Потеря устойчивости и форма возможного изгиба направляющих каналов тепловыделяющих сборок ядерных реакторов ВВЭР-1000

Abstract

Определены критические сжимающие силы и соответствующие им формы возможного изгиба направляющих каналов тепловыделяющих сборок ядерных реакторов ВВЭР-1000 вследствие потери устойчивости в период эксплуатации. Полученные значения критических сжимающих сил показывают, что форма изогнутого из-за потери устойчивости направляющего канала может содержать несколько точек перегиба, следствием чего может быть увеличение времени падения кластеров поглощающих элементов вниз активной зоны реактора и нарушение, таким образом, нормальных условий эксплуатации реактора.

Визначено критичні стискаючі сили і відповідні їм форми можливого вигину напрямних каналів тепловидільних збірок ядерних реакторів ВВЕР-1000 через втрату стійкості в період експлуатації. Отримані значення критичних стискних сил показують, що форма вигнутого через втрату стійкості напрямного каналу може містити кілька точок перегину, наслідком чого може бути збільшення часу падіння кластерів поглинаючих елементів до низу активної зони реактора і порушення, таким чином, нормальних умов експлуатації реактора.

The paper defines the critical value of compressive force and the corresponding possible bending shapes of WWER-1000 fuel assemblies guide tubes resulting from loss of stability during operation. The guide tubes are considered as the long rods that are bent due to the loss of stability under the longitudinal compressive force. The three design schemes of the guide tubes fixations with the fuel assembly top and bottom nozzles corresponding to the motionless and sliding cylindrical joints and rigid fixations are considered in this paper. The minimal values of the guide tubes critical compressive force correspondent to loss of stability are obtained as 1.87 MPa for the both edges cylindrical joints fixing, 3.83 MPa for the cylindrical joint fixing of the one edge and the rigid fixing of the another edge, 7.49 MPa for the both edges rigid fixing. The relatively small values of the critical compressive force show that the shape of guide tube bent due to loss of stability can include several bending points leading to increased time for drop of absorber element cluster to the core bottom and incompliance with reactor normal operation conditions.