|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Основные принципы расчета прочности и ресурса оборудования реакторов на быстрых нейтронах типа БН с учетом деградации свойств материалов
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-96-4-191-214
Аннотация
Приведен обзор основных принципов, используемых в нормативных документах госкорпорации «Росатом» и разработках авторов для продления срока эксплуатации реактора на быстрых нейтронах БН-600 и обоснования проектного срока эксплуатации реакторов БН-800 и БН-1200. На основе анализа основных механизмов охрупчивания и повреждения материалов при эксплуатации сформулированы так называемые критические события и предельные состояния, определяющие прочность и ресурс элементов реакторов на быстрых нейтронах. По материалам настоящей работы на конференции МАГАТЭ – International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles – FR17 “Next Generation Nuclear Systems for Sustainable Development” (Екатеринбург, 2017 г.) был представлен доклад “Basic principles for lifetime and structural integrity assessment of BN-600 and BN-800 fast reactors components with regard for material degradation”.
Об авторах
Б. З. Марголин
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
д-р техн. наук
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49
А. Г. Гуленко
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
канд. техн. наук
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49
А. А. Бучатский
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
канд. техн. наук
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49
А. А. Сорокин
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
канд. техн. наук
191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49
О. Ю. Виленский
АО «ОКБМ-Африкантов»
Россия
Россия
канд. техн. наук
603074, Нижний Новгород, Бурнаковский проезд, 15
Б. А. Васильев
АО «ОКБМ-Африкантов»
Россия
603074, Нижний Новгород, Бурнаковский проезд, 15
Россия
603074, Нижний Новгород, Бурнаковский проезд, 15
Список литературы
1. Васильев Б. А., Виленский О. Ю., Кайдалов В. Б., Каманин Ю. Л., Марголин Б. З., Гуленко А. Г. Разработка методологии и обоснование продления срока эксплуатации корпуса и незаменяемых внутрикорпусных элементов реактора БН-600 до 45 лет// Известия ВУЗов: Ядерная энергетика. – 2011. – №1. – С. 32–43.
2. Margolin B., Shvetsova V., Gulenko A. Radiation embrittlement modelling in multi-scale approach to brittle fracture of RPV steels // Int. J. Fract. – 2013. – V. 179. – P. 87–108.
3. Курсевич И. П., Марголин Б. З., Прокошев О. Ю., Кохонов В. И. Механические свойства аустенитных сталей при нейтронном облучении: влияние различных факторов// Вопросы материаловедения. – 2006. – №4(48). – С. 55–68.
4. Effect of neutron irradiation on tensile properties of materials for pressure vessel internals of WWER type reactors / A. A. Sorokin, B. Z. Margolin, I. P. Kursevich et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2014. – V. 444. – P. 373–384.
5. Марголин Б. З., Сорокин А. А. Физико-механическая модель вязкого разрушения облученных аустенитных сталей// Проблемы прочности. – 2013. – №2. – C. 5–30.
6. Margolin B., Sorokin A., Smirnov V., Potapova V. Physical and mechanical modelling of neutron irradiation effect on ductile fracture. Part 1. Prediction of fracture strain and fracture toughness of austenitic steels, Journal of Nuclear Materials. – 2014. – V. 452,is. 1–3. – P. 595–606.
7. Минкин А. И., Марголин Б. З., Смирнов В. И., Сорокин А. А. Развитие модели для прогнозирования статической трещиностойкости аустенитных материалов в условиях нейтронного облучения// Вопросы материаловедения. – 2013. – №3(75). – C. 107–119.
8. The radiation swelling effect on fracture properties and fracture mechanisms of irradiated austenitic steels. Part I. Ductility and fracture toughness / B. Margolin, A. Sorokin, V. Shvetsova et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2016. – V. 480. – P. 52–68.
9. Porter D. L. Ferrite formation in neutron-irradiated type 304L stainless steel // Journal of Nuclear Materials. – 1979. – V. 79, №2. – P. 406–411.
10. Margolin B., Sorokin A., Kursevich I. FCC-to-BCC phase transformation in austenitic steels for WWER internals with significant swelling // Proceedings of International Symposium Fontevraud 7, France, 26–30 September 2010, O12-A097-T02.
11. Марголин Б. З., Курсевич И. П., Сорокин А. А., Лапин А. Н., Кохонов В. И., Неустроев В. С. Охрупчивание и трещиностойкость высокооблученных аустенитных сталей для элементов ВКУ ВВЭР. Сообщение 1. Связь радиационного распухания с радиационным охрупчиванием – экспериментальные результаты// Проблемы прочности. – 2009. – №6. – C. 5–16.
12. Марголин Б. З., Курсевич И. П., Сорокин А. А., Васина Н. К., Неустроев В. С. Охрупчивание и трещиностойкость высокооблученных аустенитных сталей для элементов ВКУ ВВЭР. Сообщение 2. Связь радиационного распухания с радиационным охрупчиванием – физические и механические закономерности// Проблемы прочности. – 2010. – №2. – C. 25–38.
13. Fish R. L., Hunter C. W. Tensile Properties of Fast Reactor Irradiated Type 304 Stainless Steel // Irradiation Effects on the Microstructure and Properties of Metals, ASTM STP 611, American Society for Testing and Materials, 1976. – P. 119–138.
14. Swelling and Tensile Property Evaluations of High-Fluence EBR-II Thimbles / R. L. Fish , J. L. Straalsund et al. – ASTM STP 529, 1973. – P. 149–164.
15. Claudson T. T., Barker R. W. The effects offast flux irradiation on the mechanical properties and dimensional stability of stainless steel // Nuclear application and technology. – 1970. – V. 9. – P. 10–23.
16. Курсевич И. П., Марголин Б. З., Прокошев О. Ю., Смирнов В. И., Федорова В. А., Нестерова Е. В., Петров С. Н. Влияние длительного эксплуатационного старения на механические свойства и структуру аустенитной стали 10Х18Н9 и металла сварных швов// Вопросы материаловедения. – 2012. – №3(71). – С. 109–125.
17. Васина Н. К., Марголин Б. З., Гуленко А. Г., Курсевич И. П. Радиационное распухание аустенитных сталей: влияние различных факторов. Обработка экспериментальных данных и формулировка определяющих уравнений// Вопросы материаловедения. – 2006. – №4(48). – С. 69–89.
18. Марголин Б. З., Мурашова А. И., Неустроев В. С. Анализ влияния вида напряженного состояния на радиационное распухание и радиационную ползучесть аустенитных сталей// Проблемы прочности. – 2012. – №3. – C. 5–24.
19. Determination of In-Service Change in the Geometry of WWER-1000 Core Baffle: Calculations and Measurements / B. Z. Margolin, A. Ya. Varovin, A. I. Minkin et al. // Proceedings of International Symposium Fontevraud 8, France, 15–18 September 2014. 143–T02.
20. Марголин Б. З., Гуленко А. Г., Бучатский А. А., Нестерова Е.В., Каштанов А. Д. Исследование влияния термического старения на длительную прочность и пластичность стали Х18Н9 // Вопросы материаловедения. – 2010. – №4 (64) . – С. 118–127.
21. RCC-MR: Design and construction rules for mechanical components of FBR Nuclear Islands, Appendix A16, Edition 2002, AFCEN, France, 2002.
22. Марголин Б. З., Гуленко А. Г., Курсевич И. П., Бучатский А. А. Моделирование разрушения материалов при длительном статическом нагружении в условиях ползучести и нейтронного облучения. Сообщение 1. Физико-механическая модель// Проблемы прочности. – 2006. – №3. – С. 5–22.
23. Margolin B. Z., Gulenko A. G., Buchatsky A. A. // Proceedings of ASME 2009 Pressure Vessels and Piping Division Conference PVP2009 July 26–30, 2009, Prague, Czech Republic, 2009, PVP2009-77084.
24. Карзов Г. П., Марголин Б. З., Швецова В. А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. – СПб.: Политехника, 1993.
25. Гуленко А. Г., Марголин Б. З., Бучатский А. А., Нуждов А. А. Построение расчетных кривых длительной прочности аустенитных сталей Х18Н9 и 08Х16Н11М3 с учетом нейтронного облучения// Вопросы материаловедения. – 2017. – №3(91). – С. 168–181.
26. Марголин Б. З., Гуленко А. Г., Курсевич И. П., Бучатский А. А. Моделирование разрушения материалов при длительном статическом нагружении в условиях ползучести и нейтронного облучения. Сообщение 2. Прогнозирование длительной прочности аустенитных материалов// Проблемы прочности. – 2006. – №5. – С. 5–15.
27. Марголин Б. З., Гуленко А. Г., Бучатский А. А., Балакин С. М. Моделирование разрушения материалов при длительном статическом нагружении в условиях ползучести и нейтронного облучения. Сообщение 3. Прогнозирование скорости роста трещины в аустенитных материалах// Проблемы прочности. – 2006. – №6. – С. 5–16.
28. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002–86), Госатомэнергонадзор СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 525 с.
29. Марголин Б. З., Бучатский А. A., Гуленко А. Г., Федорова В. А., Филатов В. М. Метод прогнозирования сопротивления разрушению материала при циклическом нагружении в условиях вязкоупругопластического деформирования и нейтронного облучения// Проблемы прочности. – 2008. – №6. – С. 5–24.
30. Филатов В.М., Анихимовский Ю.А., Соловьев Д.В., Васютин А.Н. Испытания на длительную малоцикловую усталость при неизотермическом нагружении// Заводская лаборатория. – 1975. – Т. 11, №4. – С. 472–475.
31. Трощенко В. Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. – Киев: Наукова думка, 1987. – 252 с.
32. Когаев В. П., Махутов Н. А., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. – М.: Машиностроение, 1985. – 224 с.
33. Виленский О. Ю., Крылов А. Н., Осипов С. Л., Осетров Д. Л., Рогожкин С. А., Марголин Б. З., Прокошев О. Ю., Поздняков М. Л., Гуленко А. Г. Расчетно-экспериментальные исследования причин образования сетки трещин в районе верхней трубной доски теплообменника реактора БН-600 // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – №1. – С. 56–64.
Рецензия
Для цитирования:
Марголин Б.З., Гуленко А.Г., Бучатский А.А., Сорокин А.А., Виленский О.Ю., Васильев Б.А. Основные принципы расчета прочности и ресурса оборудования реакторов на быстрых нейтронах типа БН с учетом деградации свойств материалов. Вопросы материаловедения. 2018;(4(96)):191-214. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-96-4-191-214
For citation:
Margolin B.Z., Gulenko A.G., Buchatsky A.A., Sorokin A.A., Vilensky O.Yu., Vasilev B.A. Basic principles for structural integrity and lifetime assessment of BN-type fast reactors components with regard for material degradation. Voprosy Materialovedeniya. 2018;(4(96)):191-214. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2018-96-4-191-214
Просмотров:
471
Послать статью по эл. почте 