Thermophysical properties of fuel clading with various vacuum-arc coatings

Abstract

The developed research technique for determining emissivity of thin-walled cylindrical samples was used to investigate, in the mode of heat transfer by radiation, thermophysical properties of Zr1Nb fuel cladding samples with different coatings deposited by vacuum-arc method. It has been shown that CrN coating, compared to Zr1Nbbase alloy and Cr coating, can ensure a more effective heat expulsion by radiation in the event of loss-of-coolant accident and high temperature excursion This occurs according to the Stefan-Boltzmann radiation law and due to a higher value of total emissivity for CrN.З використанням розробленої методики визначення випромінювальної здатності тонкостінних циліндричних зразків досліджено теплофізичні властивості в режимі теплопереносу випромінюванням зразків оболонки твела зі сплаву Zr1Nb з різними покриттями, нанесеними вакуумно-дуговим методом. Показано, що покриття CrN, в порівнянні з базовим сплавом Zr1Nb і покриттям Cr, може забезпечити більш ефективне знімання тепла випромінюванням у разі аварії з втратою теплоносія і підвищенням температури, що пов'язується з дією закону Стефана-Больцмана і більш високим значенням інтегрального ступеня чорноти CrN.Используя разработанную методику определения излучательной способности тонкостенных цилиндрических образцов, исследовали теплофизические свойства в режиме теплопереноса излучением образцов оболочки твэла из сплава Zr1Nb с различными покрытиями, нанесенными вакуумно-дуговым методом. Показано, что покрытие CrN, по сравнению с базовым сплавом Zr1Nb и покрытием Cr, может обеспечить более эффективный съем тепла излучением в случае аварии с потерей теплоносителя и повышением температуры, что связывается с действием закона Стефана-Больцмана и более высоким значением интегральной степени черноты CrN.