| 2025 №03 (01) |
DOI of Article 10.37434/tdnk2025.03.02 |
2025 №03 (03) |
Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2025, №3, стор. 15-23
Особливості напруженого стану зварних поглинаючих стрижнів системи управління та захисту ВВЕР-1000 в процесі монтажу та подальшої експлуатації
О.С. Міленін, О.А. Великоіваненко, Г.П. Розинка, О.О. Махненко
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: asmilenin@ukr.netСистема управління та захисту (СУЗ) з поглинаючими елементами (ПЕЛ СУЗ) відіграють ключову роль у стабільній та безпечній роботі ядерного реактора ВВЕР-1000, забезпечуючи контроль потужності та аварійну зупинку. Надійність ПЕЛ СУЗ безпосередньо залежить від цілісності оболонкових елементів поглинаючих стрижнів (ПС), які піддаються впливу монтажного зварювання та експлуатаційних навантажень. Важливою характеристикою надійності такого типу конструкцій є напружений стан на різних етапах монтажу та експлуатації. Дослідження зосереджено на аналізі напружено-деформованого стану оболонкових елементів ПС, що зумовлений технологічним етапом монтажного зварювання та експлуатаційного навантаження. Шляхом чисельного моделювання термодеформаційних процесів показано, що геометричні особливості конструкції зумовлюють принципову різницю в розподілі напружень, а саме формування двовісного напруженого стану в області зварювання конуса з оболонкою ПС і тривісного напруженого стану в зоні з’єднання наконечника з оболонкою ПС. Показано, що під час аварійної зупинки реактора та його охолодження до кімнатної температури відбувається суттєве зниження зовнішнього тиску теплоносія та різке зростання максимальних напружень у стінці оболонки ПС, що є показником підвищеної схильності до втрати цілісності. Бібліогр. 15, табл. 1, рис. 8.
Ключові слова: ядерний реактор, ВВЕР-1000, ПЕЛ СУЗ, поглинаючи стрижні, зварні оболонки, напружений стан, математичне моделювання
Отримано 10.06.25
Отримано у переглянутому вигляді 24.07.25
Прийнято 29.08.25
Список літератури
1. Misak, J. (2024) History, specific design features, and evolution of WWER reactors. Nuclear Power Reactor Designs: From History to Advances, 2024, 57–91. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99880-2.00004-72. Pyrohov, T., Korolev, A., Inyushev, V., Kurov, V. (2020) Analysis of accidents of the WWER-1000 reactor in which emergency cooling heat exchangers operate. Technology Audit and Production Reserves, 5(55), 43–47. DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.213227
3. (2013) Guidelines for integrity and lifetime assessment of components and piping in WWER nuclear power plants (VERLIFE). Vienna, Int. At. Energy Agency.
4. ПНАЭ Г-7-002-86. Норми розрахунку на міцність обладнання та трубопроводів атомних енергетичних установок.
5. API 579-1/ASME FFS-1. Fitness-For-Service (2016) Washington: American Petroleum Institute, American Society of Mechanical Engineers.
6. Lemaitre, J., Desmorat, R. (2005) Engineering damage mechanics. Ductile, creep, fatigue and brittle failures. Berlin, Springer-Verlag.
7. Amsterdam, E., Grooteman, F. (2016) The influence of stress state on the exponent in the power law equation of fatigue crack growth. Int. J. Fatigue, 82(3), 572–578. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2015.09.013
8. Dormieux, L., Kondo, D. (2016) Micromechanics of fracture and damage. Vol. 1. London: ISTE Ltd.
9. (1967) Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. Справочник. Под ред. Неймарк Б.Е. Москва, Энергия.
10. Куштим А.В., Зігунов В.В. Грицина В.М. та ін. (2023) Характеристики зварних з’єднань поглинаючих елементів зі сплаву 42ХНМ для стрижнів системи управління та захисту ВВЕР-1000. Ядерна та радіаційна безпека, 4(100), 38–48. DOI: https://doi.org/10.32918/nrs.2023.4(100).04
11. Risovani, V.D., Zakharov, A.Z., Muraleva, E.M., Kosenkov, V.M., Latypov, R.N. (2019) Dysprosium hafnate as absorbing material for control rods. J. of Nuclear Materials, 355(1–3), 163–170. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2006.05.029
12. Karkhin, V.A. (2019) Thermal processes in welding. Singapore, Springer Singapore.
13. Velikoivanenko, E.A., Milenin, A.S., Rozynka, G.F. et al. (2019) Prediction of susceptibility of welded joints of titan γ-aluminide based alloy to cold cracking in electron-beam welding. Tekhnologicheskie Sistemy, 3, 73-80. DOI: https://dx.doi.org/10.29010/88.9
14. Velikoivanenko, Е.A., Milenin, A.S., Popov, A.V., Sidoruk, V.A., Khimich, A.N. (2019) Methods of numerical forecasting of the working performance of welded structures on computers of hybrid architecture. Cybernetics and Systems Analysis, 55(1), 117–127. DOI: https://doi.org/10.1007/s10559-019-00117-8
15. Махненко В.И. (2006) Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Киев, Наукова думка.
Реклама в цьому номері:
