Авторы
Перевезенцев В.В.
Организация
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Перевезенцев В.В. – профессор, доцент, доктор технических наук. Контакты: Контакты: 105005, Москва, 2-я Бауманская, 5, стр. 1; Тел.: (499) 263-60-73; (916) 181-53-70; e-mail:
Аннотация
Вибрационные процессы в ядерных реакторах в значительной степени определяют надежность оборудования и безопасность эксплуатации энергоблока в целом. Одними из наиболее важных механических систем, определяющих безаварийную работу реакторных установок (РУ) с ВВЭР, являются тепловыделяющие сборки (ТВС). Турбулентный поток теплоносителя инициирует и поддерживает механические колебания (вибрации) как отдельных твэлов, так и пучка твэлов в целом. Вибрации твэлов способствуют зарождению и развитию повреждений оболочек вплоть до образования сквозных дефектов с выходом радиоактивных продуктов деления в теплоноситель. Интенсивность вибраций определяются гидродинамическими нагрузками на обтекаемые поверхности и изгибной жесткостью пучка в целом или отдельных твэлов. Поэтому совершенствование конструктивных решений с позиций вибропрочности ТВС возможно при наличии количественной связи интенсивности вибраций с действующими гидродинамическими нагрузками и изгибной жесткостью конструкции. Гидродинамические нагрузки получены на основе многоточечных измерений пульсаций давления пьезорезистивными датчиками в двух сечениях по длине пучка твэлов. При этом уровни вибраций (прогибов пучка твэлов) одновременно измерялись в тех же сечениях с использованием пьезорезистивных двухкомпонентных виброакселерометров в составе измерительных каналов с интегрирующими усилителями. Для повышения вибропрочности пучка твэлов и конструкции ТВС необходимо и повышать изгибную жесткость, и снижать гидродинамические возмущения (пульсации давления) на входе в пучок твэлов. Изучение механизмов возбуждения вибраций твэлов, определение распределенных по их длине гидродинамических нагрузок позволят разработать конструктивные решения, направленные на снижение пульсаций давления на входе в ТВС ВВЭР с целью уменьшения интенсивности вибраций твэлов. Экспериментальные исследования вибраций пучков твэлов проведены на гидродинамическом стенде с использованием полномасштабного макета ТВС ВВЭР-440 второго поколения со свинцовыми имитаторами топливных таблеток. Получены обобщающие экспериментальные данные по безразмерным виброперемещениям пучка твэлов в зависимости от безразмерных гидродинамических нагрузок. Установленные соотношения использованы для количественных сравнительных оценок интенсивности вибраций пучков твэлов различных ТВС ВВЭР.
Ключевые слова
ТВС ВВЭР, твэлы, турбулентный поток теплоносителя, гидродинамическое возбуждение вибраций, пульсации давления, интенсивность вибраций твэлов
УДК 621.039.546.8
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 1, c. 194-201