| 2014 №11 (01) | 2014 №11 (03) |
Автоматическая сварка № 11, 2014, с. 10-16
ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ВО ВНУТРИКОРПУСНОЙ ШАХТЕ РЕАКТОРА ВВЭР-1000 В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
О. В. МАХНЕНКО, Е. А. ВЕЛИКОИВАНЕНКО, И. В. МИРЗОВ
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Реферат
Выгородка реактора подвержена высоким дозам радиационного облучения, что при эксплуатации приводит к ее распуханию и формоизменению. Давление выгородки на шахту изнутри создает дополнительные напряжения в зоне контакта. Остаточные сварочные напряжения также могут существенно влиять на уровень напряженного состояния стенки шахты, что необходимо учитывать при оценке работоспособности внутрикорпусного устройства при продлении срока эксплуатации реактора ВВЭР-1000. Таким образом, актуальной задачей является оценка напряженного состояния во внутрикорпусной шахте в области ее контакта с выгородкой, особенно если место контакта совпадает с зоной сварного соединения. Целью настоящей работы является изучение напряженного состояния в зоне сварных швов внутрикорпусной шахты реактора ВВЭР-1000 в процессе эксплуатации с учетом радиационного распухания и контактного взаимодействия выгородки и шахты. Задача решена методом конечных элементов в двухмерной постановке с применением современных математических моделей радиационного распухания и изменения механических свойств стали 08Х18Н10Т. Расчеты показывают, что влияние одних лишь температурных деформаций не вызывает высоких напряжений в стенке шахты. Степень перераспределения напряжений в стенке шахты за счет радиационного распухания зависит от остаточных сварочных напряжений. Наибольший вклад в напряженное состояние стенки внутрикорпусной шахты за 60 лет эксплуатации дают окружные и осевые напряжения, обусловленные контактным взаимодействием шахты с выгородкой. Напряжения в сварных швах внутрикорпусной шахты в конце продленного срока эксплуатации (60 лет) близки к значениям предела текучести облученного материала. Остаточные сварочные напряжения могут существенно влиять на уровень напряженного состояния стенки шахты, что следует учитывать при оценке работоспособности внутрикорпусного устройства при продлении срока эксплуатации реактора ВВЭР-1000. Библиогр. 4, табл. 2, рис. 9.
Ключевые слова: внутрикорпусная шахта, реактор ВВЭР-1000, внутрикорпусное устройство, остаточные сварочные напряжения, радиационное облучение, 08Х18Н10Т, продление ресурса
Поступила в редакцию 13.02.2014
Подписано в печать 22.10.2014
1. Махненко О. В., Мирзов И. В. Исследование напряженно-деформированного состояния сварных конструкций из аустенитной стали в условиях радиационного облучения // Автомат. сварка. – 2013. – № 1. – С. 7–12.
2. Сварные конструкции из аустенитной стали типа 10Х18Н10Т в условиях радиационного распухания / В. И . Махненко, О. В. Махненко, С. С. Козлитина и др. // Там же. – 2012. – № 2. – С. 7–12.
3. Влияние нейтронного облучения на механические свойства материалов внутрикорпусных устройств реакторов типа ВВЭР / А. А. Сорокин, Б. З. Марголин, И. П. Курсевич и др. // Вопр. материаловедения. – 2011. – № 2. – С. 131–151.
4. Марголин Б. З., Мурашова А. И., Неустроев В. С. Анализ влияния вида напряженного состояния на радиационное распухание и радиационную ползучесть аустенитных сталей // Пробл. прочности. – 2012. – № 3. – С. 5–24.