Разработка, расчетно-экспериментальное обоснование и опытно-промышленная эксплуатация узлов уплотнения реактора ВВЭР-1000

• Автор: Рыжов, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Проектирование и эксплуатация разъемных соединений реакторных

установок ВВЭР.

1Л Функциональное назначение и описание узлов уплотнений реактора

1.2. Особенности узлов уплотнений базовой конструкции и основные причины отказов.

1.3. Нормативные подходы к расчетному обоснованию узлов уплотнений

1.4. Основные направления совершенствования узлов уплотнения реактора ВВЭР.

Глава 2. Расчетное обоснование узлов уплотнения с прокладками из РГ.

2.1 Общие подходы к расчетному обоснованию.

2.2 Методика численного моделирования разъемных соединений.

2.2.1. Эквивалентная шпилька болт.
2.2.2. Статически эквивалентные распределенные силы.
2.2.3. Обобщенные перемещения в зонах стыковки эквивалентной шпильки болта с фланцами.
2.2.4. Условия совместности шпилек и болтов с фланцами
2.2.5. Уравнения совместности для одноконтурного шпилечного соединения.
2.2.6. Уравнения совместности для одноконтурного болтового соединения.
2.2.7 Одноконтурное разъемное соединение со сквозной шпилькой
2.2.8 Одноконтурное шпилечное соединение с высокой шайбой гайкой.
2.2.9. Двухконтурное разъемное соединение болт шпилька.
2.2 Двухконтурное разъемное соединение шпилька шпилька. 2.2. Численное моделирование осесимметричных элементов
конструкции разъемных соединений.
2.3 Примеры расчета узла уплотнения
Глава 3. Экспериментальное обоснование узлов уплотнения патрубков ВРК, СУЗ и чехлов КНИТ верхнего блока с прокладками из расширенного
графита.
3.1 Общие положения.
3.2 Описание стенда испытаний узлов уплотнений патрубка ВРК и чехлов КНИТ
3.3 Описание стенда испытаний узла уплотнения патрубка СУЗ
3.4 Описание моделей узлов уплотнений патрубка ВРК и чехлов КНИТ
3.5 Описание модели узла уплотнения патрубка СУЗ
3.6 Испытания узла уплотнения патрубка ВРК
3.7 Испытания узлов уплотнений чехлов КНИТ
3.8 Испытания узла уплотнения патрубка СУЗ
3.9 Результаты испытаний узла уплотнения патрубка ВРК.
3. Результаты испытаний узлов уплотнений чехлов КНИТ
33 Результаты испытаний узла уплотнения патрубка СУЗ
3. Анализ герметичности и прочности узлов уплотнений патрубков ВРК и СУЗ.
3. Анализ герметичности и прочности узла уплотнения чехла КНИТ 1 Глава 4. Опытная эксплуатация прокладок из РГ на реакторах ВВЭР
4.1 Конструкторские и технологические работы по внедрению РГ на АЭС
4.2 Промышленная эксплуатация модернизированных узлов уплотнений.
Основные результаты и выводы по работе.
Список использованных источников


В случае разработки головного образца уплотнительного соединения на 4-м этапе проводятся испытания модели соединения на специальном стенде. Для этого моделируется рабочая среда и два-три цикла разогрева и расхолаживания. Наряду с проверкой плотности разъемного соединения в ее зависимости от температуры, проводится тензометрирование крепежа и соединяемых элементов, используемого для верификации расчетных моделей. Актуальность работы. В связи с началом разработки РУ нового поколения, характерной особенностью которых является высокая экономичность при более высоком уровне безопасности, что заявлено в «Стратегии развития атомной энергетики России в первой половине XXI века. Основные положения”, протокол № от г. Федерального агентства по атомной энергии разработка и расчетно-экспериментальное обоснование плотно-прочных разъемных соединений на основе прогрессивных материалов является актуальным. Цель работы. Цель работы заключалась в разработке подходов к конструированию и расчетно-экспериментальному обоснованию работоспособности прокладок разъемных соединений верхнего блока ВВЭР для снижения напряженности элементов разъемных соединений и повышения уровня плотности во всех эксплуатационных режимах. Научная новизна. Разработаны новые подходы к конструированию прокладок из расширенного графита для разъемных соединений верхнего блока ВВЭР. Проведены экспериментальные исследования плотности различных вариантов конструктивного исполнения уплотнительных устройств. Разработаны расчетные методики анализа напряжений в разъемных соединениях верхнего блока. Разработаны новые технологии изготовления и монтажа на действующих блоках АЭС прокладок из расширенного графита. Практическая ценность работы. Разработанные подходы к конструированию, изготовлению и монтажу прокладок из расширенного графита и разработанные методики экспериментально-расчетного обоснования разъемных соединений верхнего блока внедрены на ряде действующих блоков АЭС. Глава 1. Проектирование и эксплуатация разъемных соединений реакторных установок ВВЭР. Разъемные уплотнительные соединения реактора расположены за исключением главного разъема на верхнем блоке (рис. В связи с этим по проекту не допускаются течи разъемных соединений на реакторе при его эксплуатации. СУЗ с "заглушкой" -. Узлы уплотнения патрубков СУЗ предназначены для механической фиксации приводов СУЗ на патрубке крышки реактора, герметизации разъемного соединения и обеспечения межпрокладочной полости для системы контроля протечек. Конструкция представлена на рис. Уплотнение состоит из основной и дублирующей прокладок. В базовом проекте (до модернизации) основная прокладка изготавливалась из никеля марки НП-2, а дублирующая из асбестовой набивки марки АП 5x5. После модернизации основная прокладка выполнена из расширенного графита РГ [], с армированием кольцами из нержавеющей стали, дублирующая прокладка из РГ с низкой исходной плотностью. Рис. Блок верхний реактора ВВЭР- Узлы уплотняются на срок службы 6 лет без переуплотнения. В течение этого срока реактор как минимум 6 раз выходит на номинальные параметры Р=МПа, Т=0°С и столько же раз расхолаживается для проведения плановой перегрузки топлива. Кроме этого возможны внеплановые остановы, что приводит к дополнительным циклам разогрева-расхолаживания. Узлы уплотнения патрубков КНИ и ТК предназначены для механической фиксации и герметизации фланцев, через которые осуществляется вывод датчиков внутриреакторного контроля. Конструкция представлена на рис. Геометрически узлы уплотнения патрубков КНИ, ТК со стороны патрубков идентичны узлам уплотнения приводов СУЗ, однако условия эксплуатации в части разогрева со стороны первого контура и охлаждения с внешней стороны существенно отличаются. Рис. К примеру, узлы приводов СУЗ имеют проточную часть с внутренней стороны, что приводит к конвективному теплообмену и стабильному температурному режиму, а узлы патрубков КНИ и ТК являются "глухими” с застойной зоной внутри узла, что приводит к дополнительным нагрузкам, связанным с неравномерным температурным полем. По условиям периодичности перегрузок топлива узлы уплотнения патрубков КНИ и ТК переуплотняются ежегодно.