Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації
This paper presents the main results of strength calculations to justify the integrity of structural elements of the control rods and rod cluster control assemblies under static and dynamic loads in various (all possible) operating modes of rod cluster control assemblies, with the mechanical propert...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety
2024
|
| Online Zugang: | https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1135 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Nuclear and Radiation Safety |
Institution
Nuclear and Radiation Safety| id |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-1135 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Nuclear and Radiation Safety |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-09-13T12:05:07Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| format |
Article |
| author |
Makarenko, А. Chaikovskyi, M. Mazurok, O. Zuyok, V. Mykhaylenko, O. |
| spellingShingle |
Makarenko, А. Chaikovskyi, M. Mazurok, O. Zuyok, V. Mykhaylenko, O. Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| author_facet |
Makarenko, А. Chaikovskyi, M. Mazurok, O. Zuyok, V. Mykhaylenko, O. |
| author_sort |
Makarenko, А. |
| title |
Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| title_short |
Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| title_full |
Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| title_fullStr |
Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| title_full_unstemmed |
Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| title_sort |
розрахунковий аналіз елементів пс суз ввер-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації |
| title_alt |
Calculation Analysis of VVER‑1000 RCCA Elements to Justify Lifetime Extension |
| description |
This paper presents the main results of strength calculations to justify the integrity of structural elements of the control rods and rod cluster control assemblies under static and dynamic loads in various (all possible) operating modes of rod cluster control assemblies, with the mechanical properties of the material after neutron irradiation, in order to lifetime extend their lifetime.
The presented results of calculations of the stress-strain state of rod cluster control assembly elements indicate that the strength conditions are met under the operating modes considered in this paper (including the maximum design basis earthquake). The maximum stresses occur in the joint zone of the cladding with the upper end element, and the corresponding minimum value of the strength factor is 1.04. The obtained stress values in the control rods and the rod cluster control assembly spider do not exceed the yield strength of the material (RT0.2 = 245 MPa and RT0.2 = 167 MPa, respectively), which does not result in residual deformations.
The results of the cyclic strength calculation show that the requirements for cyclic strength are met, the maximum predicted damage is only 5.82 × 10-02 for the control rods and 4.27 × 10-07 for the spider. Consequently, this guarantees the structural integrity of the control rods and rod cluster control assemblies at their extended lifetime.
The safe operation (lifetime) of the rod cluster control assemblies currently loaded in VVER‑1000 reactors at Ukrainian NPPs was extended basing on the above justifications and positive results of strength calculations, assuming that fast neutron fluence (E > 0.1 MeV) does not exceed 3.4 × 1022 n/cm2, which, according to the previously performed neutron calculations, corresponds to the lifetime in the manual and automatic control groups up to 38,000 effective hours, in reactor scram groups – approximately up to 113,500 effective hours. |
| publisher |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1135 |
| work_keys_str_mv |
AT makarenkoa calculationanalysisofvver1000rccaelementstojustifylifetimeextension AT chaikovskyim calculationanalysisofvver1000rccaelementstojustifylifetimeextension AT mazuroko calculationanalysisofvver1000rccaelementstojustifylifetimeextension AT zuyokv calculationanalysisofvver1000rccaelementstojustifylifetimeextension AT mykhaylenkoo calculationanalysisofvver1000rccaelementstojustifylifetimeextension AT makarenkoa rozrahunkovijanalízelementívpssuzvver1000zmetoûobgruntuvannâprodovžennâstrokuíhekspluatacíí AT chaikovskyim rozrahunkovijanalízelementívpssuzvver1000zmetoûobgruntuvannâprodovžennâstrokuíhekspluatacíí AT mazuroko rozrahunkovijanalízelementívpssuzvver1000zmetoûobgruntuvannâprodovžennâstrokuíhekspluatacíí AT zuyokv rozrahunkovijanalízelementívpssuzvver1000zmetoûobgruntuvannâprodovžennâstrokuíhekspluatacíí AT mykhaylenkoo rozrahunkovijanalízelementívpssuzvver1000zmetoûobgruntuvannâprodovžennâstrokuíhekspluatacíí |
| first_indexed |
2025-07-17T12:12:23Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:12:23Z |
| _version_ |
1844164775396769792 |
| spelling |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-11352024-09-13T12:05:07Z Calculation Analysis of VVER‑1000 RCCA Elements to Justify Lifetime Extension Розрахунковий аналіз елементів ПС СУЗ ВВЕР-1000 з метою обґрунтування продовження строку їх експлуатації Makarenko, А. Chaikovskyi, M. Mazurok, O. Zuyok, V. Mykhaylenko, O. This paper presents the main results of strength calculations to justify the integrity of structural elements of the control rods and rod cluster control assemblies under static and dynamic loads in various (all possible) operating modes of rod cluster control assemblies, with the mechanical properties of the material after neutron irradiation, in order to lifetime extend their lifetime. The presented results of calculations of the stress-strain state of rod cluster control assembly elements indicate that the strength conditions are met under the operating modes considered in this paper (including the maximum design basis earthquake). The maximum stresses occur in the joint zone of the cladding with the upper end element, and the corresponding minimum value of the strength factor is 1.04. The obtained stress values in the control rods and the rod cluster control assembly spider do not exceed the yield strength of the material (RT0.2 = 245 MPa and RT0.2 = 167 MPa, respectively), which does not result in residual deformations. The results of the cyclic strength calculation show that the requirements for cyclic strength are met, the maximum predicted damage is only 5.82 × 10-02 for the control rods and 4.27 × 10-07 for the spider. Consequently, this guarantees the structural integrity of the control rods and rod cluster control assemblies at their extended lifetime. The safe operation (lifetime) of the rod cluster control assemblies currently loaded in VVER‑1000 reactors at Ukrainian NPPs was extended basing on the above justifications and positive results of strength calculations, assuming that fast neutron fluence (E > 0.1 MeV) does not exceed 3.4 × 1022 n/cm2, which, according to the previously performed neutron calculations, corresponds to the lifetime in the manual and automatic control groups up to 38,000 effective hours, in reactor scram groups – approximately up to 113,500 effective hours. У статті наведено основні результати розрахунків на міцність для обґрунтування забезпечення цілісності елементів конструкції поглинальних елементів (далі – ПЕЛ) та поглинаючих стрижнів системи управління та захисту (далі – ПС СУЗ) під час дії статичних та динамічних навантажень у різних (усіх можливих) режимах експлуатації ПС СУЗ, з механічними властивостями матеріалу після впливу нейтронного опромінення, з метою подовженим ресурсу їх експлуатації. Наведені результати розрахунків напружено-деформованого стану елементів ПС СУЗ свідчать про виконання умов міцності в розглянутих у статті режимах експлуатації (зокрема під час максимально розрахункового землетрусу). Максимальні напруження виникають в зоні з’єднання оболонки з верхнім кінцевим елементом, а відповідне мінімальне значення коефіцієнту запасу міцності становить 1,04. Отримані величини напружень у ПЕЛ та траверсі ПС СУЗ не перевищують значення границі текучості матеріалу (RT0,2 = 245 МПа та RT0,2 = 167 МПа відповідно), що не призводить до залишкових деформацій. Наведені результати розрахунку на циклічну міцність, свідчать про відповідність вимогам циклічної міцності, максимальна прогнозна пошкоджуваність становить всього 5,82 × 10-02 для ПЕЛ та 4,27 × 10-07 для траверси. А отже, це гарантує цілісність конструкції ПЕЛ та ПС СУЗ під час подовження строку їх експлуатації. На основі наведених обґрунтувань та позитивних результатів розрахунків на міцність продовжено строк безпечної експлуатації (ресурсу) ПС СУЗ, що на поточний час завантажені у реакторах ВВЕР-1000 на енергоблоках АЕС України, за умови не перевищення флюенсу швидких нейтронів (Е > 0,1 МеВ) більше 3,4 × 1022 н/см2, що відповідно до раніше проведених нейтронних розрахунків відповідає строку експлуатації в робочій групі та групах автоматичного регулювання – до 38 000 ефективних годин, в інших групах аварійного захисту – орієнтовно до 113 500 ефективних годин. State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety 2024-09-11 Article Article application/pdf https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1135 10.32918/nrs.2024.3(103).03 Nuclear and Radiation Safety; No 3(103) (2024): Nuclear and Radiation Safety; 26-35 Ядерна та радіаційна безпека; № 3(103) (2024): Ядерна та радіаційна безпека; 26-35 2073-6231 en https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1135/828 Авторське право (c) 2024 А. Makarenko, M. Chaikovskyi, O. Mazurok, V. Zuyok, O. Mykhaylenko |