Автореферат (Разработка методов расчетно-экспериментального обоснования сейсмической безопасности оборудования АЭС в натурных условиях)

3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы: На вводимых в эксплуатацию и действующих энергоблоках (ЭБ)российских атомных электростанций (АЭС) в соответствии с действующими нормативнымидокументамипроводитсярасчетно-экспериментальноеподтверждениесейсмостойкостиоборудования, важного для безопасности. Необходимость этих работ связана с резонанснымхарактером сейсмических воздействий и обусловлена тем, что сейсмические нагрузки наоборудование в значительной степени зависят от его динамических характеристик: собственныхчастот и декрементов колебаний, надежное определение которых возможно только по результатамдинамических испытаний в натурных условиях раскрепления и трубопроводной обвязкиоборудования.В связи со значительной трудоемкостью выполнения этих работ для многочисленногосостава важного для безопасности оборудования ЭБ АЭС, включающего 2 – 3 тысячи единицоборудования только первой категории сейсмостойкости, возникает актуальная задача поиска,определения и реализации возможностей снижения объемов и стоимости работ при сохранениитребуемого уровня достоверности и надежности оценки сейсмостойкости за счет повышенияэффективностирасчетно-экспериментальнойоценкисейсмостойкостиоборудованияииспользования результатов предшествующих проверок.Целью диссертационной работы является разработка методов повышения эффективностирасчетно-экспериментальной оценки сейсмостойкости оборудования АЭС в натурных условиях,направленных на снижение трудоемкости работ.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:1.

РазработатьметодывыбораоборудованияАЭС,подлежащегорасчетно-экспериментальному подтверждению сейсмостойкости.2. Разработать методы применения отечественной базы данных сейсмической квалификацииоборудования.3. Разработать условия применения методики оценки запаса сейсмостойкости на АЭСотечественных проектов.Научная новизна:1. По результатам натурных исследований на различных ЭБ АЭС установлены основные типыоборудования, имеющего низкие собственные частоты в резонансной области сейсмическихвоздействийиподлежащиеобязательномурасчетно-экспериментальномуподтверждениюсейсмостойкости.2. Разработаны критерии обоснованного сокращения перечня оборудования на этапе анализапроекта и натурных испытаний путем исключения из списка оборудования первой категориисейсмостойкости единиц, для которых проверка не является необходимой.3.

Обоснована возможность проведения исключений на основании данных о расположении,обвязке, назначении, массовых характеристиках каждой конкретной единицы оборудования, в томчисле с использованием предложенной методики предварительной аналитической оценки низшихсобственных частот колебаний системы оборудование – обвязка – опорные конструкции.4. Разработаны критерии и алгоритмы выбора типопредставителя(ей) из группы идентичныхединиц оборудования для проведения расчетного анализа на основании результатов испытаний поопределению собственных динамических характеристик.45.

На основании ранее разработанных критериев и методов обоснованного сокращениятрудоемкости расчетно-экспериментальной оценки сейсмостойкости оборудования АЭС и наоснове систематизации и обобщения результатов расчетно-экспериментальных обследованийопределены набор параметров для включения в базу данных сейсмической квалификации и ееструктура для оценки сейсмостойкости оборудования косвенными методами.6. Разработанамодифицированнаяметодикаоценкизапасасейсмостойкости,предусматривающая возможности обоснованного сокращения объемов работ, в том числеисключения расчетно-экспериментальной оценки, основанные на использовании отечественнойбазы сейсмической аттестации собственной разработки.Степень достоверности результатов исследований подтверждается:1. Применением современных методов постановки, проведения и обработки результатовисследованиясиспользованиемфизическихособенностейтехнологическихпроцессов,протекающих в РУ, конструкционных особенностей основного оборудования РУ и используемыхсредств измерений.2.

Применением математических и статистических методов исследований с использованиемсовременной вычислительной техники.3. Положительными результатами практического использования разработанных методов.Практическая значимость результатов работы:1. Сниженатрудоемкостьрасчетногоанализасейсмостойкостиоборудованияпутемприменения разработанных критериев выбора единицы для расчета из ряда идентичных или изсерии. Поскольку данные единицы представляют наибольшую опасность в условиях действиясейсмических нагрузок, подтверждение их сейсмостойкости гарантирует сейсмостойкостьостальных единиц группы, для которых расчеты проводить не требуется.2.

Показана возможность снижения трудоемкости расчетно-экспериментальной оценкисейсмостойкости оборудования АЭС за счет применения разработанной автором отечественнойбазы данных сейсмической квалификации оборудования.3. Определены возможности и разработаны условия снижения трудоемкости оценкисейсмостойкости оборудования АЭС за счет применения модифицированной методики оценкизапаса сейсмостойкости на АЭС отечественных проектов.Основные положения, выносимые на защиту:1. МетодывыбораоборудованияАЭС,подлежащегорасчетно-экспериментальномуподтверждению сейсмостойкости.2.

Разработка и методы применения отечественной базы данных сейсмической квалификацииоборудования.3. Разработка условий применения методики оценки запаса сейсмостойкости на АЭСотечественных проектов.Личный вклад автора в полученные результаты.Исследования, представленные в настоящей диссертации, выполнены лично соискателем впроцессе научно-исследовательской и практической деятельности. В работы, выполненные всоавторстве, автор внес определяющий вклад в части, относящейся к теме диссертации.Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались иобсуждались на 5-й МНТК молодых ученых и специалистов атомной отрасли "КОМАНДА-2013",5Санкт-Петербург, 2013 г., 9-й МНТК "Обеспечение безопасности на АЭС с ВВЭР", г. Подольск,ОКБ "Гидропресс", 2015 г., 17-й ежегодной конференции молодых специалистов по ядернымэнергетическим установкам, г. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2015 г., 22-й МНТК студентов иаспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика», Москва, 2016 г., 4-й МНТК «Ввод АЭС вэксплуатацию», Москва, ОАО «Атомтехэнерго», 2016г., а также на семинарах, заседаниях НТС исовещаниях в АО «Концерн «Росэнергоатом», ОАО «Атомэнергопроект», АО «Атомтехэнерго» ина различных АЭС в России.Публикации.

Основные результаты работы опубликованы в в 8-ми печатных работах, в томчисле 3-х публикациях в ведущих рецензируемых научно-технических журналах, а также в рядеотчетов о работах при вводе в эксплуатацию ЭБ АЭС с РУ ВВЭР-1000, ВВЭР-1200, БН-800, впрограммах и методиках испытаний при вводе в эксплуатацию ЭБ №№3,4 Ростовской АЭС, №4Белоярской АЭС, №6 Нововоронежской АЭС, №1 Ленинградской АЭС-2.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения исписка использованной литературы из 67-ми наименований. Общий объем диссертации составляет140 страниц, включая 48 рисунков и 14 таблиц.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, определена цель работы,изложено ее краткое содержание, приведены положения, составляющие научную новизну работы иявляющиеся предметом защиты.В первой главе приведен обзор предшествующих работ и нормативных документов попроблеме обоснования сейсмостойкости оборудования АЭС в натурных условиях.

Показананеобходимость экспериментального исследования собственных динамических характеристикответственного за безопасность оборудования для обеспечения его устойчивости к внешнимвоздействиям резонансного характера.Обсуждены действующие российские и международные нормативные требования кобоснованию сейсмостойкости, показана сложившаяся в настоящее время структурная схемаспециальнойнормативнойдокументации,регулирующейобеспечениесейсмостойкостиоборудования и систем АЭС и по сути предписывающей обязательную проверку сейсмостойкостиоборудования непосредственно на АЭС в реальных условиях монтажа, раскрепления и обвязки.Рассмотрены роль и место в этой структуре методики натурного подтверждения динамическиххарактеристик систем и элементов ЭБ АЭС, важных для безопасности, дополняющей действующуюнормативную базу в части методических требований к определению собственных динамическиххарактеристик и позволяющей на основе знания этих характеристик гарантировать адекватностьоценок сейсмостойкости.