Анализ влияния напряженно-деформированного состояния облученных оболочек…
5
исходной тангенциальной на радиальную. Причем на определенных
участках оболочки преимущественное выпадение гидридов радиаль-
ной ориентации происходит с ее внешней стороны (при этом с внут-
ренней стороны оболочки образуются в основном тангенциально
ориентированные гидриды), тогда как на других участках оболочки
распределение гидридов обратное: с внешней стороны ориентация
гидридов преимущественно тангенциальная, а с внутренней — ради-
альная. Данное явление обусловлено сложным НДС оболочек, возни-
кающим под действием ряда факторов:
распухания топливной композиции в процессе облучения;
давления теплоносителя;
релаксации напряжений в оболочке из-за радиационной ползу-
чести (следует отметить, что для циркониевых сплавов Э110 и Э635
скорость радиационной ползучести заметно выше, чем скорость тер-
мической ползучести при температуре эксплуатации).
а
б
Рис. 3.
Микроструктура оболочки твэла из сплава Э635
(травление на гидриды):
а
— в исходном состоянии (необлученный твэл);
б
— облученный твэл
при отсутствие напряжений (ориентация гидридов тангенциальная)
Сложное НДС связано с наличием в топливном сердечнике поло-
стей определенной формы для компенсации распухания топливной
композиции.
На рис. 4 представлены результаты расчетов НДС твэла из сплава
Э635 с компенсирующей полостью, облученного в реакторе атомного
ледокола (распределение тангенциальных напряжений в оболочке), и
микроструктуры поперечных сечений фрагментов оболочек твэлов.
Расчеты НДС твэла проводились в упруговязкопластичной постанов-
ке с использованием конечно-элементного программного комплекса
MARC (MSC Software) и базы данных по свойствам материалов дис-
персионных твэлов для реакторов различного назначения.
