное испытание. При удалении оболочки напыленный слой был более прочно соединен с магниевым сплавом, чем с урановым сердечником. [c.65]
Теплоизолирующие свойства напыленных на уран окиси алюминия и окиси циркония исследовались на приборах для измерения контактного термического сопротивления. Принцип измерения основан на определении поля температур в наборе деталей, пронизываемых постоянным тепловым потоком. Устройство для измерения содержит источник тепла — электронаггева-тельный элемент, набор прослоек — эталонов из материалов с известными теплопроводящими свойствами, образцы материалов, между которыми определяется коэффициент теплопередачи, и, наконец, источник холо да — водоохлаждаемый контакт. Изменение температуры по длине набора образцов регистрируется с помощью термопар. Боковые утечки исключаются необ .о ДИМОЙ тепловой защитой, а также тем, что измеряемые образцы размещаются в вакуумируемой камере. Использованная установка позволяла изменять следующие параметры температуру в месте контакта образцов до 600° С, тепловой поток до 25 вт1см , давление в контакте между образцами, а также определять влияние окружающей образцы атмосферы (вакуум, различные газы). [c.65]
Некоторые эксперименты продолжались по нескольку недель. При этом было отмечено снижение термического сопротивления предположительно из-за проникновения паров магния в поры покрытия. Предположение было подтверждено микрорентгеноспектральным анализом. Экспериментальная проверка готовых твэлов была проведена в исследовательском реакторе Пегас . Сравнивались температуры твэлов, имеющих термоизолирующие покрытия из окиси алюминия и двуокиси циркония, н твэлов, не имеющих такого покрытия. Эксперимент длился семь месяцев и подтвердил в реакторных условиях значения термических сопротивлений, полученных в лаборатории без облучения. [c.66]
Необходимость получения надежного сцепления оболочки с сердечником, обеспечивающего повышение безопасности и надежности твэла даже в случае местной разгерметизации оболочки, обусловила на втором этапе сосредоточение работ на решении этой задачи. Надежное сцепление оболочки твэла с образованием химической связи с сердечником необходимо в основном для предотвращения, отслаивания оболочки при разгерметизации твэла в реакторных условиях. Кроме того, местное отслаивание при работе твэла нарушает равномерный теплоотвод и вызывает местный перегрев сердечника, что чревато серьезными последствиями. Попытки решить эту проблему за счет механического зацепления в месте сопряжения оболочки и сердечника не обеспечивают успеха. [c.66]
Напыление промежуточного слоя алюминия явилось удачным решением этой задачи. Алюминий легко взаимодействует с ураном и магнием. Кроме того, алюминий обладает свойствами, отвечающими требованиям, предъявляемым к реакторным материалам. С технической точки зрения процесс нанесения алюминия не представляет особых затруднений, при этом нагрев урана и толщина покрытия (50—100 мкм) меньше, чем при напылении окиси алюминия. [c.66]
Рис 5 Влиянне температуры на изменение теплового сопротивления контакта (сплав JMo—АЬОз, толщина покрытия 0,25 мм). [c.67]
При серийном промышленном производстве 15 000 твэлов для первой загрузки реактора в технологию напыления были внесены изменения и упрощения покрытие наносилось одновременно на наружную и внутреннюю поверхности сердечника двумя распылителями, ацетилен на одном из заводов был заменен на пропан, и, наконец, напыление производидась с непрерывным контролем режимов. После напыления алюминия на поверхность сердечника производилась сборка сердечника с оболочками, их заварка, гидропрессовка для устранения зазоров и термодиффузионная обработка для получения сцепления. При отработке технологии учитывалась необходимость снижения ее стоимости, а также было изучено влияние температуры, давления, длительности термообработки, скорости достижения заданного режима на качество твэлов. [c.68]
На рис. 6 приведена микроструктура зоны соединения оболочки с сердечником после термодиффузионной обработки Видны участки образования слоев иАЬ—пАи, смешанной зоны ил-Л1у — М жА1, , металл оболочки и сердечника. [c.68]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте