УДК 621.039.546.8: 534.113
В. В. П е р е в е з е н ц е в
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЛУЧАЙНЫХ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПО ДЛИНЕ
ПУЧКА ТВЭЛОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ
СБОРОК ВВЭР
Получены значения случайных гидродинамических нагрузок и их рас-
пределение по длине пучка твэлов для различных гидродинамических
условий на входе в тепловыделяющие сборки водоохлаждаемых
ядерных реакторов. Предложены полуэмпирические соотношения
для обобщения экспериментальных данных. Максимальные уровни
случайных гидродинамических нагрузок на начальном гидродинами-
ческом участке пропорциональны гидравлическим сопротивлениям
входных устройств (например дроссельных шайб) и нижней опор-
ной решетки.
E-mail:
Ключевые слова
:
ядерные реакторы, тепловыделяющие сборки ВВЭР,
вибрации твэлов, повреждения оболочек, пульсации давления, случайные
гидродинамические нагрузки.
При анализе повреждений оболочек тепловыделяющих элементов
(твэлов) в тепловыделяющих сборках (ТВС) водоохлаждаемых ядер-
ных реакторов (ВВЭР и PWR) было выявлено определяющее значе-
ние процессов фреттинг-износа и истирания дебриз-частицами. Эти
процессы связаны с вибрациями твэлов в турбулентном потоке тепло-
носителя. Глубина фреттинг-износа поверхностей зависит от частоты,
амплитуды колебаний и силы прижатия трущихся поверхностей друг
к другу. При этом скорость фреттинг-износа [1] описывается соотно-
шением
dh
/
dτ
=
Kk
тр
P
c
fδ
c
,
(1)
где
h
— глубина фреттинг-износа;
K
— коэффициент износа;
k
тр
—
коэффициент трения скольжения;
P
c
— давление в области контакта
оболочки твэла с пуклевкой дистанционирующей решетки;
f
— часто-
та поперечных колебаний твэла;
δ
c
— амплитуда продольных вибропе-
ремещений в области контакта.
Таким образом, явления фреттинг-износа, повреждения дебриз-
частицами определяются вибрационными процессами в ТВС и, в пер-
вую очередь, амплитудами и характерными частотами вибраций.
В расчетной практике анализа гидродинамического возбуждения
вибраций определяющее значение имеет характер распределения слу-
чайных гидродинамических нагрузок по длине пучка твэлов. Ниж-
няя опорная решетка ТВС, входные устройства (дроссельные шайбы,
антидебризные фильтры и т.д.) повышают турбулентность потока, и,
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4 103
