Вибрационные исследования внутриреакторного оборудования ВВЭР на различных этапах жизненного цикла в задаче управления сроком службы АЭС – Часть 4

Энергетика      Постоянная ссылка | Все категории

Рис.4. Обобщенная спектрограмма вибрационных напряжений

 

 

В связи с этим после получения данных о вибросостояниях трех головных ВВЭР-1000 (блок 5 НВАЭС, блоки 1 Южно-Украинской и Калининской АЭС) была реализована идея выработки более жестких нормативных значений параметров вибрации ВВЭР-1000, которые при безусловном выполнении критериев циклической прочности накладывают дополнительные ограничения на уровень параметров вибрации.

Разработка таких нормативных значений параметров вибрации выполнена на основе многофакторного дисперсионного анализа результатов измерения пульсаций, динамических напряжений и вибраций в головных реакторах ВВЭР-1000. В итоге получены обобщенные спектрограммы параметров вибрации, которые характеризуют вибрационную нагруженность всех трех головных реакторов (рис.4).

Полученные обобщенные параметры вибрации ВКУ были введены в документацию проекта ВВЭР-1000 в качестве контрольных (допускаемых) значений в виде допускаемых максимальных амплитуд сигналов и стандартов по каждой значимой частотной составляющей.

С использованием разработанных контрольных значений на нескольких последующих энергоблоках с ВВЭР-1000 выявлены и устранены повышенные вибрации оборудования (табл.2).

Таблица 2

Применение контрольных значений для раннего выявления непроектных вибросостояний ВКУ ВВЭР-1000

Характер и причина непроектного состояния (последующие мероприятия)

Спектрограммы параметров вибрации в сравнении с контрольными значениями

Низкочастотные пульсации давления из-за ослабления закрепления вала в главном упорном подшипнике одного из ГЦН блока 1 Калининской АЭС (Замена выемной части ГЦН)

Замер после замены выемной части ГЦН

 

Р0=32 кПа

 

Р0=10 кПа

 

Замер при пробном

пуске ГЦН

 

Повышенные пульсации давления и вибрации шахты на частотах вращения ГЦН блока 2 ЮУАЭС из-за несбалансированности системы «вал – электродвигатель насоса»

(Дополнительная балансировка электродвигателя)

а) пульсации давления;

б) вибрационные напряжения

 

Повышенные вибрации шахты блока 1 ХмлАЭС при нормальной гидродинамической обстановке в контуре из-за повышенных зазоров в узлах ее закрепления

(Ремонт посадочных поверхностей узлов закрепления шахты)

В последующие годы предложенный подход к выработке контрольных значений параметров вибрации был повторен с включением в рассмотрение результатов пусконаладочных виброизмерений реакторов Балаковской и Запорожской АЭС.

В четвертой главе сформулированы цели, задачи и основные результаты эксплуатационного виброконтроля реакторов ВВЭР на этапах проектного и продленного сроков эксплуатации.

Вибрационные состояния реакторов ВВЭР-1000 рассмотрены с целью систематизации и расширения ранее полученных данных по вибрационным характеристикам оборудования в связи с тем, что головные реакторы данной серии в настоящее время приближаются к окончанию назначенного срока службы.

АСПМ

 

Рис.5. Автоспектры и функции когерентности пар «ИК-ИК» на блоке 1 КлнАЭС и блоке 3 БлкАЭС

 

Такому рассмотрению предшествовал анализ возможности практического применения в системах вибродиагностики датчиков, входящих в штатные системы контроля и управления АКНП и СВРК. Проблема их использования для контроля вибросостояний оборудования заключается в том, что эти шумовые сигналы чувствительны как к вибрационным, так и теплогидравлическим источникам нейтронного шума, которые могут конкурировать между собой, находясь в одном частотном диапазоне. С этой целью проанализированы авто – и взаимные спектральные характеристики переменных составляющих сигналов ионизационных камер (ИК) и детекторов прямой зарядки (ДПЗ) в сравнении с сигналами специальных диагностических датчиков, входящих в состав отечественной системы виброшумовой диагностики: датчиками пульсаций давления и датчиками низкочастотных виброперемещений.

КлнАЭС

 

Получено, что автоспектры сигналов ИК и ДПЗ отличаются малым числом резонансных особенностей.

АСПМ

 

КОГ

 

КОГ

 

БлкАЭС

 

КлнАЭС

 

БлкАЭС

 

В частности, низкочастотная область до 6,0 Гц, имеющая наибольшую ценность для вибрационного анализа, имеет форму «розового шума» из-за эффектов глобального нейтронного шума (рис.5 с автоспектрами нейтронных шумов на КлнАЭС и БлкАЭС). Гораздо более информативными являются взаимные спектральные характеристики сигналов. Так, функция когерентности пары «ИК-ИК» в контрастном виде при практическом отсутствии глобального фона выделяет все мощные явления, связанные с акустическими стоячими волнами (0,6 Гц, 6,1 Гц, 8,6 Гц, 12,8 Гц).

ƒ,Гц

 

Спектральные характеристики сигналов ИК и ДПЗ воспроизводимы как по времени, так и по различным энергоблокам АЭС (см. рис.5). Небольшое отличие в частотах акустических стоячих волн объясняется различной геометрией главных циркуляционных контуров на Калининской и Балаковской АЭС.

Для выявления особенностей низкочастотной вибрации ВКУ и ТВС весьма информативными оказываются взаимные спектральные характеристики различных пар ДПЗ (рис.6). а также определенные по методике многомерного регрессионного анализа источники появления той или иной частотной составляющей в сигналах датчиков пульсаций давления (ДПД), ИК и ДПЗ (рис.7).

Располагая теперь такими средствами оценки вибронагруженности оборудования, как сигналы ИК и ДПЗ, а также ориентируясь на информацию рис.5-7, вернемся к задаче идентификации частотных составляющих спектра колебаний внутриреакторного оборудования.

Подтверждено, что низшие (маятниковая и первая балочная) моды собственных

Рис.6. Функции когерентности пар сигналов удаленных ДПЗ. Блок 3 БлкАЭС.

 

Рис.7. Взаимные вклады сигналов ДПД, ИК и ДПЗ [%] на частотах колебаний ТВС (2,6 Гц) и шахты (4,7 Гц). Блок 1 КлнАЭС

 

колебаний шахты реактора реализуются на частотах около 2,5 и 4,7 Гц. В вибрации ТВС, дополнительно к моде их балочных колебаний, выявлены также маятниковые моды колебаний в диапазоне 2,3-3,2 Гц, которые реализуются как отклик на кинематическое нагружение со стороны шахты.

Вся информация по вибрационным характеристикам внутриреакторного оборудования ВВЭР-1000, полученная по результатам стендовых виброисследований, пусконаладочных измерений и виброконтроля в ходе эксплуатации, представлена в табл.3 вместе с данными по характерным частотам гидродинамической нагрузки.

Таблица 3

Параметры, определяющие вибронагруженность ВВЭР-1000

Параметр

Частота, Гц

Комментарий

Характерные частоты гидродинамических

возмущающих сил

0,6

«Резонанс» компенсатора давления

6,5

Первая петлевая АСВ

9,2

Первая «корпусная» АСВ

13,2

Вторая «корпусная» АСВ

16,5

Частота вращения ГЦН

Виброхарак-теристики оборудования

Шахта внутрикорпус-ная

2,3-2,7

Маятниковая мода колебаний без опирания на разделитель потока и нижний опорный узел

4,7

Балочная мода колебаний без опирания на разделитель потока

8,9-10,0

Балочная мода колебаний при проектных условиях закрепления

ТВС

2,1-3,2

Маятниковые моды колебаний ТВС

4,2-4,6

Первая балочная мода колебаний ТВС при проектных условиях закрепления

Представленная информация достаточно полно описывает условия гидроупругого взаимодействия ВКУ и ТВС с теплоносителем и является основой для управления сроком службы этого оборудования.

Традиционные виды деятельности по этому направлению (оптимизация условий эксплуатации оборудования или его замена, ремонт, модернизация) применительно к гидроупругим колебаниям оборудования реализуются следующим образом:

- снижением нагрузок на ВКУ и ТВС со стороны теплоносителя за счет лучшей балансировки электродвигателей ГЦН, а также оптимизации расхода через реактор в проектных диапазонах;

Энергетика      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника