Аналіз статичної міцності теплообмінника аварійного розхолоджування з використанням проектного значення затягу шпильок фланцевих з’єднань
Ключові слова:
теплообмінник аварійного розхолоджування, продовження терміну експлуатації, розрахункове обґрунтування безпечної експлуатації, оцінка технічного стану, термонапружений стан теплообмінника, метод скінченних елементівАнотація
Аналіз проектного розрахунку міцності теплообмінника аварійного розхолоджування 08.8111.335 СБ (ТОАР) виявив низку відхилень від вимог чинних нормативних документів України в атомній енергетиці, зокрема, до них належить відсутність відомостей щодо розрахунку статичної міцності елементів фланцевих з’єднань теплообмінника та перевищення значень допустимих напружень у шпильках. У цій статті описано математичну модель розрахунку термонапруженого стану ТОАР, за допомогою якої виконано моделювання його роботи в умовах нормальної експлуатації. З використанням описаних рівнянь тривимірної теорії пружності виконано ряд комп’ютерних розрахунків процесів деформування розглянутого теплообмінника. Такі розрахунки проведені з метою аналізу міцності ТОАР та його елементів фланцевих з’єднань, зокрема, та виконані з використанням методу скінченних елементів. Наведено результати розрахунків статичної міцності ТОАР, виконаних з використанням загальної скінченноелементної моделі теплообмінника, що включає усі основні його елементи. Додатково розроблено окремі скінченноелементні моделі елементів фланцевих з’єднань Дн2130 та Дн2080 ТОАР, на основі яких виконано розрахунки їх статичної міцності. В результаті проведених розрахунків міцності основних елементів ТОАР зроблено висновок, що діючі напруження за розглянутими групами категорій наведених напружень в розрахункових зонах конструкції теплообмінника не перевищують допустимих значень, відповідно, умови статичної міцності виконуються. Враховуючи симетрію фланцевих з’єднань теплообмінника, для їх розрахунку на статичну міцність використовувались скінченноелементні моделі напівперіоду одного болтового зчеплення. Основними граничними умовами для всіх розрахунків були: сила затягнення шпильок, тиск та температура робочого середовища. Розрахунок статичної міцності елементів фланцевих з’єднань Дн2130 та Дн2080, з використанням проектного значення сили попереднього затягнення шпильок, показав, що умови статичної міцності не виконуються для розглянутих груп категорій наведених напруженьПосилання
(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).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Tymofii V. Pyrohov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
