Устойчивость оболочек твэлов • Для реакторов с водой под давлением

Устойчивость оболочек твэлов
Rср

РГ
Pт
• Для реакторов с
водой под
давлением
• Для реакторов с
газовым
охлаждением
• ВТГР с
цилиндрическими
твэлами
Критическое давление потери
устойчивости цилиндрических оболочек
Pкр
Pкр
  
E



2 R 
4( 1   )  ср 
  



2 R 
4( 1   )  ср 
Er
3
 пп 
P 
Rср
3
Er 

4 EEt
E  Et
Et = d/d — модуль упрочнения

2
Характеристики деформирования
Еt
0,2
пп
E
п=0,2%
общ
Модуль упрочнения при
кратковременном нагружении
пп 0,2
 пл  k
n

   k n
E
E
Et 
n 1
1  nkE
Модуль упрочнения при
длительном нагружении

   k n  Вt
E
Et 
E
1  nkE
n 1
 EBt
Напряжения выше предела текучести
Pкр 
 0 ,2 
Rc
Последовательность определения
критического давления
• Экспериментальные исследования
диаграмм деформирования и
ползучести в рабочих условиях.
• Обработка диаграмм, определение
значений k, n, E, B.
• Определение модуля упрочнения
• Определение критического давления
потери устойчивости
Схема нагружения реальной
оболочки
Рг
М
М
РТ
Критическая эллипсность
Уравнение радиальных прогибов UR() = Urocos(2)
M   Pкр RсрU R    

 m  
PRср


PRср

6 RсрU r 0 PPкр
Pкр  P  
2
6M
 2

  0 ,2
Для оболочки ВВЭР критическая эллипсность равна 0,48 мм
Потеря устойчивости при
длительном нагружении
 вi  
 нi  
 i 1   i 
Pi Rc р

Pi Rcр

 i
 i
2
6 Rcр
Pi Pкр
 2 ( Pкр  Pi )
2
6 Rср
Pi Pкр
 2 ( Pкр  Pi )
2
Rср
( Pкр  Pi )
3Pкр 
2
( нi  вi )t
Потеря устойчивости при
длительном нагружении
i = (Dimax – Dimin)/2R1ср
Зависимости скорости ползучести от напряжения: =В
4
 4 Rср

 i 1   i  1  4 Pi Bt 






Pну Tср  9 ,3  10  21 ФVT t
f
P t  
 P0 

Tну 
V
св

Изменение эллипсности
500
Разность диаметров оболочки, мкм
1
400
300
2
3
200
100
0
1
2
Время, годы
3
4
5
1 — оболочка из сплава 110, Р0= 0,1 МПа, =0,65 мм;
2 — оболочка из сплава 110, Р0= 2,0 МПа, = 0,65 мм;
3 — оболочка из сплава 635, Р0= 1,5 МПа, = 0,65 мм