Детальная информация

Актуальность данной темы обусловлена стремительным внедрением маневренных энергоблоков с реакторами ВВЭР-1200 в энергосистемы зарубежных стран, а также может появиться необходимость внедрения маневренных блоков в отечественную энергосистему, появилась необходимость в анализе состояния стенки твэла в ходе маневра. Целью работы является получение и анализ динамического поля температур и напряжений оболочки твэла реактора ВВЭР-1200 в ходе суточного маневра мощности. Задачи работы: анализ данных маневренных испытаний энергоблока No1 ЛАЭС-2, теплогидравлическое моделирование твэла в расчётном коде КОРСАР, конечно-элементный тепловой и прочностной анализ оболочки в ANSYS. Результаты работы: 1) Получено распределение температуры по сечению и длине твэла для каждого момента времени маневра. 2) Определены эквивалентные напряжения и деформации оболочки, выявлены участки их максимальных значений. 3) Выполнена оценка возможности возникновения контакта топливо-оболочка и влияния гелиевого зазора на уровень напряжений. Результаты работы позволяют уточнить поведение оболочки твэла в переходных режимах и выявить наиболее опасные участки маневра, что важно для оценки эксплуатационной надёжности топливной кампании ВВЭР-1200 и формирования рекомендаций по безопасному маневрированию мощности.

The relevance of this topic is determined by the rapid deployment of maneuverable power units with VVER-1200 reactors in foreign power systems, as well as by the potential need to introduce maneuverable units into the domestic power system. This creates the necessity to analyze the state of the fuel rod cladding during power maneuvering. The objective of the work is to obtain and analyze the dynamic temperature and stress fields of the VVER-1200 fuel rod cladding during a daily power maneuver. The tasks of the work include the analysis of maneuvering test data of Unit N. 1 of Leningrad NPP-2, thermo-hydraulic modeling of the fuel rod using the KORSAR computational code, and finite-element thermal and structural analysis of the cladding in ANSYS. Results of the work: 1) The temperature distribution over the cross-section and along the length of the fuel rod was obtained for each time moment of the maneuver. 2) Equivalent stresses and deformations of the cladding were determined, and regions of their maximum values were identified. 3) An assessment of the possibility of fuel–cladding contact and the influence of the helium gap on stress levels was performed. The results of the work make it possible to refine the behavior of the fuel rod cladding under transient operating conditions and to identify the most critical stages of the maneuver, which is important for assessing the operational reliability of the VVER-1200 fuel campaign and for developing recommendations for safe power maneuvering.

• ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. Теоретически данные
  • 1.1. Описание объекта исследования
  • 1.2. Маневрирование мощности атомных энергоблоков
  • 1.3. Механизмы изменения мощности реактора
    • 1.3.1. Регулирующие стержни системы управления и защиты
  • 1.3.2. Борное регулирование
  • 1.3.3. Температурные обратные связи
  • 1.4. Аксиальный офсет
• ГЛАВА 2. Исходные данные и методика расчета
  • 2.1. Описание объекта исследования
  • 2.2. Программа БИПР-7А «Имитатор реактора»
  • 2.3. Выбор начальных данных
• ГЛАВА 3 Моделирование задачи
  • 3.1. РК КОРСАР
  • 3.2 Нодализационная схема модели
  • 3.3. Геометрические характеристики, и физические свойства материалов
  • 3.5 Проверка возможности контакта топливо-оболочка
  • 3.6. Программный код ANSYS, описание используемых блоков.
  • 3.7. Моделирование задачи ANSYS
  • 3.7.1 Геометрия и свойства материала
  • 3.7.2 Граничные условия для теплогидравлической задачи
  • 3.7.3 Граничные условия для расчета напряженно-деформированного состояния.
• ГЛАВА 4 Полученные результаты
  • 4.1 Анализ температурных полей в ходе манёвра мощности
  • 4.2. Результаты расчета РК Корсар
  • 4.3. Верификация полученных данных
  • 4.4. Результаты работы ANSYS.
  • 4.4.1. Результаты решения теплогидравлической задачи.
  • 4.4.2 Результаты решения механической задачи
• ГЛАВА 5. Анализ полученных результатов
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1