Тепловыделяющая сборка

Тепловыделяющая сборка

Тепловыделяющая сборка (ТВС) – специальный, содержащий ядерное топливо механизм, предназначенный для того, чтобы получать тепловую энергию в ядерном реакторе в процессе ядерной реакции. Основной задачей ТВС является оптимизация учета перемещения ядерного топлива в реакторе, в активную зону которого помещается до 450 ТВС. Одна ТВС состоит из совокупности ТВЭЛов, примерно от 150 до 350 штук, длинной до 3,5 метров. Применяемые при изготовлении ТВС материалы должны минимизировать поглощение нейтронов. Для достижения этой цели в производстве ТВС используются нержавеющие стали и циркониевые сплавы. Обзор поставщиков ТВС на мировой рынок. ТВС широко производятся различными развитыми странами для поставки на международный рынок. Например, французская компания AREVA S.A. занимает 31% мирового рынка ТВС. В США поставкой ТВС на мировой рынок занимаются такие компании, как General Electric , Babcock and Wilcox, Westinghouse. Duke Cogema Stone&Webster и Thorium Power Inc занимаются также производством MOX-топлива. Наибольшую известность на данный момент получила ТВС-W - ТВС, которые производятся компанией Вестингауз (Westinghouse).Некоторое время данные ТВС поставлялись на Южно-Украинскую АЭС, АЭС Ловииса (Финляндия), и АЭС Темелин (Чехия). При этом для разных станций топливные сборки имели разную конструкцию. После больших проблем с надёжностью эксплуатации на АЭС Темелин, ядерное топливо было выгружено досрочно, и эксплуатирующей организацией АЭС Темелин проведён тендер, по результатам которого с 2010 года ТВС-W на финской электростанции были заменены на российские ТВСА. Основным недостатком ТВС-W специалисты считают недостаточную жёсткость ТВС-W. Эксплуатирующей организацией украинских АЭС НАЭК «Энергоатом» в 2008 году был заключен контракт на поставку в 2011—2015 гг. более 630 ТВС-W2 на 3 энергоблока украинских АЭС. В настоящее время 42 сборки ТВС этого типа проходят опытный период эксплуатации на Южно-Украинской АЭС.

Основные российские типы ТВС Российские компании производят широкий ассортимент ТВС с различными техническими характеристиками, предназначенными для разных типов реакторов и для решения различных технических задач.

Основными российскими типами ТВС являются следующие:

• ТВС ВВЭР-440, которая представляет собой совокупность пучка ТВЭЛов, головки, хвостовика и чехла. ТВЭЛы в пучке расположены по треугольной решётке и объединены между собой решётками, закреплёнными на центральной трубе, и нижней опорной решёткой, закреплённой на хвостовике.
• ТВСА – ТВС альтернативной конструкции с жёстким каркасом, формируемым шестью уголками и решётками для соблюдения дистанции. Главный упор был сделан на увеличение глубины выгорания ядерного топлива, повышение эксплуатационной надёжности и усиление изгибной жёсткости ТВС.
• ТВС-2 – это ТВС с жёстким каркасом, который образован путем приварки двенадцати новых решёток к направляющим каналам. Данная ТВС - это следующая эволюционная ступень развития конструкций предшествующих ТВС (ТВС-М, УТВС), по сравнению с которыми в неё не добавлено ни одного нового элемента. Все новые положительные качества получены путём применения хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации решений, а также благодаря усовершенствованию конструкции.
• ТВС-2М представляет собой модификацию ТВС-2, в отличие от которой у ТВС-2М укорочены концевые детали и, соответственно, удлинен топливный столб активной зоны. При этом дополнительно оптимизированы имеющиеся в конструкции ТВС специальные решётки, с целью уменьшения гидродинамического сопротивления.