ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
3
УДК 621.039.54: 539.3
А.А. Балакирев
РАЗРАБОТКА КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ
МОДЕЛИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ
РЕАКТОРА ВВЭР-440
Представлена методика создания конечно-элементной модели
пучка тепловыделяющих элементов ТВС реактора ВВЭР-440 с
учетом взаимодействия пучка с дистанционирующими решетка-
ми для анализа его динамических характеристик. Найдены жест-
кости ячейки дистанционирующей решетки. С использованием
конечно-элементной модели пучка тепловыделяющих элементов,
разработанной в среде программного комплекса ANSYS, определе-
ны собственные частоты и формы колебаний конструкции в воз-
духе и воде.
E-mail:
balakirev.aa@yandex.ru
Ключевые слова:
метод конечных элементов, тепловыделяющая сбор-
ка, тепловыделяющий элемент, ANSYS, собственные частоты и фор-
мы колебаний, ВВЭР-440.
При исследовании динамики тепловыделяющих сборок (ТВС)
ядерных реакторов применяют математические модели различного
уровня сложности [1—5]. Несмотря на достижения вычислительной
механики в разработке таких моделей, роль эксперимента по-
прежнему остается весьма существенной. Во многих случаях даже
при тщательном учете мелких деталей не удается достигнуть при
расчете таких же результатов, как в эксперименте, и математическую
модель ТВС приходится настраивать, опираясь на результаты экспе-
риментов.
В работе исследован пучок тепловыделяющих элементов (твэлов)
штатной тепловыделяющей сборки реактора ВВР-440 в целях созда-
ния и настройки конечно-элементной (КЭ) модели пучка твэлов по
известным экспериментальным данным (собственным частотам ко-
лебания пучка в воздухе и воде). Особое внимание в работе уделено
определению жесткостей ячеек дистанционирующих решеток (ДР)
как на линейное смещение, так и на поворот из плоскости. Получен-
ная таким образом КЭ-модель может быть в дальнейшем использова-
на для исследования вибраций пучка под действием заданных гидро-
динамических нагрузок.
Из работы [1] известно, что при разработке моделей пучка твэлов
необходимо уделять внимание взаимодействию ДР и оболочек твэ-
лов. Использование для этой цели детальной трехмерной простран-
ственной КЭ-модели с учетом контактного взаимодействия в системе
твэл — ячейка ДР не рационально ввиду очевидной громоздкости и