- •Основные принципы конструирования ядерных реакторов космических яэу
- •Предисловие
- •Сокращения
- •Введение
- •1.Требования к конструкции реактора и реактора-преобразователя.
- •2.Основы конструктивного исполнения реактора.
- •3.Примеры конструктивного исполнения отдельных элементов реактора
- •4. Материалы, используемые в конструкции реактора
- •5 Основы расчетно-теоретического обоснования прочности реактора кяэу
- •5.2 Эксплуатационные режимы и расчетные случаи
- •5.3 Виды расчетов на прочность
- •5.4 Методы и программное обеспечение расчетов на прочность реакторов кяэу
- •5.5 Расчеты динамических характеристик органов регулирования и защиты
- •Библиографический список
5.5 Расчеты динамических характеристик органов регулирования и защиты
Целью расчета динамики органов регулирования, выполненных в виде поворотных цилиндров, является определение времени поворота из исходного положения (“180о”) и промежуточных положений в положение “0o” , которое соответствует подкритичному стоянию реактора.
В результате расчетов определяются:
– допустимые угловые скорости, с точки зрения прочности элементов кинематической схемы;
– времена поворота, с точки зрения управления цепной реакцией в активной зоне;
- жесткости (зависимость усилия от перемещения) антилюфтовых пружин и пружин сброса ОР.
Кинематическая схема ОР представляет собой совокупность идентичных ветвей, состоящих из регулирующих цилиндров, рессор, шестеренчатых распределительных механизмов, электромагнитных муфт сцепления, шаговых электродвигателей, пружин сброса.
Задача динамики ОР решается путем составления и решения системы уравнений движения для разветвленной системы с учетом начальных условий. Такая система уравнений решается с использованием численных методов, реализованных в программах для ЭВМ.
Для расчета динамики “сброса” ОР, конструктивно выполненных в виде поворотных цилиндров, исходными данными являются:
– массы и моменты инерции поворотных цилиндров, валов (рессор),
– характеристики “усилие-перемещение” приводных пружин,
– характеристика “перемещение-сопротивление” демпфера,
– зазоры в соединениях,
– характеристики антилюфтовых пружин,
– трение в подвижных соединениях и подшипниках.
В результате расчета требуется получить время поворота цилиндров из исходного (взведенного) углового положения 180о и промежуточных положений до посадки на упор – положения 0о. Результат такого расчета, как правило, оформляется в виде графиков зависимости угол поворота – время. Время разворота в положение “0о” должно укладываться в норматив, определяемый требованиями управления цепной реакцией в активной зоне реактора.
Другие результаты рассматриваемого расчета это: зависимость скорости вращения ОР от угла поворота, величина скорости посадке на упор, напряжения в рессорах, соединениях, элементах, передающих крутящий момент к ОР от электромеханического привода.
Задача динамики решается и для элементов аварийной защиты, выполненных в виде стержней безопасности (СБ). Исходные данные и выходная информация такого расчета аналогичны, приведенным для ОР. Отличие лишь в том, что здесь имеет место поступательное, а не вращательное движение рабочего органа. Динамика СБ должна быть таковой, чтобы при останове стержней не происходили разрушения конструкции удерживающих элементов, например цанговых замков, и была обеспечена надежная фиксация СБ в активной зоне реактора.
В заключение нашего краткого обзора принципов и методов обоснования и отработки прочности реакторов КЯЭУ отметим, что такая работа требует значительного времени в процессе конструирования, при этом методики исследований и расчетов находятся в постоянном развитии, что требует высокой квалификации расчетчика–прочниста.