Розробка технології та створення дослідного виробництва наношаруватих графітових ущільнень екстремально високої стійкості для ядерних реакторів

Abstract

Вступ. У зв'язку з фактичним припиненням співпраці з Російською Федерацією, останнім часом виникла необхідність диверсифікації поставок не лише ядерного палива, а й виробів та матеріалів, необхідних для монтажу, експлуатації, технічного обслуговування та ремонту енергетичного обладнання. Проблематика. До критично важливих виробів належать, зокрема, ущільнюючі прокладки для герметизації роз'ємних з'єднань обладнання реакторних установок з водо-водяним енергетичним реактором, наприклад, парогенераторів ПГВ-1000М. На сьогодні практично вичерпано наявні резерви раніше імпортованих з Росії прокладок з терморозширеного графіту (ТРГ) для модернізованих парогенераторів ПГВ-1000М та ПГВ-213 і має місце невідкладна потреба налагодження вітчизняного виробництва цих та інших ущільнюючих елементів з ТРГ. Мета. Розробка технологічних засад виготовлення ущільнюючих елементів з ТРГ для устаткування АЕС. Матеріали й методи. Графітова фольга різних виробників, що отримана з вихідного природного графіту. Стандартні методи визначення фізико-технічних характеристик ущільнюючих прокладок. Результати. У рамках проведених досліджень та технологічних розробок було визначено фізико-технічні та фізико-хімічні властивості графітової фольги різних виробників, отриманої з похідного природного графіту. Розроблено та виготовлено прес-форми двох типорозмірів, апробовано технологію пресування ущільнюючих елементів з графітової фольги, визначено питоме зусилля пресування для одержання ущільнюючих елементів заданої густини. Встановлено показники щодо питомої міцності одержаних прокладок при стисканні. Висновки. Отримані результати досліджень можуть бути використані для створення дослідного виробництва ущільнюючих прокладок з ТРГ на вітчизняних підприємствах відповідного профілю.

Introduction. As a result of termination of cooperation with Russian Federation, it became necessary to diversify supplying not only nuclear fuel, but also goods and materials for assembly, operation, technical maintenance, and repair of power engineering equipment. Problem Statement. Critically important products include, in particular, gaskets for sealing the plug-type connections of reactor units with water-cooling equipment, for example, ПГВ-1000M steam generators. For the time being, the existing reserves of TEG (thermally expanded graphite) gaskets imported from Russia for upgraded steam generators ПГВ-1000M and ПГВ-213 have been almost exhausted, therefore there is an urgent need for the domestic production of these and other TEG sealers. Purpose. Development of technological framework for manufacturing TEG sealers for the NPP technological equipment. Materials and Methods. Graphite foil of different manufacturers obtained from original natural graphite, conventional methods for measuring the physico-technical characteristics of sealing gaskets. Results. Within the framework of the conducted R&D works, the physical, technical, and physicochemical properties of graphite foils made of natural graphite derivatives by various manufacturers have been established; molds of two standard sizes have been designed and manufactured; the technology for molding the sealers from graphite foil has been tested; specific compression force to obtain the sealers of given density has been determined; specific compression strength of the obtained gaskets has been established. Conclusion. The obtained results can be used for developing a new pilot manufacture of TEG sealing gaskets by domestic corporations.

Введение. В связи с фактическим прекращением сотрудничества с Российской Федерацией, в последнее время возникла необходимость диверсификации поставок не только ядерного топлива, но и изделий и материалов, необходимых для монтажа, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования. Проблематика. К критически важным изделиям относятся, в частности, уплотнительные прокладки для герметизации разъемных соединений оборудования реакторных установок с водо-водным энергетическим ректором, например, парогенераторов ПГВ-1000М. В настоящее время практически исчерпаны имеющиеся резервы импортируемых из России прокладок с терморасширенного графита (ТРГ) для модернизированных парогенераторов ПГВ-1000М и ПГВ-213 и имеет место острая необходимость налаживания отечественного производства этих и других уплотнительных элементов с ТРГ. Цель. Разработка технологических основ изготовления уплотнительных элементов с ТРГ для оборудования АЭС. Материалы и методы. Графитовая фольга различных производителей, полученная из исходного природного графита. Стандартные методы определения физико-технических характеристик уплотнительных прокладок. Результаты. В рамках проведенных исследований и технологических разработок были определены физико-технические и физико-химические свойства графитовой фольги разных производителей, полученной из исходного природного графита. Разработаны и изготовлены пресс-формы двух типоразмеров, испытана технология прессования уплотнительных элементов из графитовой фольги, определено удельное усилие прессования для получения уплотнительных элементов заданной плотности. Установлены показатели по удельной прочности полученных прокладок при сжатии. Выводы. Полученные результаты исследований могут быть использованы для создания опытного производства уплотнительных прокладок из ТРГ на отечественных предприятиях соответствующего профиля.