Диссертация (1026034), страница 18
Текст из файла (страница 18)
5.24 и5.25.139Рис. 5.26.Максимальные по модулю значения напряжений в твэлах во времени, МПаРис. 5.27.Максимальные по модулю значения напряжений в НК во времени, МПа140На Рис. 5.26 и 5.27 максимальные значения напряжений определяются извсех значений напряжений по длине твэла и НК. Цвет линии на Рис. 5.26 и 5.27определяет номера твэлов и НК в ТВС, в соответствии с рисунками 5.24 и 5.25.Анализ рисунков 5.26 и 5.27 показывает, что в целом, в связи спроскальзыванием твэлов происходит перераспределение напряжений изтвэлов в НК: в твэлах напряжение снижается – в НК напряжениеувеличивается. Неравномерность распределения напряжений в твэлах и НКсвидетельствует об изгибе ТВС.
Из графиков напряжений для каждого твэла(Рис. 5.26) также можно выделить конкретные участки, где происходитизменение напряжений вследствие проскальзывания.Вместе с этим, отличие в направлении напряжений: для твэлов – сжатие,для НК – растяжение, связано с различной скоростью деформаций, вызванныхрадиационным ростом.
В соответствии с соотношениями (1.1) радиационныйрост твэлов идет быстрее, чем НК, что и вызывает сжатие твэлов и растяжениеНК, ввиду совместности деформаций твэлов и НК между пролетамидистанционирующих решеток.Таким образом, представление напряжений в виде линий с определеннымцветом на рисунках 5.26 и 5.27, позволяет судить о количественном изменениинапряжения в конкретном твэле или НК в ТВС.Для полноты представления картины напряжений по всей длине ТВС наРис. 5.28 представлено изменение напряжений во всем пучке твэлов и НК вконкретный момент времени141Рис.
5.28.Распределение напряжений в твэлах и НК в момент времени 621 ч, МПААнализ поля напряжений, приведенного на Рис. 5.28 свидетельствует оналичие изгиба ТВС. Вместе с этим из рисунка видно, что в НК действуютрастягивающие напряжения, в твэлах – сжимающие.Таким образом, визуальное представление результатов расчетов нарисунках 5.20-5.28 отражает все основные особенности разработаннойметодики расчета релаксационной стойкости ТВС.Изменение напряжений во времени (Рис. 5.26) подтверждает наличиерелаксационных процессов не только в областях контакта между твэлами и НК,но и в самих твэлах. Графические иллюстрации проскальзывания твэлов (Рис.5.22 и 5.23) и графики прогибов ТВС во времени отражают влияниепроскальзывания на жесткость конструкции ТВС в целом.142Выводы по главе 51) Разработана методика расчета деформирования ТВС, учитывающаяползучесть основныхкомпонентовсборки, релаксациюнапряженийвнагруженных узлах сборки, основанная на балочно-стержневом представлениисборки, и позволяющая определять основные компоненты напряженнодеформированного состояния ТВС, а также проскальзывание твэлов вовремени.2) Возможность варьирования натяга между твэлами и ДР и возможностьизменения геометрических параметров, входящих в расчетную модель ТВС,позволяет получить решение задачи для различных модификаций ТВС.3) Методика расчета деформирования ТВС, учитывающая релаксациюосевой силы пружинного блока, позволяет рассматривать деформированноесостояние ТВС при воздействии на нее пружин с различными геометрическимхарактеристиками в пределах допуска изготовления.4)Расчетползучеститвэловосуществляетсясиспользованиемверифицированного соотношения закона ползучести для циркониевого сплаваЭ110, что дает достоверную оценку напряженно-деформированного состоянияпучка твэлов во времени.5) Разработаны алгоритм и расчетная программа, позволяющие дляразличных модификаций сборок определять напряженно-деформированноесостояние ТВС в произвольный момент времени.143ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ1)Разработанаметодикарасчетарелаксационнойстойкоститепловыделяющей сборки, учитывающая ползучесть основных компонентовсборки, релаксацию напряжений в нагруженных узлах сборки, позволяющаяопределять напряженно-деформированное состояние ТВС и проскальзываниетвэлов во времени.2) Разработаны алгоритм и программа на основе методики расчетарелаксационной стойкости ТВС, зарегистрированные в отделе регистрациипрограмм для ЭВМ ФГУ ФИПС, позволяющие получать результаты иисследоватьнапряженно-деформированноесостояниеТВС,различныхконструкций.3) Установлено, что искривление ТВС возникает при воздействии на неетолько осевой силы пружинного блока и при наличии эксцентриситета ее точкиприложения относительно геометрической оси ТВС.4) В результате работы расчетной программы, установлено, чтопроскальзывание твэлов, возникающее вследствие релаксации контактноговзаимодействия между твэлами и ДР, существенно влияет на изменениежесткости конструкции ТВС.5) Разработаны алгоритм, программа и методика верификации констант взаконе ползучести, позволяющие численно определять оптимальные константыс использованием различных экспериментальных данных.6) Разработанная методика расчета релаксационной стойкости единичнойТВС может быть использована для исследования поведения ансамбля сборок вактивной зоне реактора.7) Проведены эксперименты на релаксацию контактного взаимодействиямежду твэлами и дистанционирующими решетками, в результате которых былоподтвержденоналичиерелаксационныхпроцессовиколичественноопределены характеристики ползучести циркониевого сплава Э110.144СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П.. Сопротивлениематериалов: учебник для вузов. 3-е изд. испр. М.: Высш. шк., 2003. 560 с.2. Асмолов В.Г., Семченков Ю.М., Сидоренко В.А. К 30-летию пускаВВЭР-1000 // Атомная энергия, 2010. Т.108, Вып. 5. С. 267-277.3. Бате К.Ю. [Bathe K.J.] Методы конечных элементов. М: Физматлит,2010. 1024 с.4. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963.
233 с.5. Бойко В.И., Шидловский В.В., Мещеряков В.Н., Шаманин И.В.,Кошелев Ф.П., Демянюк Д.Г. Перспективные ядерные топливные циклы иреакторы нового поколения: учебное пособие. Томск: Изд-во Томскогополитехнического университета, 2009. 518 с.6. Бойл Дж., Спенс Дж. [Boyle J.T., Spence J.] Анализ напряжений вконструкциях при ползучести: Пер.
с. Англ. М.: Мир, 1986. 360 с.7. Васильченко И.Н. Исследование влияния эксплуатационных факторовнадеформациютепловыделяющейсборкиВВЭР-1000иразработкаконструкции с улучшенной геометрической стабильностью. Дисс. … к-та. техн.наук. Подольск, 2007. 105 с.8. Голуб В.П. Исследования в области циклической ползучестиматериалов (обзор). Прикладная механика.
1987. Т. 23. № 12. С. 3-19.9. Гусев М.П., Данилов В.Л. Анализ зависимостей для радиационногозакона ползучести циркониевого сплава Э110 // 7-я международная научноинновационная молодежная конференция: Материалы НТК. Тамбов: ТСТГУ,2015. С. 359-361.10.
Гусев М.П., Данилов В.Л. Анализ релаксации контактной силы всоединении ТВЭЛа и дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборкиВВЭР // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2016. Вып.1(670). С. 12-17.14511. Гусев М.П., Данилов В.Л. Анализ факторов, влияющих нарелаксационную стойкость тепловыделяющей сборки // 5-я международнаянаучно-инновационная молодежная конференция: Материалы НТК. Тамбов:ТСТГУ, 2013. С. 259-261.12.
Гусев М.П., Данилов В.Л. Анализ эксцентриситета силы пружинногоблока тепловыделяющей сборки // Известия высших учебных заведений.Машиностроение, 2013. Вып. 6 (639). С. 12-16.13. Гусев М.П., Данилов В.Л. Влияние продольной деформации твэла нарелаксацию контактного взаимодействия между твэлом и упругим элементомдистанционирующей решетки ТВС ВВЭР // VI-я международная конференция.Проблемы механики современных машин: Материалы НТК. Улан-Удэ: Изд-воВСГУТУ, 2015. Т. 1.
С. 62-68.14. Гусев М.П., Данилов В.Л. Математическая модель задачи релаксацииконтактного взаимодействия между тепловыделяющим элементом и ячейкойдистанционирующей решетки // 12-я всероссийская с международным участиемшкола семинар по структурной макрокинетике: Тез. докл. НТК. Черноголовка:ИСМАН РАН, 2014. С. 76-78.15.ГусевМ.П.,ДаниловВ.Л.Математическоемоделированиедеформированного состояния тепловыделяющей сборки реакторов ВВЭР //Всероссийская научно-техническая конференция. Механика и математическоемоделирование в технике: Тез. докл. М.: МГТУ им.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
