6. Прочностной расчет

6.1 Прочностной расчет корпуса реактора

6.1.1 Прочной расчет эллиптического днища

Согласно ПНАЭ Г-7-002-86, расчёт на прочность следует проводить для расчётного давления:

Расчетная температура равна:

Внутренний диаметр эллиптического днища численно равен внутреннему диаметру корпуса реактора:

Высота днища определяется как:

Расчетная толщина эллиптического днища:

где коэффициент снижения прочности при отсутствии отверстий, – номинальное допускаемое напряжение, для стали 15Х2НМФА = 190,2 МПа.

Действительная толщина эллиптического днища равна:

где

утолщение стенки за счет коррозионных процессов с учетом срока службы сосуда для стали 15Х2НМФА; толщина плакировки.

Пример расчёта:

6.1.2 Прочностной расчет обечайки без отверстия

Цилиндрическая обечайка без отверстий рассчитывается по формулам 115-117, в которых . Величина принимается равной рассчитанной в разделе 6.1.1. Тогда:

6.1.3 Прочностной расчет обечайки в зоне холодных патрубков

Для дальнейших расчетов необходимо построить эскизы корпуса реактора в зоне холодных патрубков с указанием всех отверстий в обечайке, указать расстояния между кромками отверстий. В обечайке в зоне холодных патрубков выполнены 4 отверстия диаметром 850 мм для трубопровода ГЦТ и 2 отверстия диаметром 300 мм для патрубков САОЗ (рисунок 38). Для данных рисунок необходимо определить диаметры и длину обечайки, которые рассчитываются по формулам соответственно:

Рисунок 38 – Сечение и развертка обечайки в зоне холодных патрубков

Перед расчетом толщины стенки обечайки требуется проверить все отверстия на одиночность. Одиночным отверстием считают отверстие, кромка которого удалена от кромки ближайшего отверстия по срединному диаметру на расстояние более:

можно заметить, что неодиночным являются отверстия для патрубков САОЗ и отверстия для патрубков ГЦТ. Коэффициент снижения прочности для ряда поперечных отверстий:

где средний диаметр двух неодиночных отверстий, расстояние между отверстиями (снимается с рисунка).

Коэффициент снижения прочности рассчитывается для двух пар отверстий и выбирается минимальный. Также стоить заметить, что данный коэффициент не должен превышать 1.

По результатам расчётов коэффициент оказался больше единицы, поэтому для расчёта толщина обечайки он принимается равным 1:

Тогда толщина обечайки равна:

6.1.4 Прочностной расчет обечайки в зоне горячих патрубков

Для расчёта обечайки в зоне горячих патрубков также необходимо построить развертку. В обечайке в зоне горячих патрубков выполнены 4 отверстия диаметром 850 мм для трубопровода ГЦТ, 2 отверстия диаметром 300 мм для патрубков САОЗ и 2 отверстия диаметром 300 мм для патрубков КИП (рисунок 39).

Рисунок 39 – Сечение и развертка обечайки в зоне горячих ратрубков

Одиночность отверстий и коэффициент снижения прочности определяются аналогично пункту 6.1.3. Так как данные одинаковые для зон горячих и холодных патрубков, то:

Тогда толщина обечайки равна:

6.1.5 Расчет обечайки на прочность с одиночным отверстием

Так как толщина обечаек с холодными и горячими патрубкам равна толщине обечайки без отверстий, необходимо проверить влияние одиночного отверстия на толщину.

Толщина обечайки определяется аналогично предыдущим пунктам. Данный расчёт ведется итерационно. Пусть в первом приближении толщина равна:

Коэффициент снижения прочности определяется как:

Пример расчёта для первой итерации:

Тогда:

Итерации проводятся до тех пор, пока отклонение не станет менее 0,05%. Результаты итерационного расчета приведены в таблице 52.

Таблица 52 – Расчёт толщины обечайки с одним отверстием

№ итерации
1	190	0,74	283,8	49,35
2	283,8	0,79	264,6	6,75
3	264,6	0,78	267,7	1,16
4	267,7	0,79	267,2	0,19
5	267,2	0,79	267,2	0,03

Итоговая толщина обечайки реактора в зоне патрубков с учетом утолщения стенки за счет коррозионных процессов и толщина плакировки равна: