Т. В. Пирогов1, О. В. Корольов2
1 ДП «Державний науково-інженерний центр систем контролю та аварійного реагування», просп. Героїв Сталінграда, 64/56, Київ, 04213, Україна
2 Одеський національний політехнічний університет, просп. Шевченка, 1, Одеса, 65044, Україна
DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.20.4.3
Анотація
У ході робіт з оцінки статичної міцності елементів фланцевих з’єднань Дн2130 та Дн2080 теплообмінників аварійного розхолоджування (ТОАР) 08.8111.335 СБ установлено, що існує перевищення допустимих значень напружень. Ці розрахунки статичної міцності виконано за допомогою методу скінченних елементів (МСЕ). Аналіз статичної міцності фланцевих з’єднань проводився з урахуванням проектних значень затягу шпильок, що дорівнюють 22 527 та 8 836 кгс відповідно. У той же час одним з основних призначень ТОАР реакторної установки (РУ) ВВЕР-1000 є робота під час аварійних ситуацій (АС). Аналіз АС РУ ВВЕР-1000 показав, що найбільші значення зміни параметрів робочих середовищ ТОАР відповідають АС «Режим великої течі: Двосторонній розрив ГЦТ». Виходячи з цього, розглядали термонапружений стан теплообмінників саме для цієї АС. Для визначення термонапруженого стану елементів ТОАР під час АС РУ виконували розрахунки міцності в нестаціонарній постановці завдання. Однією з граничних умов для цих розрахунків міцності є розподіл температур по товщині та довжині стінок елементів теплообмінника, що змінюється в часі. Для визначення даних граничних умов виконувалися числові теплогідравлічні розрахунки. Авторами статті вперше отримано результати розрахунків термонапруженого стану окремих елементів ТОАР для роботи під час АС РУ. Установлено, що елементи фланцевого з’єднання Дн2130 є одними з найбільш критичних елементів ТОАР. Для визначення термонапруженого стану елементів теплообмінників виконано аналітичні теплові, числові теплогідравлічні та міцнісні розрахунки за допомогою МСЕ. У результаті аналізу виконаних розрахунків міцності зроблено висновок про необхідність зниження значення затягу шпильок фланцевого з’єднання Дн2130 до 14 600 кгс для виконання умов безпечної експлуатації ТОАР під час АС РУ ВВЕР-1000.
Ключові слова: теплообмінник аварійного розхолоджування, термонапружений стан, розрахункове обґрунтування безпечної експлуатації, фланцеві з’єднання.
Список використаної літератури
1. Pyrohov T. V. Analysis of the static strength of the emergency-cooldown heat exchanger with the use of the design tightness value of flange-joint pins /
T. V. Pyrohov // Journal of Mechanical Engineering. — 2020. — Vol. 23, No. 3. — P. 37–45.
2. Analysis of accidents of the WWER-1000 reactor in which emergency cooling heat exchangers operate / T. Pyrohov, A. Korolev, V. Inyushev, V. Kurov // Technology audit and
production reserves. — 2020. — № 5/1(55). — P. 43–47.
3. Menter F. R. Eddy Viscosity Transport Equations and their Relation to k-ε the Model / F. R. Menter. — NASA Technical Memorandum, 1994.
4. Menter F. R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications / F. R. Menter // AIAA Journal. — 1994. — Vol. 32, № 8. — P. 1598–1605.
5. Белов И. А. Моделирование турбулентных течений: учебное пособие /
И. А. Белов. — Санкт-Петербург : БГТУ, 2001. — 107 с.
6. Флореа О. Расчеты по процессам и аппаратам химической технологии /
О. Флореа, О. Смигельский. — Москва : Химия, 1971. — 450 с.
7. Пирогов Т. В. Аналіз проектних розрахунків на міцність теплообмінника аварійного розхолоджування на відповідність вимогам діючих нормативних документів в атомній енергетиці / Т. В. Пирогов, В. В. Інюшев, В. О. Куров, А. С. Колядюк // Ядерна енергетика та довкілля. — 2020. — № 2 (17). — С. 30–38.
8. 08.8111.335 ИЭ. Теплообменник аварийного расхолаживания. Инструкция по эксплуатации. — Москва : ВНИИАМ, 1982. — 19 с.
9. 61409 РР1. Теплообменник аварийного расхолаживания. Расчет на прочность. — Москва : ВНИИАМ, 1982. — 70 с.
10. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчeта на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. — Москва : Энергоатомиздат, 1989. — 525 с.
11. 21.4.59.ОB.02.01. Отчет по анализу безопасности. Анализ проектных аварий. Адаптация. Итоговый отчет. — НАЭК «Энергоатом», 2010. — 1910 с.
Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.
Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.