8 Конструкционные материалы

	Одной из основных проблем при выборе конструкционных материалов для реактора со свинцовым теплоносителем является их совместимость с жидким свинцом. Свинец характеризуется сильным эрозионно-коррозионным воздействием на конструкционные материалы, а также может вызывать жидкометаллическое охрупчивание. Для решения этой проблемы была использована специальная технология, основанная на поддержании в жидком свинце определенной концентрации кислорода, которая позволяет создавать на поверхности конструкционных сталей защитные окисные пленки и поддерживать их толщину на приемлемом уровне. 
	На основании опыта эксплуатации установок с эвтектикой свинец-висмут, а также работ, выполненных в обоснование концептуального проекта РУ «БРЕСТ-300», в качестве конструкционных материалов для основного оборудования РУ «БРЕСТ-ОД-300», контактирующего с жидким свинцом или его парами были рекомендованы кремнистые стали 10Х15Н9С3Б1 (ЭП302), 10Х9НСМФБ и 16Х12МВСФБР (ЭП823). Кремний способствует образованию окисных пленок с высокими защитными свойствами. 
	Условия работы различных элементов конструкции РУ «БРЕСТ-ОД-300», а также конструкционные материалы и полуфабрикаты приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1 - Условия работы, конструкционные материалы, требуемые полуфабрикаты для различных элементов конструкции РУ.
№ п/п	Конструкция (элемент)	Условия работы
	Полуфабри- кат	Материал	
		Т, С	Ф,н/см2 
(Е  0,1МэВ)	Среда			
1	2	3	4	5	6	7	
1	ЦНПК (насос)	420	1021 - 1022	Pb			
1.1.	корпус				лист 50-70 мм
или труба
700х50мм	ЭП302	
1.2	вал				труба 200х40 мм	10Х9НСМФБ	
1.3.	колесо				литье	ЭП302Л	
2.	ПГ	420-530	1021 - 1022				
2.1.	корпус
			Pb	лист 24 мм	ЭП302	
2.2.	Теплооб-
менные трубы			внутри пар,снаружи Pb	труба
17х3мм	10Х9НСМФБ	
2.3	камеры питательной.
воды и перегретого. пара			внутри пар,сна-ружи Аr + пары Pb			
2.3.1	трубная доска				поковка 600 мм, L=300мм	10Х9НСМФБ или 10Х9МФБ	
2.3.2.	цилиндричес- кая камера				поковка нар 600мм, внутр 300мм и L=1000мм или в виде стакана,т.е. цилиндрич.ка-мера с трубной доской, 600 и L=1000мм	10Х9НСМФБ или 10Х9МФБ	
2.3.3.	крышка				поковка 600 мм, L=300мм	10Х9НСМФБ или 10Х9МФБ	
2.4.	защитный экран			Pb	труба 22 х1,5мм	10Х9НСМФБ	
3.
	внутренний
лайнер шахты реактора	420	1021 - 1022	Pb	лист 10-40мм	10Х9НСМФБ	
4.	Внутри корпусные устройства		1021-4,6 1025				
4.1.	разделит. обечайка	420-540		Pb	лист 40-50мм	ЭП302	
4.2.	опорные стояки	420		Pb			
4.2.1	центральн.
трубы
				трубы
140х20	ЭП302	
4.2.2	стаканы				трубы
140х20мм	ЭП302
	
4.3

	опорная плита для стояков
	420		Pb	плита 300мм	ЭП302

4.4	трубы внутрире-акторные хранилища
	420-540		Pb	трубы
255х7,5 мм	ЭП302	
4.5.	трубы подачи горячего теплоносите-ля	420-540		Pb	лист 20-30 мм	ЭП302	
4.6.	Блоки для установки
ПГ, ЦНПК и каналов
Аварийного расхолажива-ния	420-540		Pb	лист10 - 50мм	ЭП302	
4.7.	Перекры-
тие	420		Pb	лист 30-100мм	ЭП302	
4.8	Трубы СУЗ	420		Pb	трубы 
35-60х
3-5 мм	ЭП302	
5.	Верхнее защитное перекры
тие	40-550	1022 - 1024	газ Ar и пары Pb	лист 10, 12, 16 и 30мм	ЭП302, 10ХН1М, 10Х9НСМФБ	
6.	Блок отража-теля	420-500	до 1027	Pb, инерт. газ	лист 2; 4мм
трубы 22,4х2,6мм;
32х2мм; 10х1мм;
12,2х1,5мм;
 166,5х2мм;
 157х4мм	ЭП823	
7.	ТВС	420-650
	до 3,4 1027 	Pb, для обл. ТВЭЛ снаружи Pb, а внутри подслой из Pb или инерт. газ.	трубы 9,4х0,5мм;
9,8х0,5мм;
10,5х0,5мм;
38х2мм;
9,4х0,5мм;
22,4х2,6мм;
12,2х1,5мм;
29х1,3мм;
лента 0,5х60 и 0,7х160мм
поковки 
135 и 250мм;

шары 24мм	ЭП823

ЭП302	

8.1 Сталь 10Х15Н9С3Б1 (ЭП302)

	Сталь ЭП302 специально создана для работы в тяжелых жидкометаллических теплоносителях при температурах до 600С. Она относится к аустенитному классу с контролируемым содержанием -фазы в пределах 2-5%. В структуре также присутствуют выделения карбидов типа Ме23С6 и NbC. Наличие в структуре стали 2-5% -фазы делает ее малочувствительной к образованию горячих трещин при сварке. Сталь удовлетворительно сваривается, не требует термообработки после сварки и может быть использована для свариваемых элементов конструкции РУ «БРЕСТ-ОД-300», контактирующих с жидким свинцом или его парами.
	Химический состав стали ЭП302 по ТУ 0900-008-05764417-99 представлен в табл.8.2.
Таблица 8.2 - Химический состав стали ЭП302 по ТУ 0900-008-05764417-99
C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Nb	
0,08-0,12	2,2- 3,0	0,4-0,8	Не более 0,015	Не более
0,02	14,0-16,0	8,0-10,0	0,7-1,0	

	Сталь ЭП302 хорошо освоена промышленностью. Перечень полуфабрикатов, изготавливаемых из стали ЭП302, приведен в табл.8.3.
Таблица 8.3 - Перечень полуфабрикатов, изготавливаемых из стали ЭП302
Вид полуфабриката	Технические условия	Завод – изготовитель	
Трубная заготовка 
85-150 мм	ТУ 14-1-1174-75 	ОАО «Электросталь»
	
Трубы 
10-52х0,4-3,5 мм	ТУ 14-3-211-74 	ОАО «ПНТЗ»	
Лист 1-5мм	ТУ 14-1-1042-74	«Серп и молот»	
Лист 5-20 мм	ТУ 14-1-2853-79	«Красный октябрь»	
Лист 16-300 мм	ТУ 0900-008-05764417-99 	ОАО «Ижорские заводы»	
Сорт 40-180 мм	ТУ 14-1-1902-76	ОАО «Электросталь»	
Поковки	ТУ 14-1-2052-77	ОАО «Электросталь» ЭЗТМ, ГМЗ, «Баррикады»	
Лента 0,5 мм	ТУ 14-1-1980-77	«Серп и молот»	
Трубы профилированные «под ключ» 44х0,4	ТУ 14-159-107-76	ОАО «ПНТЗ»	

	В настоящее время на ОАО «ПНТЗ» изготавливаются трубы размерами  37х7, 87х11 и 120х20 мм по протоколу согласования ПР 376-99 от 07.07.99г. с последующим оформлением новых ТУ или изменения к ТУ 14-3-211-74.
	Уровень кратковременных механических свойств по ТУ для различных полуфабрикатов приведен в табл.8.4.

Таблица 8.4 - Кратковременные механические свойства различных полуфабрикатов из стали ЭП302.
	Температура испытания, С	
Технические условия	20	500	
	в,
МПа
(кгс/мм2)	0,2,
МПа (кгс/мм2)	5,
%	,
%	в,
МПа
(кгс/мм2)	0,2, 
МПа (кгс/мм2)	5,
%	,
%	
ТУ 14-1-1024-74
лист 1-5 мм	590
(60)	245
(25)	30
	-
	412
(42)	175
(18)
	25
	-
	
ТУ 14-1-2853-79
лист 5-20 мм	590
(60)	245
(25)	30	-	440
(45)	175
(18)	25	-	
ТУ 0900-008-05764417*
лист 16-300 мм	590
(60)	245
(25)	25	40	440
(45)	175
(18)	25	40	
ТУ 14-3-211-74 Трубы 
10-52х0,4-3,5 мм	590
(60)	245
(25)	25	-	392
(40)	147
(15)	25	-	
*- по ТУ 0900-008-05764417 свойства приведены для 550С.
	Сталь удовлетворительно сваривается ручной дуговой (РДС) и аргонодуговой (АрДС) сваркой [1]. 
	Для сварных соединений, работающих в жидкометаллических средах на основе свинца или в чистом свинце, применяются электроды ЦТ-24 (ТУ 024-63) с повышенным содержанием кремния или сварочные проволоки ЭП305 (Св-08Х14Н8С3Б) по ТУ 14-1-1890-76 или ЭК129 по ТУ 14-1-4534-88.
	После длительных выдержек при температуре 520С в течение 20000 час. кратковременные механические свойства и ударная вязкость стали ЭП302 остаются на достаточно высоком уровне Ударная вязкость при температуре 20С составляет 0,88 МДж/м2 [2]. Механические свойства для металла шва, наплавленного электродами ЦТ-24, после выдержки в течение 5000 час. при температуре 550С также остаются на достаточно высоком уровне. Ударная вязкость составляет 0,67 и 0,98 МДж/м2, соответственно, при температурах 20 и 500С. [2]. 
	Сталь ЭП302 после облучения при температурах 450-550С до флюенса 3 1024 н/м2 (Е  1 МэВ) сохраняет высокие значения кратковременных механических свойств при температурах 20-650С [2].
	Предел длительной прочности на базе 2,5 104 часов для стали ЭП302 составляет для температуры 520 (воздух) и 570С (эвтектика Pb-Bi) 177 и 157 МПа, соответственно [3].
	Предел выносливости -1  на базе 107 циклов для стали ЭП302 при 550С составляет 235 МПа [1].
	Предварительные результаты испытаний стали ЭП302 при температуре 550С в неизотермическом стенде со свинцовым теплоносителем с Тmax =550С, Т = 150С и VPb= 0,5 м/с при концентрации кислорода в жидком свинце в пределах 1 10-4-5 10-6 % по массе показали, что скорость ее коррозии не превысит 0,013 мм/год [4].
	Перечисленные свойства позволяют рекомендовать сталь ЭП302 в качестве конструкционного материала элементов конструкции РУ «БРЕСТ-ОД-300», указанных в табл. 8.1.

8.2 Стали 10Х9МФБ и 10Х9НСМФБ 

	Сталь 10Х9МФБ разработана для трубопроводов и теплообменного оборудования АЭС с рабочей температурой до 550С,в частности парогенераторов установок с натриевым теплоносителем на быстрых нейтронах. Проведен полный комплекс аттестационных испытаний [5]. 
	Сталь 10Х9НСМФБ была разработана на основе стали 10Х9МФБ специально для работы в контакте с жидким свинцом или его парами.
	Стали 10Х9МФБ и 10Х9НСМФБ относятся к ферритно-мартенситному классу. Их химический состав приведен в табл.8.5.
Таблица 8.5 - Химический состав сталей 10Х9НСМФБ и 10Х9МФБ по ТУ 0900-006-05764417-99.
Ст.	C	Si	Cr	Мо	V	Mn	Nb	Ni	S	P	Cu	
1*	0,08-0,12	1,0-
1,4	8,6-10,0	0,60-0,80	0,15-0,25	0,50-0,80	0,10-0,20	0,7-1,0	н.б. 0,025	н.б.
0,030	н.б.
0,30	
2*	0,08-0,12	0,17-0,37	8,6-10,0	0,60-0,80	0,15-0,25	0,30-0,60	0,10-0,20	н.б.
0,50	н.б. 0,025	н.б.
0,030	н.б.
0,30	

*1-сталь10Х9НСМФБ; 2-сталь 10Х9МФБ.

	Перечень полуфабрикатов, изготавливаемых из сталей 10Х9НСМФБ и 10Х9МФБ приведен в табл.8.6.
Таблица 8.6 - Перечень полуфабрикатов, изготавливаемых из сталей 10Х9НСМФБ и 10Х9МФБ
Вид полуфабриката	Технические условия	Завод – изготовитель	
Трубная заготовка 
90-180 мм	изм. №1 к ТУ 14-134-319-93 	ОАО «Мечел»
(ЧМК)	
Листы, листовые заготовки и листовые штампованные заготовки 10-160 мм	ТУ 0900-006-05764417-99 	ОАО «Ижорские заводы»	
Сплошные и кольцевые поковки
до 600 мм	ТУ 0900-006-05764417-99 	ОАО «Ижорские заводы»	
Трубы холоднокатаные 16-89х2,5-8 мм	ТУ 14-3-1412-86 *	Южнотрубный завод	
Трубы горячекатаные 108-325х5-20 мм	ТУ 14-3-1460-87 *	Южнотрубный завод	

*-относятся только к стали10Х9МФБ.

	В настоящее время на ОАО «ПНТЗ» из стали 10Х9НСМФБ-Ш изготовляются трубы размерами 17х3 и 22х1,5 мм по протоколу согласования ПР 371-99 от 01.07.99г.с последующим оформлением ТУ.
	Кратковременные механические свойства по ТУ полуфабрикатов из сталей 10Х9НСМФБ и 10Х9МФБ представлены в табл.8.7.
Таблица 8.7 - Кратковременные механические свойства различных полуфабрикатов из сталей 10Х9НСМФБ и 10Х9МФБ.
Марка стали	ТУ	Темпера-тура, С	Механические свойства, не менее	
			в,
МПа (кгс/мм2)	0,2,
МПа (кгс/мм2)	5,
%	,
%	
1	2	3	4	5	6	7	
10Х9НСМФБ	ТУ 0900-006-05764417-99
лист 10-160мм, поковки до 600мм	20

550	600
(61)
294
(30)	400
(41)
392
(40)	20

17	55

55	
10Х9НСМФБ	изм. №1 к ТУ 14-134-319-93 трубная заготовка 90-180 мм	20

500	600
(61)
-	400
(41)
294
(30)	20

-	55

-	
10Х9МФБ	ТУ 0900-006-05764417-99 
лист 10-160мм, поковки до 600мм	20

550	600
(61)
294
(30)	400
(41)
392
(40)	20

17	55

55	
	изм. №1 к ТУ 14-134-319-93 трубная заготовка 90-180 мм	20

500	490
(50)
-	345
(35)
294
(30)	20

-	55

-	
	ТУ 14-1-3-1412-86 
трубы 16-89х2,5-8 мм	20

500	490
(50)
390
(40)	345
(35)
294
(30)	20

18	-

-	
	ТУ 14-3-1460-87 трубы 108-325х5-20 мм	20

500	490
(50)
390
(40)	345
(35)
294
(30)	17

18	- 

-	

	Для сварки оборудования из стали 10Х9МФБ используют РДС, автоматическую сварку под флюсом и АрДС. Для выполнения однородных сварных соединений при РДС применяют электроды марки ЦЛ-57, а при сварке под флюсом и АрДС - проволоку Св-10Х9НМФА по ТУ 14-130-275-95. При сварке под флюсом используются сварочные флюсы марок ОФ-6 и ФЦ-19, которые соответствуют ОСТ 5.9206-75 и ТУ 108.1145-83.
	Разнородные стыковые сварные соединения сталей 10Х9МФБ и 08Х18Н10Т выполняют РДС аустенитными покрытыми электродами марки ЦТ-45, изготовленными в соответствии с ОСТ 108.948.01-80 на стержнях из сварочной проволоки марки Св-03Х20Н45Г6М6Б-ВИ (ЭП953-ВИ), поставляемой по ТУ 14-1-2206-77.
	Сварку корпусных элементов выполняют с предварительным подогревом 100-250С, а трубных, толщиной 2,5-3,5, без подогрева [5].
	 По окончанию сварки все соединения подвергаются отпуску 76010С, 3 часа. Максимальная продолжительность отпуска составляет 70 ч.
	Для стали 10Х9НСМФБ требуется разработка технологии сварки.
	Для стали 10Х9МФБ большая часть физико-механических и коррозионных (для пара) характеристик определена. Они приведены в аттестационном отчете [5]. После облучения стали 10Х9МФБ при температурах 400-560С в реакторе БОР-60 флюенсом до  5,5 1026  н/м2 (Е  0,1 МэВ) радиационное упрочнение практически отсутствует (табл.8.8). При этом в результате облучения происходит смещение температуры хрупко-вязкого перехода с -40 С в исходном состоянии до  125 С [6].
Таблица 8.8 - Влияние облучения при температурах 400-560С в реакторе БОР-60 флюенсом 
до 5,5 1026  н/м2 (Е  0,1 МэВ) на механические свойства стали 10Х9МФБ при 20С.
Состояние	в,
МПа	0,2,
МПа	5,
%	,
%	
Исходное	650-660	514-528	11,5-17,0	22,5-25,0	
После облучения	715	530	12,0	23,0	

	Вышесказанное позволяет рекомендовать сталь 10Х9МФБ для теплообменного оборудования РУ «БРЕСТ-ОД-300», не контактирующего с жидким свинцом. В случае получения убедительных результатов по отсутствию влияния паров свинца на свойства стали 10Х9МФБ, она может быть использована также для элементов теплообменного оборудования, контактирующего с парами свинца (см. табл.1).
	Учитывая, что сталь 10Х9НСМФБ, разработана на основе стали 10Х9МФБ путем дополнительного легирования кремнием и никелем так, чтобы структурное состояние двух сталей мало отличалось друг от друга, можно полагать, что физико-механические свойства этих сталей будут близки. Однако это предположение должно быть подкреплено сравнительными аттестационными испытаниями.
	О коррозионной стойкости стали 10Х9НСМФБ в жидком свинце можно судить по результатам испытаний близкой по составу стали 05Х9НСМФ. Испытания проводились при температуре 550С в неизотермическом стенде со свинцовым теплоносителем с Тmax =550С, Т = 150С и VPb= 0,5 м/с при концентрации кислорода в жидком свинце в пределах 5 10-6-5 10-7 % по массе в течение 13500 ч. Экстраполяция результатов испытаний показала, что за 150000 ч. глубина коррозии составит не более 250 мкм [4].
	Поскольку сталь 10Х9НСМФБ в сравнении со сталью 10Х9МФБ дополнительно легирована элементами, которые не ухудшают, а даже несколько улучшают коррозионную стойкость, то можно предположить, что скорость коррозии двух сталей в паре будут на одном уровне. Основываясь на результатах испытания стали 10Х9МФБ, глубина коррозии  в паре за 100000 ч. при температурах 500 и 600С составит, соответственно, 38 и 65 мкм [4].
	Перечисленные свойства позволяют рекомендовать сталь 10Х9НСМФБ в качестве конструкционного материала для элементов парогенератора (теплообменные трубы, трубные доски, камеры коллекторов), а также в качестве лайнера корпуса РУ «БРЕСТ-ОД-300». Выбор стали 10Х9НСМФБ в качестве материала лайнера определяется тем, что коэффициент линейного расширения этой стали и бетона близки.

8.3 Сталь 16Х12СМВФБР (ЭП823)

	Сталь ЭП823 относится к ферритно-мартенситному классу. Ее структура представляет собой смесь областей феррита и сорбита (мартенсит отпуска). Доля -феррита составляет 15-20 %. Химический состав стали по ТУ 14-1-1136-74 представлен в табл.8.9.
Таблица 8.9 - Химический состав стали ЭП823 по ТУ 14-1-1136-74.
Химический состав вес.%	
C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Mo	W	Nb	V	Ce	B	
0,14-0,18	1,0- 1,3	0,5-0,8	н.б. 0,01	н.б.
0,015	10,0-12,0	0,5-0,8	0,6-0,9	0,5-0,8	0,2-0,4	0,2-0,4	0,1
по расч.	0,006 по расч.	

	Перечень полуфабрикатов, изготавливаемых из стали ЭП823, приведен в табл.8.10.
Таблица 8.10 - Перечень полуфабрикатов, изготавливаемых из стали ЭП823
Вид полуфабриката	Технические условия	Завод - изготовитель	
Трубная заготовка 
85-150 мм	ТУ 14-1-925-74 	ОАО «Электросталь»	
Пруток  8-100 мм	ТУ 14-1-1135-74	ОАО «Электросталь»	

	По протоколам согласования на поставку на ОАО «ПНТЗ» изготавливались тонкостенные трубы размерами  6,9х0,4; 8,0х0,4 и 12х0,4 мм.
	Уровень кратковременных механических свойств по ТУ для различных полуфабрикатов приведен в табл.8.11.

Таблица 8.11 - Кратковременные механические свойства различных полуфабрикатов из стали ЭП823
	Температура испытания, С	
Технические условия	20	650	
	в,
МПа	0,2, МПа	5,
%	,
%	в,
МПА	0,2, МПа	5,
%	,
%	
ТУ 14-1-925-74 трубная заготовка	785	590	16	50	220	-	18	55	
ТУ 14-1-1135-74 пруток  8-100 мм	780	590	16	50	220	-	17	55	

	Результаты испытаний при 300-700 С труб размером 80,4 мм из стали ЭП823 после выдержек в течение до 10000 ч. показали, что механические свойства при температурах до 500 С остаются примерно на уровне исходных значений. При более высоких температурах наблюдается разупрочнение металла, связанное с процессами перераспределения легирующих элементов. Абсолютные значения свойств остаются на высоком уровне [7].
	В табл.8.12 и 8.13 приведены результаты испытаний на длительную прочность и ползучесть стали ЭП823 [8].
Таблица 8.12 - Длительная прочность стали ЭП823 (пл.1133) при 620 и 650 С (цилиндрические образцы, после нормализации и отпуска 720 С)
Тисп, С	Длительная прочность, дл, МПа (за время выдержки, ч)	
	100	500	1000	3000	5000	10000	
620
650	170
120	140
100	130
95	118
85	110
80	100
75	

Таблица 8.13 - Длительная прочность и ползучесть труб размером 6,90,4 мм из стали ЭП823 при температурах 550-670 С.
Тисп, С	Напряжения,
кгс/мм2	Время до разрушения, ч	Скорость установившейся ползучести, %/ч	, %	
550
600
670
670
670	12
12
5
8
10	10000
3956
3200
348
52	1,1 10-4
8,1 10-4
8,3 10-4
2,9 10-2
7,2 10-2	7,2
9,8
18,0
19,9
4,9	

	Результаты эксперимента были подвергнуты статистической обработке на базе степенных зависимостей длительной прочности от времени до разрушения и скорости ползучести от напряжения [7]. В результате были получены следующие зависимости:
lg р = 13,6788 - 5,3180 lg  и
lg V = -13,0461+ 5,448 lg 
где р  - время до разрушения,
 - действующее напряжение,
V - скорость ползучести.
	Длительная прочность и ползучесть стали зависят от режима термической обработки, в частности от температуры отпуска, что дает возможность регулировать характеристики жаропрочности в широком интервале величин, применительно к конкретным эксплуатационным режимам [8].
	Порог хладноломкости, оцененный по 50% снижению ударной вязкости, для плавкок, выплавленных на рядовых, серийных шихтовых материалах находится в районе 0С (плавка №13292) (8) и 20С (плавка №13258) [9].
	Сталь ЭП823 является радиационно-стойким материалом. Распухания этой стали при температурах 370-600С при облучении до 100 сна не наблюдается [10] или по крайней мере не превышает 0,4%. При достижении повреждающей дозы 110-120 сна для стали того же класса (ЭП450) наблюдается переход дозной зависимости  распухания от инкубационной к ускоренной стадии со скоростью (0,05-0,07)% сна-1. В результате при повреждающей дозе 142 сна распухание достигло 2% [8].
	Результаты по влиянию облучения на кратковременные механические свойства стали ЭП823, полученные после испытаний в реакторах БН-600 представлены в табл.8.14 [7,10].

Таблица 8.14 - Механические свойства стали ЭП823 (нормализация1050С-30мин., отпуск 720С-3ч.) после облучения при температурах 385-450 С в реакторе БН-600 
Температура испытания, С	Температура облучения, С	Флюенс (Е0,1Мэв)1023 н/см2 	Повреждающая доза, сна	в,
МПа	0,2,
Мпа 
	р, 
%	,
%	
1	2	3	4	5	6	7	8	
	исх.
385
395
395-405
420
430	-
1,2
1,4
1,97
1,6
1,65	-
54,7
63,8
89,7
73,0
75,2	980
1000
960
986
1015
1000	808
815
725
744
700
675	9,2
9,2
11,7
12,7
10,7
10,0	19,1
16,3
20,1
21,2
17,4
14,8	
	430-435

440	2,2

1,6	100,3

73,0	975
980
970	633
647
620	12,2
13,7
11,1	20,5
21,2
16,7	

20	
450
450-460	
1,5
1,9	
68,4
86,0	
975
926
963	695
771
601	11,2
9,5
12,2	19,2
17,5
19,7	

360	исх.
385
395
395-405

420
430
430-435

440
450
450-460	
1,2
1,4
1,97

1,6
1,65
2,2

1,6
1,5
1,9	-
54,7
63,8
89,7

73,0
75,2
100,3

73,0
68,4
86,0	880
855
730
845
822
835
835
873
880
785
800
754
824	702
700
615
566
548
540
495
533
486
545
580
506
488	6,3
7,0
6,8
9,3
9,5
8,0
10,0
13,0
11,3
7,3
7,0
6,1
11,0	14,8
13,6
12,5
16,3
15,2
13,5
16,2
18,7
15,5
12,7
12,2
6,7
15,2	

500	исх.
385
395
395-405
420
430
430-435

440
450
450-460	-
1,2
1,4
1,97
1,6
1,65
2,2

1,6
1,5
1,9	-
54,7
63,8
89,7
73,0
75,2
100,3

73,0
68,4
86,0	659
630
610
637
635
620
677
612
570
625
528
652	579
546
455
472
470
460
487
297
390
465
414
743	5,1
5,3
7,9
7,0
6,8
6,8
8,3
11,8
7,4
8,2
3,8
7,5	20,8
22,3
32,8
32,5
27,2
23,0
31,2
28,4
14,4
22,3
7,4
22,8	

690	385
395
420
430
440
450	1,2
1,4
1,6
1,65
1,6
1,5	54,7
63,8
73,0
75,2
73,0
68,4	225
220
215
230
215
230	185
195
175
175
190
175	4,1
4,5
5,2
6,8
3,7
5,3	36,7
51,9
46,5
47,8
40,7
50,0	

	Из табл.8.14 следует, что до повреждающей дозы 100 сна сталь сохраняет запас пластичности и не охрупчивается.
	Облучение стали ЭП823 (пл. №13258) флюенсом нейтронов 1,8 1022 н/см2 при температуре 340 С вызвает смещение температуры хрупко-вязкого перехода с 20 С в исходном состоянии до  200 С. Однако величина ударной вязкости (при 50-70 С) осталась на достаточно высоком уровне (0,3 МДж/м2) [9]. После облучения в реакторе БН-600 при 340-390 С до повреждающей дозы 40-60 сна ударная вязкость стали ЭП823 в интервале от -50 до 250 С остается на достаточно высоком уровне [8].	Влияние облучения на длительную прочность и ползучесть демонстрирует  табл.8.15.
Таблица 8.15 - Характеристики длительной прочности и ползучести после облучения в реакторе БР-10 при температуре 450 С (7-8)
Флюенс,
н/см2	Тисп,
С	,
МПа	Время до разрушения,ч	Скорость ползучести, %/ч	,
%	
без облучения	550	275
294
314
343
353	937
763
420
380
399	-
2,1 10-5
4,3 10-5
1,2 10-4
-	-
17,5
13,3
14,4
13,7	
5 1022 

	550	275
294
324
343
353	1224
406
286
89
38	1,8 10-5
9 10-5
1,5 10-4
4,6 10-4
1,4 10-3	17,6
12,6
17,6
18,0
19,9	
без облучения	620	157
177
177
186
186
206
206
206
206
226
226
260
280
	510
172
179
148
100
48
45
59
83
19
32
12
2	5,7 10-5
3,6 10-4
3,1 10-4
-
4,2 10-4
1,0 10-3
1,6 10-3
0,8 10-3
4,8 10-4
2,8 10-3
1,5 10-3
4,2 10-3
2,0 10	24,4
26,4
27,0
34,0
28,0
21,0
33,0
23,0
21,8
21,8
18,6
21,5
25,1	
4,7 1021	620	167
186
206
226	188
74
35
15	1,7 10-4
4,0 10-4
1,1 10-3
3,0 10-3	25,8
22,2
22,0
19,3	
7,5 1021	620	167
186
206
226	380
118
51
19	8,6 10-5
4,0 10-4
8,7 10-4
2,0 10-3	24,5
32,3
21,7
20,7	
5 1022	620	157
167
186
186
206	613
432
130
140
42	5,0 10-5
8,0 10-5
2,9 10-4
2,7 10-4
1,2 10-3	20,0
15,5
21,8
17,0
20,6	

	Показано, что при облучении в реакторе БН-350 стали ЭП823 до 480 С при повреждающей дозе 60 сна (длительность облучения  9000 ч.) наблюдается линейная зависимость деформации внутриреакторной ползучести от уровня приложенных напряжений. Величина внутриреакторной ползучести не превышает 2%. При 630-640С и дозах 64-66 сна деформация внутриреакторной ползучести при заданном напряжении 40 МПа составляет 5% [8].
	Коррозионная стойкость стали ЭП823 оценивалась, главным образом, по результатам испытаний в жидком свинце в неизотермическом стенде с Тmax = 650С, Т = 250 С, VPb = 1,7 м/с и концентрации кислорода в свинце 5 10-5-1 10-6 % вес при температуре 650 С. Предварительные оценки показали, что глубина коррозии на ЭП823 за 35000 часов составит 160-180 мкм и что величина коррозии может быть снижена в результате корректировки технологического режима теплоносителя [4].
	Перечисленные свойства позволяют рекомендовать сталь ЭП823 в качестве конструкционного материала активной зоны РУ «БРЕСТ-ОД-300».

8.4 Материалы шахты реактора [11 - 16]
8.4.1 Введение
	На рис. 8.1 представлена схема конструкции шахты реактора.
	Шахта состоит из наружного железобетонного слоя (8) – основного несущего массива шахты и теплоизоляционного слоя (5,6) из жаростойкого бетона.
Теплоизоляционный слой расположен между двумя лайнерами – оболочками из стали (1, 7). Внутренний лайнер (1) непосредственно соприкасается с расплавом свинца.
 Между лайнером (1) и теплоизоляционным слоем предусмотрен небольшой зазор, в который укладывается деформируемая пластичная жаростойкая масса или упругая прокладка (2).
Жаростойкие панели (3) предусмотрены для размещения в них системы поддержания теплоносителя в расплавленном состоянии (электрические нагреватели). Снаружи теплоизоляционного слоя расположены трубы воздушного охлаждения.

8.4.2 Материалы теплоизоляционного слоя
8.4.2.1 Условия эксплуатации и технические требования к материалам

	Теплоизоляционный слой шахты реактора расположен между горячей и холодной облицовками (лайнерами) и является внутренним слоем шахты.
	Теплоизоляционный слой, вместе с системой воздушного охлаждения, защищает основной (несущий) массив железобетонной шахты от нагрева, воспринимает и передает механические и тепловые нагрузки от горячего лайнера, теплоносителя, внешней среды и др. Он должен работать совместно с лайнером в восприятии и передаче термосиловых нагрузок.
	Исходя из этого, материал этого слоя должен быть не только теплоизоляционным, но и конструкционным, т.е. быть достаточно прочным.
	Условия эксплуатации теплоизоляции:
	– рабочая температура на внутренней поверхности теплоизоляции – 420450С,
возможны скачки температуры до 600С;
	– температура на внешней поверхности – 80С, возможны скачки температуры до 150200С;
	– гидростатическое давление теплоносителя –  1,5 МПа.
	В качестве кандидатного материала для теплоизоляционного слоя шахты реактора выбран жаростойкий теплоизоляционно-конструкционный бетон.
	Технические требования к бетону:
	– максимальная температура применения бетона должна быть не менее 800С;
	– коэффициент теплопроводности при температуре 450С не более 0,5 Вт/(м.С);
	– класс бетона по прочности на сжатие не ниже В 15;
	– коэффициент температурного расширения не менее 4 . 10 –1/С;
	– должен обладать стабильной механической устойчивостью при расчетных 	  	  нагрузках и температурах, и в условиях резких их изменений, а так же при 	 	  определенных градиентах температуры по толщине теплоизоляционного слоя;
	– в процессе нагрева и эксплуатации бетон не должен выделять коррозионно-	   агрессивных элементов и химических соединений;
	– простота изготовления и монтажа, отсутствие необходимости ремонта и 	 	   замены в течение всего времени эксплуатации.

8.4.2.2 Жаростойкий теплоизоляционный бетон

	Основным материалом для теплоизоляции шахты является теплоизоляционный жаростойкий бетон на портландцементе с керамзитовым заполнителем.
	Вяжущим в бетоне является портландцемент (ГОСТ 10178-85).
	Марка цемента не ниже 400 (предел прочности при сжатии через 28 суток – 40 МПа).
	Портландцемент используется в жаростойких бетонах только с тонкомолотой добавкой, которая связывает свободный оксид и гидрооксид кальция в безводные силикаты и алюминаты кальция. Этим обеспечивается стойкость бетона в условиях высоких температур, снижается усадка и повышается трещиностойкость.
	Наилучшей добавкой является микрокремнезем конденсированный (ТУ5743-049-02495332-96). Микрокремнезем – тонкодисперсный порошок с удельной поверхностью не менее 12м2/г, массовая доля диоксида кремния аморфного не менее 65-85%, свободной щелочи – не более 2,0%.
	Возможно использование более дешевых тонкомолотых добавок: шамотной (ГОСТ 23037-78) и керамзитовой (ГОСТ 9759-83).
	Содержание оксидов  в шамотной добавке: Al2O3 15-28%, Fe2O3 не более 5,5%; в керамзитовой - SiO2 55-80%;  Al2O3 7-21%.
	Тонкомолотые добавки могут быть промышленного изготовления или приготовлены размолом соответствующих материалов до удельной поверхности не менее 2500 см2/г.
	В тонкомолотых добавках содержание свободных оксида кальция и оксида магния в сумме не должно превышать 3,0%, а карбонатов – не более 2,0%.
	Проверка качества добавок состоит в определении химического состава по ГОСТ 2642.4-86, тонкости помола по ГОСТ 310.2-76, удельной поверхности по ГОСТ 310.2-76, устойчивости при высоких температурах по ГОСТ 20910-90.
	Для жаростойкого теплоизоляционного бетона применяется мелкий и крупный заполнитель из керамзита обычного или жаростойкого (ГОСТ 9759-83).
	Получают керамзит обжигом глины, содержащей 721% Al2O3   и 55-80% SiO2.
	Содержание свободных CaO и  MgO   в сумме не более 2,0%, карбонатов не менее 2,0%.
	Содержание других оксидов зависит от месторождения применяемой глины.
	Средняя насыпная плотность керамзита – 500650кг/м3. Соотношение мелкого и крупного заполнителя  0,40,5 по массе.
	Для затворения бетонной смеси применяется вода по ГОСТ 23732-79.
	Для компенсации напряжений в лайнере и бетоне при аварийном режиме (увеличение температуры до 600С) слой теплоизоляции, непосредственно примыкающий к лайнеру, предлагается выложить из блоков жаростойкого бетона  не на портландцементе, а на жидком  стекле. Толщина этих блоков 2040см. В бетоне на жидком стекле релаксация напряжений при температурах 400С происходит наиболее интенсивно по сравнению с бетоном на портландцементе.
	Жидкое стекло – силикат натрия растворимый (ГОСТ 13078-81), модуль 2,43,0 , плотность 1,331,38г/см3. Тонкомолотые добавки (шамотная или керамзитовая) также вводятся в бетон – они обеспечивают лучшую удобоукладываемость бетонной смеси и обеспечивают плотную структуру бетона.
	Требования к заполнителю –керамзиту те же, что приведены для бетона на портландцементе.
	Для обеспечения процессов твердения жаростойких бетонов на жидком стекле необходимо вводить отвердители -  и   формы моносиликата и дисиликата кальция.
	Эти химические соединения содержатся в саморассыпающихся металлургических шлаках (ТУ 14-11-181-79) и в нефелиновом шламе.
	Химический состав отвердителей: CaO 40-50%; SiO2 – 25-30%; Al2O3 58%.
	Удельная поверхность не менее 3000см2/г. 
	Проверка качества отвердителя состоит в определении его химического состава, удельной поверхности (ГОСТ 310.2-76) и активности по ГОСТ 20910-90.
	Рекомендуемые составы теплоизоляционных жаростойких бетонов приведены в табл. 8.16.

Таблица 8.16 - Составы теплоизоляционных жаростойких бетонов

Вяжущее,
кг/м3	Тонкомолотая добавка,
кг/м3	Отвердитель,
кг/м3	Заполнитель,
кг/м3	
Портландцемент
400,0	Шамот
140,0	–	Керамзит
750	
Портландцемент
450	Керамзит
200	–	Керамзит
650	
Жидкое стекло
400	Шамот
50,0	Саморассыпающийся шлак, 152	Керамзит
700	
Жидкое стекло
410	Керамзит	Саморассыпающийся шлак, 160	Керамзит
710	

	Количество воды для затворения портландцемента – по удобоукладываемости бетонной смеси; осадка по стандартному конусу не более 2см.
	Режим сушки блоков из жаростойкого бетона на портландцементе: после естественного твердения в течение 7 суток ( температура наружного воздуха 15-20С, относительная влажность 90-100%), сушка при 105-120С до постоянной массы.
	Режим сушки блоков на жидком стекле: естественное твердение в течение ~ 3,0 суток, сушка при 105-120С до постоянной массы.
	Термомеханические свойства бетонов приведенных составов на портландцементе:
	– прочность при сжатии после сушки – 2025,0 МПа;
	– остаточная прочность после нагрева до температуры 600800С – 50-70% ;
	– средняя плотность после сушки – 1350 кг/м3 ;
	– теплопроводность высушенного бетона – 0,350,4 Вт/(м. С);
	– коэффициент температурного расширения высушенного бетона 5,5(1/С).
	Значения прочности, теплопроводности, коэффициента температурного расширения при нагреве высушенного бетона приведены в табл. 8.17.

Таблица 8.17 - Значение термомеханических характеристик при нагреве бетона на портландцементе

Характеристика	Температура , С	
	200	300	400	500	600	
Прочность, МПа	19	18	16	15	14	
Теплопроводность, Вт/(м. С)	0,4	0,43	0,45	0,47	0,5	
Коэффициент температурного расширения, (1/С)	6,1		6,6		7,4	

	Термомеханические свойства бетона на жидком стекле:
	- прочность при сжатии после сушки – 25,0 МПа;
	- остаточная прочность (контрольная) после нагрева до температуры 800С – 	80,0%;
	- средняя плотность после сушки – 1302 кг/м3;
	- теплопроводность высушенного бетона – 0,3 Вт/(м. С);
	- коэффициент температурного расширения высушенного бетона – 4,0(1/С).
	Значение прочности, теплопроводности и коэффициента температурного расширения при нагреве высушенного бетона на жидком стекле приведены в табл.8.18.

Таблица 8.18 - Значение термомеханических характеристик при нагреве бетона на жидком стекле

Характеристика	Температура , С	
	200	400	600	
Прочность, МПа	35	32,5	22,5	
Теплопроводность, Вт/(м. С)	0,33	0,38	0,42	
Коэффициент температурного расширения, (1/С)	4,4	4,8	5,4	

	Необходимо отметить, что жаростойкие бетоны, на основе керамзита обладают значительной величиной относительных упругих деформаций  при сжатии как при обычных температурах, так и при высоких, что благоприятно скажется при восприятии нагрузок от аварийных режимов поднятия температуры и от землетрясения.
	Известно, что первая критическая точка (микротрещинообразования), т.е. точка до которой деформации можно считать упругими, для керамзитобетона на диаграмме относительные напряжения – относительные деформации расположена в диапазоне 0,70,8 от R ( прочности бетона). Следовательно, керамзитобетон почти во всем диапазоне напряжений ведет себя как упругий материал. Он обладает также высокими параметрами по долговечности, т.к. вторая критическая точка находится в районе 0,80,9 от R.
	Это положительное качество керамзитобетона объясняется наличием в его составе упругих по своим свойствам крупного и мелкого заполнителей – керамзита и их совместимостью с вяжущим.

8.4.2.3 Материалы панелей с электронагревательными элементами

Панели на основе вермикулита и жидкого стекла. Материал имеет прочность на сжатие 5-7 МПа, коэффициент теплопроводности 0,15-0,20 Вт/(м. С) при 20 С.
Жаростойкий бетон на глиноземистом цементе.
	Используется глиноземный цемент  марки 400 с AL2O3 более 40,0%; крупный и мелкий керамзитовый заполнитель.
	Термомеханические свойства бетона:
	- прочность при сжатии после сушки – 15,0 МПа;
	- средняя плотность после сушки – 1375 кг/м3;
	- теплопроводность высушенного бетона – 0,37 Вт/(м. С);
	- коэффициент температурного расширения высушенного бетона – 4,0(1/С)
	Значения термомеханических характеристик при нагреве высушенного бетона на глиноземистом цементе приведены в табл. 8.19.

Таблица 8.19 - Значения термомеханических характеристик при нагреве бетона на глиноземистом цементе.

Характеристика	Температура , С	
	200	400	600	
Прочность, МПа	11	7	5,0	
Теплопроводность, Вт/(м. С)	0,4	0,46	0,52	
Коэффициент температурного расширения, (1/С)	4,5	4,8	5,4	

8.4.3 Материал прокладки

	Для компенсации напряжений, возникающих между лайнером и теплоизоляцией в период сушки и вывода, на рабочий режим шахты, в зазоре между лайнером и теплоизоляцией возможно использование прокладочного материала или раствора.
	На данном этапе работы в качестве такого материала рассматривается масса на основе фосфатной связки и шамота.
	Шамот (оксидов алюминия не менее 32,0%) используется в виде тонкомолотой добавки и песка (50:50), ортофосфорная кислота (H3PO4) – концентрация  60-70%.
	Для регулирования консистенции массы и формуемости можно добавлять технический глинозем (5-10% от массы кислоты).
	В фосфатной связке можно использовать различные соли фосфорной кислоты – фосфаты (алюмофосфаты, хромалюмофосфаты, магнийфосфаты) – Al(H2PO4)3 ; Al2(HPO4)3 ;  AlPO4; (AlCr)2; (HPO4)3; Mg(H2PO4)2.
	Твердение фосфатных вяжущих зависит от вида применяемых фосфатных соединений и оксидов и может происходить при температурах 20500С. Обмазка лайнера такой массой, которая будет твердеть постепенно в процессе разогрева шахты, позволяет лайнеру иметь хороший контакт с теплоизоляцией и свободу перемещений при сушке и разогреве шахты.
	Выше температуры 500600С пластичная огнеупорная фосфатная масса превращается в твердый монолит, класса по прочности при сжатии не менее В22,5. Последнее позволяет принимать и передавать усилия между массой бетона шахты и лайнером.
	Механизм твердения фосфатных вяжущих сложен и до конца не исследован.
	В целом, при нагревании в фосфатных вяжущих наблюдаются следующие процессы: постепенное удаление химически связанной воды, разложение фосфатных соединений с выгонкой оксидов фосфора (Р2О5), образование высокоогнеупорных оксидов: Al2O3; Cr2O3 и др.
	 Возможно также использование в зазоре между лайнером и теплоизоляционным жаростойким бетоном упругие прокладок из композиционных жаростойких керамоволокнистых материалов или алюмохромфосфатных газобетонов..
	В дальнейших исследованиях разработка пластического материала для прокладок между лайнером и теплоизоляцией является актуальной.
	Исследования по выбору составов фосфатных вяжущих, а также составов на жидком стекле для внутреннего слоя теплоизоляции позволят найти также состав для клеящих растворов, который будет использован при кладке теплоизоляционного слоя из блоков заводского изготовления.

	8.4.4 Выбор режима сушки и вывода на рабочий режим шахты реактора

	Шахта реактора при сушке и выводе на рабочий режим будет испытывать воздействия механических нагрузок и тепловых воздействий. Это приведет к напряжениям в структуре материала теплоизоляции, бетоне основного массива шахты и металлическом лайнере. Происходящие при этом процессы тепло-и массопереноса приводят к испарению влаги из бетона, к фильтрации влаги и пара в его структуре под действием нерелаксированного градиента давления паровоздушной смеси (высокотемпературная сушка).
	Для решения задачи сушки и вывода  на рабочий режим шахты были поставлены и решены задачи тепло-и массопереноса с напряженно-деформированным состоянием. Исследования показали, что жаростойкий керамзитобетон имеет значительно-пористую  структуру (0,41 см3/г), что упрощает процесс удаления влаги из бетона.
	Для оценки процессов, происходящих при сушке и первом нагреве бетонов, были введены критерии по давлению паровоздушной смеси в структуре бетона, структурным напряжениям (между крупным заполнителем и растворной частью бетона), по сжимающим напряжениям. Был сделан вывод, что давление паровоздушной среды не может разрушить керамзитобетон даже при очень интенсивном нагреве (более 300С/ч), а структурные напряжения могут разрушить гранулы керамзита только при больших  (более 450кг/м3) расходах портландского цемента и соотношении мелкого заполнителя к крупному менее 0,4.
	Большое значение для выбора скорости нагрева бетона имеет ограничение по сжимающим напряжениям.
	Расчет, учитывающий напряженное состояние металлического лайнера (толщина 24 см), коэффициенты эффективной динамической вязкости бетона, скорости ползучести жаростойкого бетона при нагреве и термо-механические характеристики жаростойкого бетона показал , что максимальные скорости нагрева керамзитобетона на портландцементе в интервале температур должны быть следующие:
 	20120С – 1С/час;		 120180С – 0,6С/час;
	180300С – 0,7С/час; 	300450С – 1,8С/час.
	Анализ изменения во времени температурных полей в шахте реактора позволил сделать заключение, что скорость подъема температур в начале каждого этапа может быть увеличена до (35)С/час , с добавлением изотермической выдержки так, чтобы средняя скорость не превышала  указанной выше.

8.5 Работы, которые требуется провести на следующих этапах разработки
8.5.1 Работы по получению свойств материалов, необходимых 
для обеспечения расчетного обоснования прочности

1. Сталь ЭП302 – не допущена к применению, но была в Нормах 1ой редакции, требуется доаттестация.
	Должны быть получены:
	-гарантированные значения свойств при кратковременном растяжении (Rm, Rp 0,2, Ap, A, Z) в интервале температур 20-600С;
	-гарантированные значения длительной прочности до 2 105 час. при температурах 500, 550, 600С;
	-изохронные кривые ползучести при 500, 550, 600С;
	-кривые усталости при 20 и 600С (или подтверждение возможности использования расчетных кривых, приведенных для в Нормах для аустенитных сталей).
	Вышеуказанные свойства определяются для основного металла и сварных соединений на материале полуфабрикатов, используемых в РУ (см. табл.8.1.). 
	Должно быть оценено  влияние контакта со свинцом и нейтронного облучения и необходимость их учета в расчетах.
	Требуется оформление технического решения на применение для РУ «БРЕСТ-ОД-300», согласованного с ГАН.
2. Сталь ЭП823 – не допущена к применению.
	Должны быть получены:
	-гарантированные значения свойств при кратковременном растяжении (Rm, Rp 0,2, Ap, A, Z) в интервале температур 20-600С;
	-гарантированные значения длительной прочности до 2 105 час. при температурах 500, 550, 600С;
	-изохронные кривые ползучести при 500, 550, 600С;
	-кривые усталости при 20 и 600С.
	Вышеуказанные свойства определяются для основного металла и сварных соединений на материале полуфабрикатов, используемых для блока отражателя (см. табл.8.1.). 
	Должно быть оценено  влияние контакта со свинцом и нейтронного облучения и необходимость их учета в расчетах.
	Требуется оформление технического решения на применение для РУ «БРЕСТ-ОД-300», согласованного с ГАН.
3. Сталь 10Х9НСМФБ – не допущена к применению.
	Должны быть получены:
	физические свойства (модуль упругости, коэффициент линейного расширения, коэффициент теплопроводности); 
	-гарантированные значения свойств при кратковременном растяжении (Rm, Rp 0,2, Ap, A, Z) в интервале температур 20-600С с учетом термического воздействия (оценка термической стабильности);
	-гарантированные значения длительной прочности до 2 105 час. при температурах 450, 500, 550, 600С;
	-изохронные кривые ползучести при 500, 550, 600С;
	-кривые усталости при 20 и 600С.
	Вышеуказанные свойства определяются для основного металла и сварных соединений, на материале полуфабрикатов, используемых в РУ (см. табл.8.1.). 
	Должно быть оценено  влияние контакта со свинцом, и дана рекомендация по учету этого влияния. В случае использования стали для верхнего защитного перекрытия должно быть оценено влияние нейтронного облучения на вышеприведенные свойства.
	Требуется оформление технического решения на применение для РУ «БРЕСТ-ОД-300», согласованного с ГАН.
4. Сталь 10Х9МФБ – не допущена к применению, но есть аттестационный отчет со свойствами в рамках требований Правил ПНАЭ Г-7-002-89.
	Требуется:
	-доаттестация материала поковок  600 мм;
	-оценка необходимости учета влияния паров свинца;
	- оформление технического решения на применение для РУ «БРЕСТ-ОД-300», согласованного с ГАН.
8.5.2 Работы, которые необходимо провести на следующих этапах разработки по обоснованию материалов шахты реактора
1. Разработка составов и технологии изготовления жаростойких теплоизоляционных бетонов и жаростойких клеевых материалов с учетом конкретных сырьевых материалов (местные материалы, отходы промышленности и другие сырьевые источники).
2. Проведение испытаний жаростойких теплоизоляционных бетонов и блоков с целью определения теплофизических и механических свойств, а также оценки долговечности.
3.Разработка заводской технологии изготовления блоков и панелей из жаростойкого бетона требуемого состава и размеров.
4.Разработка технологии укладки теплоизоляционных блоков при возведении шахты.
5. Исследование процессов тепло- и массопереноса и напряженного состояния жаростойких теплоизоляционных бетонов шахты в процессе ее разогрева и вывода на рабочий режим.
6. Выбор материалов и технологии изготовления компенсирующего слоя между лайнером и теплоизоляционным бетоном. Проведение испытаний выбранных материалов. Отработка технологии укладки этого слоя.
7. Разработка конструкции панели и электрической схемы обогрева, подбор состава бетона, технологии изготовления и монтажа, выпуск опытного образца панели с электронагревателем.
8. Анализ радиационной стойкости материалов компенсирующего слоя, теплоизоляционного бетона, клеевых растворов и составов для заполнения пустот и зазоров.
9. Разработка рекомендаций по методам возможной защиты лайнеров от воздействия окружающей среды и химических веществ, входящих в состав бетонов.
10. Исследование процессов взаимодействия бетонов и прокладочных составов с расплавом свинца.
11.Исследования и испытания совместной работы лайнера и теплоизоляции.
12. Разработка нормативных документов: “Сушка и вывод на рабочий режим шахты реактора БРЕСТ-ОД-300 с учетом совместной работы лайнера и теплоизоляции”.
“Теплоизоляция шахты реактора БРЕСТ-ОД-300. Составы, свойства теплоизоляции, технология изготовления и монтажа блоков теплоизоляции” и др.

Литература

1. Зотьев Ю.А. и др.,Марочник стали и сплавов для атомных энергетических установок, ЦНИИТМАШ, М., 1971.
2.Результаты исследования свойств, промышленного освоения сталей ЭП-302 (10Х15Н9С3Б1) применительно к изготовлению транспортных АЭУ. ИЦП МАЭ, отчет, рег.№ 23.6332, 2000.
3. Востокова Л.Д. и др.,Справочник по сталям и сплавам, 1968.
4. Исследование совместимости различных сталей с жидким свинцом применительно к быстрому реактору со свинцовым теплоносителем, НИКИЭТ, отчет инв.№ 210-ОТ-4523, 1994.
5. Отчет по аттестационным испытаниям стали марки 10Х9МФБ и ее сварных соединений, ЦНИИТМАШ, отчет инв. № 67-279, 1989.
6. Радиационная стойкость стали 10Х9МФБ-Ш, ЦНИИТМАШ, отчет инв.№15/86-1844Р, 1989.
7. Анализ экспериментальных данных для обоснования использования ферритно-мартенситной стали ЭП823 в условиях работы быстрого реактора со свинцовым теплоносителем, ФЭИ, отчет инв.№ 46-03/223, 1990.
8. Выбор стали ЭП823 в качестве конструкционного материала оболочек твэлов реактора  «БРЕСТ-ОД-300», ВНИИНМ, отчет рег. № 9165, 1999.
9. Изучение влияния исходного структурного состояния и химического состава 12% хромистых сталей на радиационную стойкость под облучением в реакторе БОР-60, ВНИИАЭС, отчет инв.№ ОЭ 2947/91, 1990.
10. Возможности использования стали ЭП823 в качестве конструкционного материала элементов ЯЭУ, ИЦП МАЭ, отчет № 23.6330 От, 1999.
11. Жуков В.В. и др “Выполнение материаловедческих научно-исследовательских работ по жаростойкому теплоизоляционному и тяжелому бетонам для двухслойной железобетонной шахты реактора БРЕСТ-ОД-300”.
Отчет ; ГУП НИИЖБ; инв.№ 70-140 от 09.02.2000. 
12. Некрасов К.Д. “Жаростойкий бетон”
М., Стройиздат, 1977г.
13. Жуков В.В., Жданова Н.И. и др.
“Технология  изготовления жаростойких бетонов”
Справочное пособие к СНиП “Бетонные и железобетонные конструкции”.
М., Стройиздат, 1991г.
14. СНиП  2. – 3.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции”.
15. Некрасов К.Д., Жуков В.В., Гуляева В.Ф.
“Тяжелый бетон в условиях повышенных температур” М., Стройиздат, 1972г.
16. Жуков В.В. и др. “Определение допускаемой скорости нагрева для обычных и жаростойких бетонов с керамзитовыми заполнителями и разработка рекомендаций”; 
Отчет НИИЖБ, №72021747, 1999г.

1- металлический внутренний лайнер; 2 – деформируемая прослойка; 3 – жаростойкая панель, 4- смазка , 5 – жаростойкий теплоизоляционный бетон на основе керамзита и жидкого стекла; 6 – жаростойкий теплоизоляционный бетон на основе керамзита и портландского цемента; 
7 – металлический внутренний лайнер; 8 – тяжелый бетон для повышенных температур. 
Рис. 8.1 Схема конструкции шахты реактора