Способ разрушения твэлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1631454 Сефз Советских Сфцнаиистичесиих Респубиии(З) ЧССР 1) ПВ Госурарственный комитетСовета Министров СССРно релам иэобретенийи открытий 3) Опубликовано 05.11,78; Бюллетеньта опублиноааиий описаний 05117 ИностранцыЧех, Томаш Гансл (ЧССР) Авторыизобретен и и Эвжен .Кадерабе Богу Иностранное предприя1 Ческословенска Академи едф(ЧСС ПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ТВЭЛО обам в мецирко" 0 м евойвумраэ"это завниакачаная Изобретение относится к спосразрушения твэлов, эаключенныхталлическую оболочку на основения, и может быть использовано дляудаления оболочек твэлов химиче кими бметодами,Известен способ разрушения твэлов,заключенных в металлическую оболочкуна основе цнркония, путем обработкибезводным хлористым водородом при350-800 С И .Известен также способ снятия оболочки твэлов на основе цчрконня путем обработки газовой смесью, содержащей 2090 кислорода и 10-80 Фтористого водорода, при 500-800 С 2. Недостаток вышеуказанных способовнеобходимость использования агрессив"ных реагентов ( НГ, НСе) при высоких температурах, что приводит к ин- Зтенсивной коррозии применяемого оборудования.Из известных наиболее близким кпредлагаемому по технической сущнос"ти и получаемому результату является о 5способ разрушения твэлов, эаключенныхв металлическую оболочку на основециркония, путем гидрирования оболочкипри 600-800 С газообразным водородом.Высокая температура процесса необходи-З 0 ма, так как поверхность металлического циркония почти всегда покрыта пленкой, затрудняющей доступ водорода к металлическому цирконию 13.Недостаток способа - необходимость проведения процесса при относительно высоких температурах, что вызывает технические н технологические трудности, возникающие при нагревании систе мы тепловыделяющих элементов (наприер кассета иэ реактора ВВЭР) до красного каления.Цель изобретения - снижение температуры гидрирования.Это достигается благодаря тому, что процесс ведут при давлении водорФ- да от 1,5 до .50 атм. При этом температуру процесса целесообразно поддерживать в пределах от .200 до 550 С. Процесс гидрогенизации циркон оболочки проходит в сущности по механизмам, которые применяются личных Фазах реакции. Прежде всего молекулярная диФФузия водорода ч окисную пленку, скорость которой сит от температуры и первой степ давления, Поэтому нужно, чтобы р ционное давление водорода было с ла больше. Второй механизм, атома631454 Формула изобретения Составитель В,НечипоренкоТехред Н.Андрейчук Корректор Л.Василина Рдкор Л.Курасова Заказ 6273/22 Тираж 613 Подписное ЦБИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 диФФуэия водорода в цирконии, зависитот температуры и квадратного корнядавления водорода.Зто означает,чтоускорение давлением не является уж таким значительным. Второй механизм применяется главным образом после преодоления окисного барьера.Ра этом основа- "нии реакциюр как правило проводятсначала при максимальных давлениях итемпературе. после преодоления окисного барьера давление может упасть, приэтом периодически добавляют водород.ТемператуРу водорода, как и давление,нужно сохранять только в таких пределах, чтобы реакция протекала с достаточной скоростью.16П р и м е р 1 , Гетерогенный комплекс керамических таблеток цилиндрической Формы диаметром 8 мм и высотойот 5 до 10 мм, состоящий преимущественно из,ЦО,и трубы из циркониевогосплава с добавленным ниобием(1 вес.Ъ)с толщиной стенки 1 мм, вводят в нагретый автоклав, После заполнениячистым электролитическим водородомдавление водорода повышают до .30 атм.и автоклав закрывают. Затем автоклавнагревают при постоянном вращении дотемпературы от 450 до 500 С. До получения этой температуры давление водорода в автоклаве снижается вследствиебыстрой экзотермической реакции 30водорода с находящимся в нем циркониевым сплавом. Продолжительностьреакции не больше 5 мин.Затем емкостьохлаждают, промывают при нормальномдавлении азотом. Содержимое колонны 35переводят в отделительную колонну, вкоторой механическим путем отделяютоболочку от двуокиси урана,П р и м е р 2 , Предназначенныйдля переработки топливный элемент, 40заключенный в трубу из циркониевогосплава с добавкой ниобия в размере2,5 эес.В и с толщиной стенок примерно 2 мм, после выемки иэ реакторапереводят в автоклав, как это указано 45в примере 1. После этого начинаютгидрирование при постоянном давленииводорода примерно в 20 атм, и принагреве, причем температура в автоклаве повышается автоматически до550 С, Как только температура начнетповышаться, нагрев отключают и автоклав начинают охлаждать, После охлаждения содержимое в аэтоклаве дробят механическим путем, недробящиеся стальные части отделяют на грубом сите, а часть, прошедшую через сито, подают в нанну, заполненную сплавом с низкой точкой плавления. Измельченные гидриды остаются на поверхности, ванны и затем удалаются.П р и м е р 3, Автоклав загружают системой заключенных в кассету облученных топливных элементов, причем облицовочный и конструкционный материал представляет собой сплав циркония и ниобия, Затем автоклав заполняют водородом под давлением 10 атм. За 30 мин времени температура загруженного материала поднимается до 400- 420 С. Зту температуру выдерживают еще 30 мин, Давление водорода одновременно снижается до конечной величины 1,5 атм. После охлаждения всей системы облицовочный и конструкционный материалы оказываются полностью разрушенными гидрированием, затем керамическое топливо высвобождают из оболочки.Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить температуру гидрирования итем самым требования к конструкционным материалам гидрирующего оборудования в отношении термической стойкости и водородного охрупчивания. 1. Способ разрушения твэлов, эаключенных в металлическую оболочкуна основе циркония, включающий гидрирование оболочки при нагревании газообразным водородом, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью снижениятемпературы гидрирования, процессведут при давлении водорода от 1,5 до50 атм.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю "щ и й с я тем, что гидрирование ведутпри 200-550 С,Источники инФормации, принятыево внимание при экспертизе:1, Патент США 9 3149909,кл. 23-14.5, 1964.2, Патент США Р 3294492,тсл, 23-32,4, 1966.3, Патент США Р 2962371,кл, 75-84.1, 1960,