Учет неопределенности в анализе прочности корпуса реактора ВВЭР при заводских гидроиспытаниях

  • Иван Алексеевич Никитченко
  • Юрий Борисович Воробьев
  • Алексей Вадимович Аванов
Ключевые слова: анализы неопределенности и чувствительности, корпус реактора, расчетные коды

Аннотация

Рассмотрена проблема применения методов анализов неопределенности и чувствительности к расчетам на прочность. Приведена информация об актуальности задачи для обеспечения надежного функционирования ядерных энергетических установок с водо-водяными реакторами. Во всех расчетных кодах содержатся неопределенности, источники которых: ошибки измерений и эмпирические модели. В ходе работы проанализированы следующие режимы нагружения: заводские гидроиспытания и сейсмическая нагрузка. Представлен анализ напряженных состояний и распределения пластических деформаций для данных режимов нагружения. Доказано, что наряду с распределением, близким по внешнему виду к нормальному, присутствуют экстремальные, сильно от него отличающиеся значения с характером выбросов с низкой вероятностью реализации. Выявлено, что ряд результирующих параметров могут иметь сильную вариативность в АН, и высокая вариативность совпадает с существенным относительным максимальным отклонением от референтных значений. Выполнен анализ чувствительности для данных режимов нагружения. Показано, что наиболее сильно влияют: коэффициент Пуассона, модуль Юнга и предел текучести, а также в расчетах на сейсмические воздействия по коэффициенту Пирсона — предел прочности. Полученные результаты могут быть актуальны для расчетов на хрупкое разрушение при больших сроках эксплуатации корпуса реактора в связи с накоплением дефектов в металле и изменении свойств материала корпуса при длительном влиянии флюенса нейтронов и высокой температуры.

Сведения об авторах

Иван Алексеевич Никитченко

аспирант кафедры атомных электрических станций НИУ «МЭИ», инженер-конструктор 3-й категории, АО «ЗиО-Подольск», e-mail: NikitchenkoIA@mpei.ru

Юрий Борисович Воробьев

кандидат технических наук., доцент кафедры атомных электрических станций НИУ «МЭИ», ведущий научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт», e-mail: VorobyevYB@mpei.ru

Алексей Вадимович Аванов

аспирант кафедры атомных электрических станций НИУ «МЭИ», инженер-конструктор 3-й категории, АО «ЗиО-Подольск», e-mail: AvanovAV@mpei.ru

Литература

1. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров. М.: Машиностроение-1, 2004.
2. Mathcad 15.0 [Офиц. сайт] https://www.mathcad.com/ (дата обращения 04.06.2023).
3. Воробьев Ю.Б., Кузнецов В.Д., Мансури М. Оценка влияния неопределённых факторов при анализе аварийных процессов на АЭС с ВВЭР-1000 // Теплоэнергетика. 2006. № 9. С. 16—21.
4. Мансури М. Анализ неопределенностей параметров при моделировании динамических процессов в контурах АЭС с ВВЭР: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2005.
5. Воробьев Ю.Б., Кузнецов В.Д. Использование современных интегральных кодов для управления безопасностью АЭС // Вестник МЭИ. 2001. № 5. С. 31—37.
6. Seunghyun Eem, In-Kil Choi, Sang Lyul Cha, Shinyoung Kwag. Seismic Response Correlation Coefficient for the Structures, Systems and Components of the Korean Nuclear Power Plant for Seismic Probabilistic Safety Assessment // Annals Nuclear Energy. 2021. V. 150(3). P. 107759.
7. Марков С.И. Сталь марок 15Х2НМФА, 15Х2НМФА-А и 15Х2НМФА класс 1 для корпуса реактора проекта ВВЭР–ТОИ // Тяжелое машиностроение. 2013. № 3. С. 2—5.
8. Хмельницкая АЭС. База данных по ЯППУ, 43-923.203.007.БД.02, ред. 1.
9. ПНАЭ Г-7-002—86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
10. ANSYS Mechanical Theory Guide. Release 14.0. Canonsburg: ANSYS Inc., 2014.
11. ГОСТ 59115.14—21. Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению корпуса водо-водяного энергетического реактора.
12. Семишкин В.П., Богачев А.В., Меркун А.В. Механизмы старения компонентов системы теплоносителя реактора РУ с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 // Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. Подольск: АО ОКБ «Гидропресс», 2017. С. 1—11.
13. Proskuryakov K.N. Scientific Basis for Modeling and Calculation of Acoustic Vibrations in the Nuclear Power Plant Coolant // J. Phys. Conf. Series. 2017. V. 891(1). P. 012182.
---
Для цитирования: Никитченко И.А., Воробьев Ю.Б., Аванов А.В. Учет неопределенности в анализе прочности корпуса реактора ВВЭР при заводских гидроиспытаниях // Вестник МЭИ. 2023. № 5. С. 129—137. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-5-129-137
Опубликован
2023-06-06
Раздел
Ядерные энергетические установки, топливный цикл, радиационная безопасность (технические науки) (2.4.9)