Background Image
 1 / 11 Next Page
Information
Show Menu
1 / 11 Next Page
Page Background

Методические особенности моделирования работоспособности…

1

УДК 621.039.53

Методические особенности моделирования

работоспособности тепловыделяющих элементов

© Г.В. Кулаков

1

, Ю.В. Коновалов

2

, А.А. Косауров

1

, А.В. Ватулин

3

1

АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт

неорганических материалов им. А.А. Бочвара», Москва, 123098, Россия

2

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

3

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,

Москва, 115409, Россия

Представлена разработанная расчетная модель тепловыделяющего элемента

(твэла) атомных реакторов, включающая комплекс взаимосвязанных верифициро-

ванных методик: расчета напряженно-деформированного состояния твэлов; ве-

рификации расчетной модели твэла и определения свойств материалов твэлов по

экспериментальным данным; вероятностного расчета напряженно-деформиро-

ванного состояния твэлов; обоснования работоспособности дисперсионных твэ-

лов, а также свойств материалов.

Ключевые слова:

ядерный реактор, тепловыделяющий элемент, напряженно-

деформированное состояние, метод конечных элементов.

Введение.

Основным элементом активной зоны реактора, опре-

деляющим ее ресурсные характеристики, безопасность и надежность,

является тепловыделяющий элемент (твэл). Работы по созданию твэ-

лов, обоснованию их работоспособности и надежности — ключевой

момент разработки активных зон реакторов различного назначения

(транспортных, транспортабельных, малой мощности).

Активная зона указанных реакторных установок неремонтопри-

годна, что требует обеспечения ее работоспособности в течение дли-

тельного периода при разгерметизации части твэлов. Преждевремен-

ная замена активной зоны приводит к тяжелым стратегическим и

экономическим потерям. Выполнение этой операции возможно только

в заводских условиях, поскольку требуется вскрытие прочного корпу-

са. В результате реакторная установка надолго выбывает из строя.

К активным зонам названных реакторов, по сравнению с реакто-

рами типа водо-водяных, предъявляются повышенные требования по

маневренности, надежности и безопасности в нормальных и аварий-

ных условиях. Этим определены жесткие требования к достоверности

обоснования работоспособности и ресурсных характеристик твэлов.

Обоснование надежности разрабатываемых твэлов — комплекс-

ная задача, решаемая на основе расчетной модели и анализа резуль-

татов сравнительных испытаний новых конструкций твэлов и твэлов-

прототипов, начинающихся с испытаний макетов твэлов в петлевых

реакторах и заканчивающихся испытаниями активных зон и стенда-

прототипа.