Экспериментальные исследования динамических свойств тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР

• Автор: Афанасьев, Андрей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Предпосылки для исследований

1.1 Описание конструкции активных зон и тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР, условия работы ТВС в активных зонах

1.2 Анализ причин отказов ТВС в реакторах

1.3 Влияние конструкционных и эксплуатационных факторов на вибрационную прочность и устойчивость ТВС

1.4 Опыт экспериментальных исследований вибрации TBC

1.5 Эмпирическая модель фреттинг-износа оболочек твэлов

1.6 Обоснование сейсмической прочности и стойкости активной зоны

1.7 Методики и средства исследований динамических характеристик

Глава 2. Экспериментальные исследования собственных колебаний макетов ТВС
2.1 Методика исследования собственных колебаний ТВС и ее элементов
2.2 Собственные частоты и формы колебаний макетов ТВС и их элементов
2.3 Демпфирование колебаний макетов ТВС
2.4 Собственные частоты колебаний элементов ТВС
Выводы к главе
Г лава 3. Экспериментальные исследования ТВС как нелинейной динамическойсистемы
3.1 Методика исследований
3.2 Влияние амплитуды вибрационного воздействия на динамические характеристики ТВС
3.3 Исследования динамической жесткости твэлов
Выводы к главе
Глава 4. Испытания макета ТВС на сейсмические воздействия
4.1 Методика испытаний макета ТВС на сейсмические воздействия

4.2 Вибрационный отклик ТВС на широкополосное
сейсмическое воздействие
Выводы к главе
Глава 5. Исследования влияния вибрации на характеристики сопротивления ТВС механическим и температурным воздействиям
5.1 Влияние вибрации на усилия взаимодействия твэлов с
дистанционирующими решетками
5.2 Влияние вибрации на изгибную жесткость ТВС
5.3 Влияние вибрации на чувствительность к циклическим изменениям
температур
Выводы к главе
Заключение
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
PWR - Pressurized Water Reactor (реактор с водой под давлением)
АСУТП - автоматизированная система управления технологическим процессом
АЭС - атомная электрическая станция
БЗТ - блок защитных труб
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
ВКУ - внутрекорпусные устройства
ВО - верхняя опора тепловыделяющей сборки
гцн - главный циркуляционный насос
др - дистанционирующая решетка
НВАЭС - Нововоронежская атомная электрическая станция
НК - направляющий канал
но - нижняя опора тепловыделяющей сборки
HP - нижняя решетка
OP - отбойная решетка
OP СУЗ - орган регулирования системы управления и защиты
ПС СУЗ - поглощающий стержень системы управления и защиты
РК-3 - рабочая кассета третьего поколения
РУ - реакторная установка
спни - специальные пуско-наладочные измерения
твс - тепловыделяющая сборка
ТВ С-2 - тепловыделяющая сборка с жестким каркасом
ТВС-2М - тепловыделяющая сборка с жестким каркасом модернизированная
ТВСА - тепловыделяющая сборка альтернативной конструкции
ТВЭЛ - тепловыделяющий элемент
УТВС - усовершенствованная тепловыделяющая сборка
пдр - циркониевая дистанционирующая решетка
а - ускорение, м/с2, g
А - амплитуда ускорения, м/с2, g
с - коэффициент затухания, Н-с/м
EI - изгибная жесткость, Н-м
f - частота, Гц
F - сила, Н
Fxp - сила трения, Н
Ґрез - резонансная частота, Гц

- систему вибронагружения: вибростенды LDS V830, ВЭДС-100, Robotron 11076;
- систему измерения и управления вибрационными испытаниями: первичные преобразователи, лазерный виброметр PDV 100, система сбора данных Scadas III с 28 входными и 6 выходными каналами или Pulse 3560D с 40 входными и 2 выходными каналами, host-компьютер с программным обеспечением LMS Test.Lab и Cada-X или Brüel&Kjaer LabShop.
Стенд-стапель позволяет проводить испытания полномасштабных макетов ТВС на вибрацию при (20±5) °С на воздухе в диапазоне частот до 3 кГц с амплитудой виброускорения до 20 м/с2. Вибрационная нагрузка может прикладываться как непосредственно к элементам ТВС (силовое нагружение, рис. 2.1), так и к опорам ТВС (кинематическое нагружение, см. п. 3.1).
Исследования собственных колебаний ТВС и ее элементов проводились при силовом нагружении. Для исследований собственных поперечных колебаний макет устанавливался в опорное гнездо нижней плиты и с помощью стяжек поджимался продольной силой на величину, соответствующую номинальной величине поджатая при рабочей температуре. С вибростендом макет ТВС соединялся через шток, динамометр и хомут, установленный на HP или одной из ДР. Верхняя опорная плита с помощью растяжек фиксировалась от поперечного перемещения и поворота вокруг вертикальной оси.
Типичная схема приложения вибрационной нагрузки при исследованиях собственных колебаний ТВС и размещения датчиков в поперечном сечении приведена на рис. 2.3. Широкополосное вибрационное воздействие типа «белый шум» создавалось вибростендом (поз. 1). Частотный диапазон воздействия выбирался таким образом, чтобы в него попадали предполагаемые частоты исследуемых колебаний. Внецентренное нагружение позволило возбуждать и из-гибные, и крутильные колебания ТВС.