Исследование напряженно-деформированного состояния и модернизация конструкции коллектора теплоносителя парогенератора АЭС с ВВЭР

• Автор: Лякишев, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения.

Перечень принятых сокращений.

Введение.

1 Анализ проблемы обеспечения работоспособности коллекторов горизонтальных ПГ

1.1 Динамика возникновения повреждений

1.2 Механизм повреждения

1.3 Предотвращение повреждений коллекторов парогенераторов

1.3.1 Меры по предотвращению повреждений коллекторов в зоне перфорации

1.3.2 Меры по предотвращению повреждений коллекторов в узле присоединения к патрубку корпуса ПГ

1.4 Задачи исследований.

2 Расчетный анализ напряженного состояния коллектора.
2.1 Постановка задачи.
2.2 Исходные данные.
2.2.1 Компоновка РУ с ВВЭР
2.2.2 Рабочие условия
2.2.3 Материалы
2.3 Методика расчета
2.3.1 Нагружающие факторы
2.3.2 Расчетная область
2.3.3 Сетка конечных элементов.
2.4 Результаты расчета напряженного состояния коллектора
2.4.1 Действие давления гидравлических испытаний но первому кон туру.
2.4.2 Действие давления гидравлических испытаний по второму контуру
2.4.3 Действие расчетного давления по первому и второму контурам.
2.4.4 Действие температурного поля в номинальном режиме
2.4.5 Действие рабочего давления по первому и второму контурам и температурного поля.
2.4.6 Сопротивление в опорах парогенератора при разогреве
2.4.7 Сопротивление в опорах парогенератора при расхолаживании.
2.4.8 Монтажный натяг главного циркуляционного трубопровода
2.4.9 Воздействие трубного пучка на коллектор.
2.5 Анализ напряженного состояния коллектора.
Выводы.
3 Конструктивные меры по снижению напряжений в коллекторах ПГ и численное исследование их эффективности.
3.1 Снижение напряжений в коллекторах вновь разрабатываемых парогенераторов
3.2 Снижение напряжений в коллекторах действующих парогенераторов
3.2.1 Использование механических устройств
3.2.2 Температурный метод снижения напряжений.
3.3 Влияние снижения напряжений на циклическую повреждаемость узла соединения коллектора с корпусом.
Выводы.
4 Экспериментальное исследование метода снижения напряжений
4.1 Экспериментальная установка
4.2 Численное моделирование эксперимента
4.3 Результаты эксперимента на физической модели.И
4.4 Сравнение результатов численного моделирования и экспериментов на физической модели.
Заключение.
Список литературы


В дальнейшем (до момента написания данной работы), подобные повреждения были обнаружены на парогенераторах и на пяти из них повторно. Разработка мероприятий по предотвращению повреждений в узлах присоединения коллекторов к корпусу парогенератора ПГВ-М является сложной научно-технической задачей, которая до настоящего времени не решена и повреждения продолжаются. Актуальность диссертационной работы заключается в разработке оптимизированного, с точки зрения напряженного состояния, узла соединения коллектора теплоносителя с корпусом парогенератора для новых АЭС с ВВЭР, а также в разработке мероприятий, позволяющих повысить надежность и долговечность коллекторов теплоносителя парогенераторов существующих блоков АЭС с ВВЭР. ПГ, а также разработка мероприятий для обеспечения падежной эксплуатации узла присоединения коллектора теплоносителя к патрубку корпуса парогенератора реакторной установки ВВЭР- за счет эффективною снижения остаточных и эксплуатационных напряжений в зоне сварного соединения № 1. Установлена важная роль напряженного состояния в повреждениях узла присоединения коллектора к корпусу ПГ. Разработанный метод снижения напряжений в узле присоединения коллектора путем охлаждения данного узла воздухом позволяет повысить надежность и увеличить ресурс коллектора теплоносителя эксплуатируемых ПГ' с ВВЭР-. Экспериментальные данные по исследованию возможности снижения напряжений в узле присоединения коллектора теплоносителя к патрубку корпуса ПГ путем охлаждения данного узла воздухом нашли отражение в РКД на кожух коллектора теплоносителя, которым в ближайшее время планируется оснастить коллекторы теплоносителя действующих ПГ АЭС с ВВЭР-. Метод по снижению напряжений в узле присоединения коллектора путем охлаждения данного узла воздухом может быть использован при решении аналогичных задач на других узлах и элементах РУ АЭС. В парогенераторах РУ вновь разрабатываемых и сооружаемых энергоблоков проектов АЭС , АЭС «Белене», АЭС с- ВВЭР-ТОИ применена модернизированная конструкция коллектора теплоносителя, позволившая снизить напряжения в узле присоединения к патрубку корпуса ПГ на %. Такие парогенераторы уже изготовлены для НВАЭС-2 и Л АЭС-2. Достоверность расчетных данных подтверждается использованием апробированных инженерных методик расчета, применением верифицированных программных кодов и сходимостью расчетных характеристик с данными, полученными экспериментально. Достоверность экспериментатьных данных обеспечивается применением аттестованных методов измерения и повторением каждого из экспериментов. АЭС с ВВЭР. Результаты расчетов и экспериментальных исследований напряжений в узле присоединения коллектора к патрубку корпуса парогенератора. Модернизированная конструкция коллектора теплоносителя для проектируемых и строящихся АЭС с ВВЭР. Результаты разработки и исследований метода снижения напряжений в узле присоединения коллектора путем наружного охлаждения. По результатам работы сделаны сообщения на: 5-й и 6-й Международных научно-технических конференциях «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» ( Подольск г. ОКБ “Гидропресс” (Подольск г. Международном семинаре по горизонтальным парогенераторам (Подольск г. Молодежной международной конференции по энергетике ( Будапешт, Венгерская республика г. Полярное сияние» ( Санкт-Петербург г. Основное содержание диссертационной работы отражено в научных работах и докладах, из них 4 в ведущих рецензируемых научно-технических журналах «Вопросы атомной науки и техники» вып. Атомная энергия» Том 4, вып. Теплоэнергетика» №3, март г. ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 0-0-1, г. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы, изложена на 8 листах, включая 0 рисунков, таблиц и список литературы из наименований. Автор выражает искреннюю благодарность за организационную поддержку и научные консультации д. Н.Б. Трунову, д. Л.С. Зубченко, а также Д. Ф. Гуцсву за содействие в проведении расчетных и экспериментальных исследований. Автор признателен за техническую поддержку Н. Ф. Коротаеву и многим другим специалистам ОКБ «ГИДРОПРЕСС».