Технологические методы сборки неразъемных соединений

Сварка и пайка – два основных процесса, применяемых в настоящее время для объединения твэл в сборки. Основной особенностью технологии сварки и пайки изделий, предназначенных для использования в ядерных реакторах, является учет ядерных свойств выбираемых припоев и присадочных материалов; при этом необходимо, чтобы сечения захвата нейтронов ядрами материалов, применяемых при пайке и сварке, удовлетворяли соответствующим требованиям.

Рис. 14. ТВС реактора ВВЭР-1000

Сварка: по соображениям прочности, жесткости и устойчивости при сборке ТВС сварка предпочтительнее. Сваркой в этом случае соединяют по существу только оболочки твэл. Наличие примесей в сварном шве нежелательно из-за регламентированных условий температуры, коррозии, радиации, действию которых подвержены части активной зоны реактора. Поэтому в большинстве случаев сварка твэл должна производится в вакууме и в инертных средах. Сварка осуществляют дуговым методом в атмосфере инертного газа (аргона). Материалом электрода служит вольфрам. Для сварки циркония и его сплавов абсолютно исключен контакт нагретого металла с воздухом. Поэтому при сварке в инертном газе необходима надежная защита.

Пайка:паяные соединения не так прочны, как сварные, и применяются в конструкциях твэл только там, где сварка невозможна. При сборке многих блоков твэл сварка не может быть применена из-за сложности их конструкции и конфигурации. Сварка также может привести к короблению тонких секций или длинных стержней, пластин. Если конструкция твэлов не обеспечивает достаточной для сварки толщины слоя покрытия без прожога последнего, необходимо применять пайку. Различают пайку в печи и глубокую. Пайка в печи отличается высокой производительностью и характеризуется регулированием режимов для достижения заданного качества паяных соединений. Глубокая пайка дает возможность отводить тепло внутрь сложных тонкостенных блоков без перегрева их внешних поверхностей.