Расчетное моделирование процессов накопления повреждений корпуса коллектора парогенератора ПГВ-1000 в вероятностной постановке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, кандидат наук Алексеев, Петр Викторович

• Алексеев, Петр Викторович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Алексеев, Петр Викторович

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор методик моделирования повреждаемости конструкционных материалов ...4

1.1 Основные факторы, влияющие на процесс разрушения коллектора парогенератора ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 в процессе эксплуатации...................4

1.1.1. Общие сведения о причинах повреждения конструкции.................4

1.1.2. Механизмы зарождения и развития трещин в коллекторах парогенераторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200..................................................5

1.2. Модели разрушения конструкционных материалов.......................................8

1.2.1. Общие подходы к моделированию процессов разрушения.............8

1.2.2. Полуэмпирические модели.................................................................11

1.2.3.Структурные модели...........................................................................32

2. Методика расчета вероятности разрушения коллектора парогенератора и описание программного средства МАВР-4.1..................................................................57

2.1. Общие положения............................................................................................57

2.2.Моделирование исходной дефектности материала с учетом пропуска дефектов при НК......................................................................................................59

2.3. Моделирование накопления повреждений....................................................64

2.4. Моделирование докритического роста дефектов..........................................79

2.5. Вычисление вероятности течи........................................................................89

2.6. Определение функции распределения критических размеров дефектов для разных механизмов разрушения.........................................................................108

2.6.1 хрупкое разрушение...........................................................................108

2.6.2. Хрупко-вязкое разрушение..............................................................114

2.6.3. Вязкое разрушение (пластический шарнир)...................................117

2.7. Расчет поправочного коэффициента для учета влияния перфорации на вязкость разрушения.............................................................................................120

2.8. Расчет эквивалентного диаметра течи..........................................................123

2.9. Структура программного средства МАВР-4.1............................................125

3. Анализ влияния неопределенности исходных данных на вероятность возникновения течи корпуса коллектора парогенератора..........................................130

3.1. Цели исследований........................................................................................130

3.2. Описание исходных данных.........................................................................130

3.3. Влияние начальной дефектности материала на вероятность возникновения течи........................................................................................................................136

3.4. Влияние параметров докритического подроста трещин на вероятность возникновения течи..............................................................................................140

3.5. Влияние критических свойств материала на вероятность возникновения течи.........................................................................................................................144

3.6. Влияние напряжений на вероятность возникновения течи.......................150

3.7. Определение неопределенности исходных данных....................................153

4. Верификация программного средства......................................................................155

4.1 .демонстрация правильной работы блоков программы................................156

4.2 сопоставление расчетных и экспериментальных данных о выходе из строя коллекторов ПГ по причине течеобразования....................................................158

4.3. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных о глушении теплообменных трубок........................................................................................160

4.4. Неопределенность исходных данных...........................................................161

5. Применение МАВР-4.1 для практического обоснования надежности..................162

Заключение......................................................................................................................167

Литература.......................................................................................................................168

Заключение диссертации по теме «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», Алексеев, Петр Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

• Разработана вероятностная методика моделирования повреждаемости коллектора ПГ, состоящая из моделирования начальной дефектности, зарождения новых трещин, докритический подрост, а также критическое развитие дефектов в процессе эксплуатации. Данная методика отвечает требованиям современных руководящих документов.

• На основании разработанной методики создан программный комплекс МАВР-4.1, служащий для расчета вероятности возникновения течей корпуса коллектора на разных этапах эксплуатации РУ.

• Проведено исследование и получены сведения о влиянии неопределенности основных исходных данных на вероятность возникновения течи теплоносителя первого контура.

• Оценена общая погрешность программного средства.

• Проведены верификационные исследования ПК МАВР-4.1 и доказана достоверность результатов моделирования повреждаемости.

• ПК МАВР-4.1 испытан при практических расчетах: обоснована степень надежности коллектора парогенератора ПГВ-1000МКП в рамках проекта ВВЭР-ТОИ, отвечающая требованиям руководящих документов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алексеев, Петр Викторович, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Стеколышков В.В., Титов В.Ф. Причины повреждения коллекторов теплоносителя и меры повышения надежности парогенераторов ПГВ-1000. — Атомная Энергия, 1991, т.71, вып.4, с. 312-320.

2. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. ПНАЭ Г-7-002-86. М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Аркадов Г.В., Гетман А.Ф., Родионов А.Н. Надежность оборудования и трубопроводов АЭС и оптимизация их жизненного цикла (вероятностные методы). — М.: Энергоатомиздат, 2010. 424 с.

4. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1982. 351 с.

5. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1965. 279 с.

6. Arkadov G.V., Getman A.F., Usanov A.I. Tecnologies of maintenance of a resource and safety the equipment and pipelines of the atomic power station during their operation. USA, Florida, Orlando, 16 International Conference on Nuclear Engineering, May 11-15, 2008.

7. Мухин О.И. Моделирование систем: учебное пособие. Пермь: РЦИ ПГТУ, 1994.

8. Ермаков С.М. Методы Монте-Карло и смежные вопросы. М.: Наука, 1971.

9. Тутнова A.B. Методика расчета вероятности разрушения трубопроводов и сосудов давления. Вопросы атомной науки и техники. Серия: материаловедение и новые материалы, 1990, вып.1(35), с.13-30.

10. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. 312 с.

11. Болотин В. В. К теории замедленного разрушения. - Изв. АН СССР. МТТ, 1981, №1. с. 137-146.

12. Болотин В. В. Распределение времен до разрушения при случайных нагрузках. — Журнал прикладной механики и технической физики, 1980, №5, с. 149-158.

13. Панасюк В. В., Андрейкив А. Е., Ковчик С. Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наукова думка, 1977. 277 с.

14. Руководство по расчету на прочность оборудования и трубопроводов реакторных установок РБМК и ВВЭР на стадии эксплуатации. РД ЭО 0330-01. Москва, 2001.

15. Эрдоган Ф. Теория распространения трещин. - В кн.: Разрушение: Пер. с англ./ Под ред. Г. Либовица. М.: Мир, 1975, т. 2, с. 521-615.

16. Объединенная модель разрушения композитных материалов при длительно действующих нагрузках. - Механика композитных материалов, 1981, №3, с. 405-420.

17. Партой В. 3., Морозов Е. М. Механика упруго-пластического разрушения. М.: Наука, 1974. 416 с.

18. Методика расчета на сопротивление хрупкому разрушению корпусов реакторов АЭС с ВВЭР-1000 при эксплуатации (МРКР-СХР-2012)

19. Основные требования при обосновании прочности и рерурса оборудования и трубопроводов АЭС. М.: 2013.

20. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций ОПБ - 88/97. НП-001-97.

21. Киселев А-др С., Киселев Ал-й С., Даничев В.В. Аннотация программы 1ШЖ-1. - Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Физика ядерных реакторов, 1999, вып.1, с. 109-113.

22. Методические рекомендации МР 125-02-95. Правила составления расчетных схем и определения параметров нагруженности элементов конструкций с выявленными дефектами. М.: НПО "ЦНИИТМАШ", НИКИЭТ, 1995, 52 с.

23. Г.П.Черепанов. Механика хрупкого разрушения. - М.: Наука, 1974, 640 с.

24. Комплексное исследование физико-механических и коррозионных свойств, структуры и механизмов разрушения материала коллектора 2ПГ-1 блока №2 ЮУ АЭС, Отчет ЦНИИКМ «Прометей», инв. № 644 дсп, 1989

25. Изучение особенностей повреждения коллектора парогенератора ПГ-4 первого блока ЗАЭС и служебных свойств его материала. Отчет о НИР. № 5814 ДСП, ФЭИ,

26. Результаты работ по исследованию причин повреждений «холодных» коллекторов теплоносителя парогенераторов ПГВ-1000, ПГВ-1000М, разработке и внедрению мероприятий по повышению их эксплуатационной надежности и ресурса. Доклад ОКБ «Гидропресс, 1992

27. Методические подходы к оценке влияния перфорации на трещиностойкость корпуса коллектора парогенератора. Отчет РНЦ «Курчатовский институт», Инв. № 180.1/029-07. 2007. Исполнители: A.A. Тутнов, О.Д. Лоскутов.

28. Разрушение. Под ред. Либовица, т.5, Мир, 1974, 540 с.

29. Добров М.В., Киселев В.А. Применение Программы «fracture» для расчета предельных состояний и параметров трещины в трубопроводах и сосудах давления с использованием инженерных методов механики разрушения. Верификационный отчет ИЦП № 23.6091, Москва 1998

30.(!!!!) ВЕРИФИКАЦИОННЫЙ ОТЧЕТ

31. Определение на основе данных проекта АЭС-2006 вероятности возникновения течей с эквивалентным диаметром более Ду 43 в перфорированной зоне коллектора парогенератора. Отчет НИЦ "Курчатовский институт", Инв. № 32/1-51-311. 2011. Исполнители: А. А. Тутнов, О. Д. Лоскутов и др.