Корозійна стійкість оболонок твелів виробництва компанії «Westinghouse» під час експлуатації в умовах водно-хімічного режиму ВВЕР-1000. Визначення енергії активації корозії цирконієвого сплаву та верифікація розрахункової моделі

Abstract

У статті наведено результати комплексу робіт з визначення корозійної стійкості оболонок твелів тепловидільних збірок виробництва компанії «Westinghouse», виготовлених зі сплаву ZIRLO®, під час експлуатації протягом чотирьох паливних кампаній у реакторах ВВЕР-1000 АЕС України. Отримано та систематизовано масив експериментальних результатів з визначення товщини оксидної плівки за висотою оболонки твелів та показано, що максимальна товщина оксиду після четвертого року експлуатації знаходиться в межах 13...25 мкм. Під час проведення візуального контролю оболонок твелів оцінено їх корозійний стан та встановлено зв’язок зовнішнього вигляду їх поверхні з товщиною оксидної плівки. Отримані результати вимірювань товщини оксидної плівки на поверхні твелів нижче максимальної межі (60 мкм), встановленої на етапі проєктування та під час отримання дозволу на експлуатацію палива в активній зоні, та значно нижче максимальної проєктної межі (<101,5 мкм) для оболонок, виготовлених зі сплаву ZIRLO®. Згідно з результатами вимірювань, проведених на енергоблоці №3 ВП ПАЕС та енергоблоці №5 ВП ЗАЕС, можна стверджувати, що виготовлені зі сплаву ZIRLO® оболонки твелів мають високу корозійну стійкість під час експлуатації в умовах водно-хімічного режиму першого контуру реакторів ВВЕР-1000 АЕС України. Енергію активації корозії сплаву ZIRLO® визначено на підставі результатів вимірювання товщини оксиду оболонок твелів на енергоблоці № 3 ВП ПАЕС та енергоблоці № 5 ВП ЗАЕС, а також, розрахованих параметрів експлуатації в умовах активної зони ВВЕР-1000. Значення енергії активації корозії сплаву ZIRLO® становить 27280 кал/моль для ВВЕР-1000, що вище, ніж для західних реакторів типу PWR (27080 кал/моль). Це свідчить про вищу корозійну стійкість такого сплаву в реакторах ВВЕР-1000.