Постановка задачи в обоснование возбуждения колебаний твэлов при наличии винтообразного вихря

16.09.2020 2020 - №03 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

В.В. Шипилов Е.Ф. Авдеев

https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.10

Представлена попытка теоретического обоснования колебаний твэлов в ТВС, приводящих к разрушению дистанционирующих решеток и поломкам твэлов в местах заделки, а также истиранию твэлов на периодических расстояниях.

Использованы опытные данные, полученные при организации вокруг стержня винтообразного вихревого шнура. Найдено теоретическое выражение поперечной мощности, полученное на основании рассмотрения взаимодействия инерционных волн и винтообразного вихря. Приведены расчёты разнонаправленных по длине стержня сил, вызывающих его колебание. Величина сил найдена из опытных данных и по теоретической формуле. Причем значения найденных величин по теоретической формуле и опытные данные оказались очень близки друг к другу.

Указана возможная опасность применения дистанционирующих решеток с дефлекторами, которые закручивают поток вокруг твэла, а это как раз и способствует истиранию и поломкам твэлов. Их ресурсные испытания проводились на воздухе, в то время как в формулу для перечной мощности входит плотность. Также опасения вызывает применение расходомеров ШАДР в технологических каналах РБМК. Продолжение данной работы подразумевает определение амплитуды колебаний стержня, возникающего максимального напряжения в стержне и сравнение его с допустимым напряжением на излом, а также решение уравнения колебаний при силе найденной природы.

Ссылки

1. Фомичев М.С. Экспериментальная гидродинамика ЯЭУ. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 248с.
2. Микляев И.А. Колебательные процессы при течениях в каналах со сложным поперечным сечением. Дисс. на соиск. уч. ст. к.ф.-м.н. – М.: МФТИ, 2001. – 92 с.
3. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 352 с.
4. Кириллов П.Л., Бобков В.П., Жуков А.В., Юрьев Ю.С. Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике. – М.: Атомэнергоиздат, 2010. – 770 c.
5. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). – М.: Атомэнергоиздат, 1990. – 360 c.
6. Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках. – М.: Энергоатомиздат, 2000. – 456 с.
7. Аугутис Ю., Алзбутас Р., Матузас В. Управление надежностью системы измерения расхода теплоносителя ШАДР-32М в реакторе РБМК-1500. // Энергетика. – 2002. – № 4. – С. 27-32.
8. Перегуда А. И. Надёжность системы измерения расхода теплоносителя РБМК-1000. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 3. – С. 148-159. DOI: 10.26583/npe.2018.3.13 .
9. Проскуряков К.Н., Аникеев А.В., Афшар Е., Писарева Д.А. Использование CFD-модели реактора ВВЭР-1200 для прогнозирования колебаний тепловыделяющих сборок. // Глобальная ядерная безопасность. Эксплуатация ядерных объектов. – 2019. – № 4. – C. 62-70. DOI: 10.26583/gns-2019-04-07 .
10. Денисов В.П., Драгунов Е.Г. Реакторные установки ВВЭР для атомных станций. – М.:ИздАТ, 2002. – 480 с.
11. Перевезенцев В.В. Спектральные характеристики пульсации давления и гидродинамических нагрузок на пучки твэлов в турбулентном потоке теплоносителя в ТВС ВВЭР. // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2019. – № 7. – C. 46-53. DOI: 10.1134/s0235711919070083
12. Субботин В.И., Ибрагимов М.Х., Ушаков П.А. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках. – М.: Атомиздат, 1975. – 408 с.
13. Перегуда А.И., Белозеров В.И. Прогнозирование надежности датчиков расхода теплоносителя ШАДР-32М. // Известия вузов. Ядерная энергетика, – 2017. – № 1. – C. 51-62. DOI: 10.26583/npe.2017.1.05 .
14. Капур С., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. – М.: Мир, 1980. – 598 с.
15. Троянов В.М., Лихачёв Ю.И., Фоломеев В.И. Метод расчета продольно-поперечного изгиба бесчехловой ТВС ВВЭР-1000 при эксплуатационных нагрузках. // Известия вузов.Ядерная энергетика. – 2002. – № 2. – С. 44-54.
16. Субботин В.И., Ушаков П.А., Габрианович Б.Н., Таланов В.Д., Свириденко И.П. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление в плотноупакованных коридорных пучках стержней. // Атомная энергия. – 1962. – Т. 13. – Вып. 2. – С. 162-169.
17. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. – М.: Энергия, 1967. – 412 с.
18. Аин Е.М., Пучков П.И. Гидравлическое сопротивление тесных продольно обтекаемых пучков гладких стержней. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 1996. – № 8. – С. 129.

винтообразный вихревой шнур износ стержня вектор угловой скорости вектор инерционных волн период и частота колебаний амплитуда колебаний давления поперечная мощность

Ссылка для цитирования статьи: Шипилов В.В., Авдеев Е.Ф. Постановка задачи в обоснование возбуждения колебаний твэлов при наличии винтообразного вихря. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 3. – С. 102-107. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.10 .