Анализ статической прочности теплообменника аварийного расхолаживания с использованием проектного значения затяга шпилек фланцевых соединений
Ключевые слова:
теплообменник аварийного расхолаживания, продление срока эксплуатации, расчетное обоснование безопасной эксплуатации, оценка технического состояния, термонапряженное состояние теплообменника, метод конечных элементовАннотация
Анализ проектного расчета прочности теплообменника аварийного расхолаживания 08.8111.335 СБ (ТОАР) выявил ряд отклонений от требований действующих нормативных документов Украины в атомной энергетике, в частности, к ним относится отсутствие сведений по расчету статической прочности элементов фланцевых соединений теплообменника и превышение значений допустимых напряжений в шпильках. В данной статье описана математическая модель расчета термонапряженного состояния ТОАР, которая использовалась для моделирования его работы в условиях нормальной эксплуатации. С использованием описанных уравнений трехмерной теории упругости выполнен ряд компьютерных расчетов процессов деформирования рассматриваемого теплообменника. Данные расчеты проведены с целью анализа прочности ТОАР и его элементов фланцевых соединений в частности, а также выполнены с использованием метода конечных элементов. Приведены результаты расчетов статической прочности ТОАР, выполненных с использованием общей конечноэлементной модели теплообменника, включающий все основные его элементы. Дополнительно разработаны отдельные конечноэлементные модели элементов фланцевых соединений Дн2130 и Дн2080 ТОАР, на основе которых выполнены расчеты их статической прочности. В результате проведенных расчетов прочности основных элементов ТОАР сделан вывод, что действующие напряжения по рассмотренным группам категорий приведенных напряжений в расчетных зонах конструкции теплообменника не превышают допустимых значений, соответственно – условия статической прочности выполняются. Учитывая симметрию фланцевых соединений теплообменника, для их расчета на статическую прочность использовались конечноэлементные модели полупериода одного болтового сцепления. Основными граничными условиями для всех расчетов были: сила затяга шпилек, давление и температура рабочей среды. Расчет статической прочности элементов фланцевого соединения Дн2130 и Дн2080, с использованием проектного значения силы предварительного затяга шпилек, показал, что условия статической прочности не выполняются для рассматриваемых групп категорий приведенных напряженийБиблиографические ссылки
(2004). NP 306.2.099-2004 Zahalni vymohy do prodovzhennia ekspluatatsii enerhoblokiv AES u ponadproektnyi strok za rezultatamy zdiisnennia periodychnoi pereotsinky bezpeky [General requirements for continuation of operation of NPP power units beyond the design period based on the results of periodic safety reassessment]. Kyiv: State Committee for Nuclear Regulation ofUkraine, 16 p. (in Ukrainian).
(2010). PL-D.0.03.126-10. Polozheniye o poryadke prodleniya sroka ekspluatatsii oborudovaniya sistem, vazhnykh dlya bezopasnosti [Regulation on the procedure for extending the life of equipment of systems important to safety]. Kyiv: State Committee for Nuclear Regulation ofUkraine, 34 p. (in Russian).
Pyrohov, T. V., Iniushev, V. V., Kurov, V. O., & Koliadiuk, A. S. (2020). Analiz proektnykh rozrakhunkiv na mitsnist teploobminnyka avariinoho rozkholodzhuvannia na vidpovidnist vymoham diiuchykh normatyvnykh dokumentiv v atomnii enerhetytsi [Analysis of design calculations for the strength of the emergency cooldown heat exchanger for compliance with the requirements of current regulations in nuclear energy]. Yaderna enerhetyka ta dovkillia – Nuclear power and the environment, no. 2 (17), pp. 30–38 (in Ukrainian). https://doi.org/10.31717/2311-8253.20.2.4.
Malygina, Yu. V., Kovalev, A. V., & Semykina, T. D. (2016). Teoriya uprugosti [Theory of elasticity]. Voronezh:VoronezhStateUniversity Publishing House, 25 p. (in Russian).
Zienkiewicz, O. C. (1971). The finite element method in engineering science.London: McGraw –Hill.
(1987). PNAE G-7-002-86. Normy rascheta na prochnost oborudovaniya i truboprovodov atomnykh energeticheskikh ustanovok [Rules and regulations in the nuclear power industry PNAE G-7-002-86. Standards for strength calculation of equipment and pipelines of nuclear power plants]. USSR State Committee for Supervision of the Safety of Work in Industry and Atomic Energy. Moscow: Energoatomizdat, 525 p. (in Russian).
(1982). 61409 RRI. Teploobmennik avariynogo raskholazhivaniya. Raschet na prochnost [Emergency cooling down heat exchanger. Strength calculation]. Moscow: All-Union Research and Design Institute of Nuclear Power Engineering, 70 p. (in Russian).
(1982). 08.8111.335 IE. Teploobmennik avariynogo raskholazhivaniya [Emergency cooldown heat exchanger]: User's manual. Moscow: All-Union Research and Design Institute of Nuclear Power Engineering, 19 p. (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2020 Tymofii V. Pyrohov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
