Учет виброакустических напряжений при расчете на хрупкое разрушение корпуса реактора ВВЭР
Ключевые слова:
корпус реактора, расчетные коды, хрупкое разрушение, колебания, виброакустические напряжения
Аннотация
The article discusses matters concerned with consideration of stresses caused by natural coolant pressure fluctuations. Information is provided on the relevance of this problem for ensuring reliable operation of nuclear power plants with pressurized water reactors and a more complete account of various factors. Loading modes are analyzed, and calculations of stresses caused by natural coolant pressure fluctuations are evaluated. Stress states and stress intensity factor distributions are studied. It is shown that, although the stress values caused by natural fluctuations in coolant pressure are not decisive in nature, they still require consideration for more accurately analyzing the stress state. The influence of these stresses and other factors on the results of predicting the resistance to brittle fracture in the reactor vessel nozzle and weld seam areas is analyzed. The results obtained may be relevant for brittle fracture predictions when the reactor pressure vessel has been in operation for a long time due to accumulation of defects in these areas under the conditions of long-term neutron fluence and high temperature.
Литература
1. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров. М.: Машиностроение-1, 2004.
2. Воробьев Ю.Б., Кузнецов В.Д., Мансури М. Оценка влияния неопределённых факторов при анализе аварийных процессов на АЭС с ВВЭР-1000 // Теплоэнергетика. 2006. № 9. С. 16—21.
3. Никитченко И.А., Воробьев Ю.Б., Аванов А.В. Учет неопределенности в анализе прочности корпуса реактора ВВЭР при заводских гидроиспытаниях // Вестник МЭИ. 2023. № 5. С. 129—137.
4. ПНАЭ Г-7-002—86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
5. ГОСТ 59115.14—21. Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению корпуса водо-водяного энергетического реактора.
6. Марголин Б.З., Гуленко А.Г., Николаев В.А., Рядков Л.Н. Новый инженерный метод прогнозирования температурной зависимости трещиностойкости сталей для сосудов давления // Проблемы прочности. 2003. № 5. С. 12—35.
7. Баландин Ю.Ф. и др. Конструкционные материалы АЭС. М.: Энегоатомиздат, 1984.
8. Проскуряков К.Н., Аникеев А.В., Белова С.К., Афшар И. Разработка методики расчёта частот акустических стоячих волн, генерируемых реакторами ВВЭР // Глобальная ядерная безопасность. 2019. № 3. С. 80—88.
9. Проскуряков К.Н. Автоколебания в одиночном парогенерирующем канале // Теплоэнергетика. 1965. № 12. С. 75—77.
10. Проскуряков К.Н. Ядерные энергетические установки. М.: Издат. дом МЭИ, 2015.
11. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. Л.: Машиностроение, 1976.
12. Хмельницкая АЭС. База данных по ЯППУ, 43-923.203.007.БД.02, ред. 1.
13. Бабичев Л.Ф. Учебная программа «Оценка безопасности». Тема № 16. «Расчет флюенса на корпусе реактора» ОИЭиЯИ «Сосны» НАН Белоруссии, 2021.
---
Для цитирования: Никитченко И.А., Воробьев Ю.Б., Аванов А.В. Учет виброакустических напряжений при расчете на хрупкое разрушение корпуса реактора ВВЭР // Вестник МЭИ. 2024. № 5. С. 123—130. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-123-130
---
Работа выполнена с использованием оборудования центра коллективного пользования «Комплекс моделирования и обработки данных исследовательских установок мега-класса» НИЦ «Курчатовский институт», http://ckp.nrcki.ru/
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Chigarev A.V., Kravchuk A.S., Smalyuk A.F. ANSYS dlya Inzhenerov. M.: Mashinostroenie-1, 2004. (in Russian).
2. Vorob'ev Yu.B., Kuznetsov V.D., Mansuri M. Otsenka Vliyaniya Neopredelennykh Faktorov pri Analize Avariynykh Protsessov na AES s VVER-1000. Teploenergetika. 2006;9:16—21. (in Russian).
3. Nikitchenko I.A., Vorob'ev Yu.B., Avanov A.V. Uchet Neopredelennosti v Analize Prochnosti Korpusa Reaktora VVER pri Zavodskikh Gidroispytaniyakh. Vestnik MEI. 2023;5:129—137. (in Russian).
4. PNAE G-7-002—86. Normy Rascheta na Prochnost' Oborudovaniya i Truboprovodov Atomnykh Energeticheskikh Ustanovok. (in Russian).
5. GOST 59115.14—21. Obosnovanie Prochnosti Oborudovaniya i Truboprovodov Atomnykh Energeticheskikh Ustanovok. Raschet na Soprotivlenie Khrupkomu Razrusheniyu Korpusa Vodo-vodyanogo Energeticheskogo Reaktora. (in Russian).
6. Margolin B.Z., Gulenko A.G., Nikolaev V.A., Ryadkov L.N. Novyy Inzhenernyy Metod Prognozirovaniya Temperaturnoy Zavisimosti Treshchinostoykosti Staley dlya Sosudov Davleniya. Problemy Prochnosti. 2003;5:12—35. (in Russian).
7. Balandin Yu.F. i dr. Konstruktsionnye Materialy AES. M.: Enegoatomizdat, 1984. (in Russian).
8. Proskuryakov K.N., Anikeev A.V., Belova S.K., Afshar I. Razrabotka Metodiki Rascheta Chastot Akusticheskikh Stoyachikh Voln, Generiruemykh Reaktorami VVER. Global'naya Yadernaya Bezopasnost'. 2019;3:80—88. (in Russian).
9. Proskuryakov K.N. Avtokolebaniya v Odinochnom Parogeneriruyushchem Kanale. Teploenergetika. 1965;12:75—77. (in Russian).
10. Proskuryakov K.N. Yadernye Energeticheskie Ustanovki. M.: Izdat. Dom MEI, 2015.
11. Povkh I.L. Tekhnicheskaya Gidromekhanika. L.: Mashinostroenie, 1976. (in Russian).
12. Khmel'nitskaya AES. Baza Dannykh po YAPPU, 43-923.203.007.BD.02, red. 1. (in Russian).
13. Babichev L.F. Uchebnaya Programma «Otsenka Bezopasnosti». Tema № 16. «Raschet Flyuensa na Korpuse Reaktora» OIEiYAI «Sosny» NAN Belorussii, 2021. (in Russian)
---
For citation: Nikitchenko I.A., Vorobyev Yu.B., Avanov A.V. Consideration of Vibroacoustic Stresses in Designing the VVER Reactor Pressure Vessel for Brittle Fracture. Bulletin of MPEI. 2024;5:123—130. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-123-130
---
The work is executed using the Equipment of the Center for Collective Use «Complex of Modeling and Data Processing of Mega-class Research Facilities» NRC «Kurchatov Institute», http://ckp.nrcki.ru/
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
2. Воробьев Ю.Б., Кузнецов В.Д., Мансури М. Оценка влияния неопределённых факторов при анализе аварийных процессов на АЭС с ВВЭР-1000 // Теплоэнергетика. 2006. № 9. С. 16—21.
3. Никитченко И.А., Воробьев Ю.Б., Аванов А.В. Учет неопределенности в анализе прочности корпуса реактора ВВЭР при заводских гидроиспытаниях // Вестник МЭИ. 2023. № 5. С. 129—137.
4. ПНАЭ Г-7-002—86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
5. ГОСТ 59115.14—21. Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению корпуса водо-водяного энергетического реактора.
6. Марголин Б.З., Гуленко А.Г., Николаев В.А., Рядков Л.Н. Новый инженерный метод прогнозирования температурной зависимости трещиностойкости сталей для сосудов давления // Проблемы прочности. 2003. № 5. С. 12—35.
7. Баландин Ю.Ф. и др. Конструкционные материалы АЭС. М.: Энегоатомиздат, 1984.
8. Проскуряков К.Н., Аникеев А.В., Белова С.К., Афшар И. Разработка методики расчёта частот акустических стоячих волн, генерируемых реакторами ВВЭР // Глобальная ядерная безопасность. 2019. № 3. С. 80—88.
9. Проскуряков К.Н. Автоколебания в одиночном парогенерирующем канале // Теплоэнергетика. 1965. № 12. С. 75—77.
10. Проскуряков К.Н. Ядерные энергетические установки. М.: Издат. дом МЭИ, 2015.
11. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. Л.: Машиностроение, 1976.
12. Хмельницкая АЭС. База данных по ЯППУ, 43-923.203.007.БД.02, ред. 1.
13. Бабичев Л.Ф. Учебная программа «Оценка безопасности». Тема № 16. «Расчет флюенса на корпусе реактора» ОИЭиЯИ «Сосны» НАН Белоруссии, 2021.
---
Для цитирования: Никитченко И.А., Воробьев Ю.Б., Аванов А.В. Учет виброакустических напряжений при расчете на хрупкое разрушение корпуса реактора ВВЭР // Вестник МЭИ. 2024. № 5. С. 123—130. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-123-130
---
Работа выполнена с использованием оборудования центра коллективного пользования «Комплекс моделирования и обработки данных исследовательских установок мега-класса» НИЦ «Курчатовский институт», http://ckp.nrcki.ru/
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Chigarev A.V., Kravchuk A.S., Smalyuk A.F. ANSYS dlya Inzhenerov. M.: Mashinostroenie-1, 2004. (in Russian).
2. Vorob'ev Yu.B., Kuznetsov V.D., Mansuri M. Otsenka Vliyaniya Neopredelennykh Faktorov pri Analize Avariynykh Protsessov na AES s VVER-1000. Teploenergetika. 2006;9:16—21. (in Russian).
3. Nikitchenko I.A., Vorob'ev Yu.B., Avanov A.V. Uchet Neopredelennosti v Analize Prochnosti Korpusa Reaktora VVER pri Zavodskikh Gidroispytaniyakh. Vestnik MEI. 2023;5:129—137. (in Russian).
4. PNAE G-7-002—86. Normy Rascheta na Prochnost' Oborudovaniya i Truboprovodov Atomnykh Energeticheskikh Ustanovok. (in Russian).
5. GOST 59115.14—21. Obosnovanie Prochnosti Oborudovaniya i Truboprovodov Atomnykh Energeticheskikh Ustanovok. Raschet na Soprotivlenie Khrupkomu Razrusheniyu Korpusa Vodo-vodyanogo Energeticheskogo Reaktora. (in Russian).
6. Margolin B.Z., Gulenko A.G., Nikolaev V.A., Ryadkov L.N. Novyy Inzhenernyy Metod Prognozirovaniya Temperaturnoy Zavisimosti Treshchinostoykosti Staley dlya Sosudov Davleniya. Problemy Prochnosti. 2003;5:12—35. (in Russian).
7. Balandin Yu.F. i dr. Konstruktsionnye Materialy AES. M.: Enegoatomizdat, 1984. (in Russian).
8. Proskuryakov K.N., Anikeev A.V., Belova S.K., Afshar I. Razrabotka Metodiki Rascheta Chastot Akusticheskikh Stoyachikh Voln, Generiruemykh Reaktorami VVER. Global'naya Yadernaya Bezopasnost'. 2019;3:80—88. (in Russian).
9. Proskuryakov K.N. Avtokolebaniya v Odinochnom Parogeneriruyushchem Kanale. Teploenergetika. 1965;12:75—77. (in Russian).
10. Proskuryakov K.N. Yadernye Energeticheskie Ustanovki. M.: Izdat. Dom MEI, 2015.
11. Povkh I.L. Tekhnicheskaya Gidromekhanika. L.: Mashinostroenie, 1976. (in Russian).
12. Khmel'nitskaya AES. Baza Dannykh po YAPPU, 43-923.203.007.BD.02, red. 1. (in Russian).
13. Babichev L.F. Uchebnaya Programma «Otsenka Bezopasnosti». Tema № 16. «Raschet Flyuensa na Korpuse Reaktora» OIEiYAI «Sosny» NAN Belorussii, 2021. (in Russian)
---
For citation: Nikitchenko I.A., Vorobyev Yu.B., Avanov A.V. Consideration of Vibroacoustic Stresses in Designing the VVER Reactor Pressure Vessel for Brittle Fracture. Bulletin of MPEI. 2024;5:123—130. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-123-130
---
The work is executed using the Equipment of the Center for Collective Use «Complex of Modeling and Data Processing of Mega-class Research Facilities» NRC «Kurchatov Institute», http://ckp.nrcki.ru/
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2024-06-18
Выпуск
Раздел
Ядерные энергетические установки, топливный цикл, радиационная безопасность (технические науки) (2.4.9)
