Расчетно-экспериментальные методы обоснования поведения твэлов и ТВС ВВЭР в аварийных режимах с большой течью из первого контура РУ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, доктор технических наук Семишкин, Валерий Павлович

• Семишкин, Валерий Павлович
• доктор технических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор технических наук Семишкин, Валерий Павлович

Перечень сокращений.

Введение.

Глава 1 Обоснование безопасности в авариях с течами теплоносителя и моделирование поведения твэлов и ТВС.

1.1 Конструкция активной зоны и обоснование безопасности.

1.1.1 Конструкция твэлов, ТВС и активной зоны.

1.1.2 Нормативные требования к твэлам и ТВС.

1.1.3 Нейтронно-физические расчёты.

1.1.4 Теплогидравлическое моделирование активной зоны в авариях с течами теплоносителя.

1.2 Поведение твэла в авариях с потерей теплоносителя.

1.2.1 Теплопроводность в твэле.

1.2.2 Деформирование оболочки твэла и механические свойства циркониевых сплавов.

1.2.3 Окисление оболочки твэла.

1.2.4 Коды для описания поведения твэлов в авариях.

1.3 Расчётная схема несвязанного решения задачи поведения активной зоны.

1.3.1 Моделирование твэла в теплогидравлическом коде.

1.3.2 Консерватизм расчётной схемы.

1.3.3 Описание термомехапического поведения ТВС в авариях БТ.

1.4 Экспериментальные работы в рамках несвязанного решения задачи поведения твэла.

1.4.1 Испытания одиночных имитаторов твэлов.

1.4.2 Испытания сборок имитаторов твэлов.

1.4.3 Блокировка проходного сечения экспериментальной сборки.

1.4.4 Экспериментальные исследования влияния окисления на охрупчивание оболочек твэлов.

Выводы по главе 1.

Глава 2 Разработка методик и кодов для обоснования безопасности активной зоны в связанной постановке.

2.1 Двухмерное моделирование поведения твэла в аварии БТ.

2.1.1 Постановка задачи об осесимметричном поведении твэла.

2.1.2 Осесимметричная задача теплопроводности.

2.1.3 Описание газового зазора.

2.1.4 Моделирование деформирования топливного стержня.

2.1.5 Окисление оболочек твэлов.

2.1.6 Моделирование осесимметричного пластического деформирования.

2.1.7 Моделирование осесимметричного локального раздутия при ползучести.

2.2 Построение уравнений механического состояния для оболочечных сплавов.

2.2.1 Связанные уравнения ползучести и повреждения.

2.2.2 Экспериментальное изучение высокотемпературного деформирования трубчатых образцов.

2.2.3 Построение уравнений механического состояния.

2.2.4 Верификация осесимметричной модели ползучести оболочки твэла.

2.3 Трёхмерная модель поведения твэла.

2.3.1 Основы построения трёхмерной модели.

2.3.2 Трёхмерная задача теплопроводности.

2.3.3 Конечно-элементная модель деформирования оболочки твэла.

2.3.4 Приближённая методика моделирования трёхмерного раздутия твэла при ползучести.

2.4 Связанность расчёта твэла и теплогидравлики активной зоны.

2.4.1 Твэл в расчётной схеме кода КАНАЛ.

2.4.2 Поячейковая расчётная схема.

2.4.3 Твэл в расчётной схеме кода КОРСАР.

Выводы по главе 2.

Глава 3 Стендовые испытания сборок имитаторов твэлов.

3.1 Испытания твэльиых сборок на второй стадии ПА БТ.

3.1.1 Общая постановка экспериментальных работ на стенде ПАРАМЕТР.

3.1.2 Моделирование твэла в составе 19-ти и 37-ми стержневых сборок.

3.1.3 Анализ результатов испытаний и пост-тестовые исследования.

3.1.4 Пост-тестовые расчёты второй стадии аварии.

3.1.5 Поет-тестовые расчёты эксперимента БТ-2.

3.1.6 Испытания 19-ти твэльных сборок в условиях второй стадии ЗПА.

3.2 Испытания твэлов на первой стадии ПА БТ.

3.2.1 Расчётные и экспериментальные сценарии развития аварии на первой стадии ПА БТ.

3.2.2 Результаты испытаний одиночных твэлов на первой стадии.

3.2.3 Моделирование последовательного развития первой и второй стадий аварии ПА БТ.

3.2.4 Пост-тестовые расчёты первой стадии аварии.

3.3 Моделирование поведения сборок с заданными температурными нсравномерностями.

3.3.1 Моделирование 37-ми твэльных сборок для связанной постановки.

3.3.2 Результаты испытаний с имитацией температурной неравномерности в поперечном сечении сборки.

3.3.3 Пост-тестовые расчёты испытаний сборки в связанной постановке.

Выводы по главе 3.

Глава 4 Разработка методик и кодов для анализа высокотемпературного поведения ТВС.

4.1 Расчётное моделирование ТВС по стержневой схеме.

4.1.1 Особенности построения расчётных схем для анализа деформирования

4.1.2 Моделирование пучка твэлов и НК.

4.1.3 Взаимодействие твэлов с ДР и некоторые результаты расчётного анализа.

4.1.4 Взаимодействие топливного стержня с оболочкой твэла.

4.1.5 Учёт эффектов высокотемпературных пластичности и ползучести.

4.2 Конечно-элементное моделирование ТВС.

4.2.1 Основные подходы к расчёту ТВС на основе МКЭ.

4.2.2 Контактное взаимодействие твэлов с ячейками ДР.

4.2.3 Моделирование деформирования ДР.

4.2.4 Конечно-элементное моделирование локальных эффектов деформирования.

4.3 Методология высокотемпературных механических испытаний ТВС.

4.3.1 Испытания модельных ТВС на стенде ПАРАМЕТР.

4.3.2 Разработка стенда для испытания полномасштабной ТВС. ф 4.3.3 Расчётные анализы экспериментальных сборок.

4.4 Обеспечение демонтажа активной зоны после аварии.

4.4.1 Концепция разбираемости активной зоны.

4.4.2 Деформирование ТВС в процессе выгрузки из активной зоны.

4.4.3 Определение напряжений в окисленной оболочке при заливе и выгрузке из активной зоны.

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Расчетно-экспериментальные методы обоснования поведения твэлов и ТВС ВВЭР в аварийных режимах с большой течью из первого контура РУ»

Проведение комплекса расчётных и экспериментальных работ по изучению поведения твэлов и ТВС активной зоны РУ ВВЭР в ПА и ЗПА определяется общими закономерностями развития атомной отрасли по созданию экономически эффективной и социально приемлемой атомной энергетики, безопасной и одновременно конкурентноспособной в сравнении с другими источниками энергии. Наиболее значимая предпосылка проведения этих работ состояла в том, что задачи термомеханики твэлов и задачи теплогидравлики A3 при обосновании безопасности РУ рассматривались раздельно. При этом результаты расчётов по интегральным теплогидравлическим кодам использовались в качестве граничных условий для анализа поведения твэлов. Отсутствие учёта взаимной связи термомеханики твэлов и теплогидравлики а.з. можно считать одной из причин консервативности расчётов при обосновании безопасности и неопределённостей в построении расчётных схем. Более того, появление кодов «улучшенной оценки» и стремительное развитие вычислительной техники диктовали необходимость усовершенствования сформулированных еще в 70-ых годах расчётных и экспериментальных подходов к обоснованию безопасности РУ.

Основные экспериментальные результаты по анализу аварийного поведения A3, особенно по термомеханическим эффектам, были получены в конце 70-х и в 80-ые годы и с тех пор не претерпели заметных количественных и качественных изменений. В тоже время с середины 80-ых годов значительно повысились требования к обеспечению безопасности атомных энергетических установок с общей тенденцией к улучшению экономических показателей отрасли. Было также введено лицензирование проектов. Одновременно с этим происходило обострение конкурентной борьбы на рынках атомной энергетики.

Начались также разработки РУ нового поколения, характерной особенностью которых является высокая экономичность при их большей мощности и более высоком уровне безопасности, что заявлено в «Стратегии развития атомной энергетики России в первой половине XXI века. Основные положения», протокол №17 от 25.05.2000 г.».

При обосновании безопасности РУ большое значение придаётся анализу аварий с потерей теплоносителя в результате разрывов трубопроводов первого контура [1]. В проектных расчётах, выполненных в начале 70-ых годов для РУ ВВЭР-440, рассматривались разрывы трубопроводов эквивалентным диаметром до 100 мм (ДуЮО). При разработке РУ ВВЭР-440 второго поколения и РУ ВВЭР-1000 стала очевидным необходимость анализа при обосновании безопасности аварии "большая течь" (БТ, LB LOCA), вызываемой мгновенным гильотинным разрывом трубопровода максимального диаметра (для ВВЭР-440 - Ду500 и для ВВЭР-1000 - Ду850). БТ характеризуется прекращением циркуляции теплоносителя и осушением а.з., что, в свою очередь, ведёт к высоким температурам конструктивных элементов а.з., в том числе, оболочек твэлов. Малые течи (ДуЮО и меньше) при тех же самых исходных условиях в ПА существенно влияют на теплофизические процессы во втором контуре, в меньшей степени сказываясь на температурном состоянии а.з.

Одним из важных аспектов расчётного обоснования безопасности РУ, определяющим сложность этой задачи, является взаимосвязанное проявление процессов различной природы, а именно, нейтронно-физических, теплофизических, физико-химических, термомеханических и теплогидравлических (контурных). Вследствие принимаемых в инженерных расчётах упрощающих допущений, значительно облегчающих численные решения, имеет место высокая консервативность результатов, с одной стороны, и пренебрежение отдельными эффектами, с другой. Слишком большая консервативность ведёт к ухудшению экономических показателей РУ и снижению её конкурентоспособности. Всякого рода упрощения и допущения в расчётных моделях ведут также к неопределённостям в численных анализах, для обоснования которых, в свою очередь, требуется значительный объём расчётных исследований чувствительности результатов к неопределённостям и дополнительных экспериментальных исследований. В этой связи частичный пересмотр и уточнение устоявшихся подходов к решению задач обоснования безопасности, в том числе, выяснение полноты постановки задачи и степени консервативности этого обоснования, а также исследование неопределённостей и поиск новых решений старых задач находится в русле современных тенденций прикладной науки.

Актуальность работы. Термомеханическое поведение A3, под которым понимается деформирование и разрушение ее компонентов, а именно твэлов и других элементов ТВС, под действием температурных и механических нагрузок с учётом нестационарных и неизотермических теплофизических процессов в твэлах и межтвэльном пространстве, существенным образом влияет на безопасность РУ. В соответствии с требованиями ОПБ и ПБЯ [2, 3] можно выделить две основные термомеханические задачи, решение которых необходимо проводить при обосновании безопасности РУ. Первая задача заключается в изучении деформационного поведения твэла, связанного с теплофизическими и физико-химическими процессами как в самом твэле, так и в межтвэльном пространстве. Вторая задача состоит в изучении геометрически и физически нелинейного деформирования ТВС, ее элементов и A3 в целом. Из решения термомеханических задач можно получить информацию, на основе которой проверяются условия удовлетворения следующих критериев ОПБ и ПБЯ в ПА:

Не допускается превышение пределов безопасной эксплуатации РУ и максимальных проектных пределов при аварии.

Количество (или % от общего числа) твэлов в A3, герметичность которых в результате аварии может быть нарушена, должно быть ограничено.

Величина возможного формоизменения ТВС при продольно-поперечном изгибе не должна воспрепятствовать перемещению ОР СУЗ и ухудшить теплоотвод от твэлов.

Должна быть обеспечена возможность выгрузки A3 после аварии. Термомеханическое состояние элементов A3 в ЗПА не регламентируется в ОПБ и

ПБЯ. Однако, исходя из требований нормативных документов, необходимо проводить реалистический анализ ЗПА с точки зрения оценки тяжести последствий и способов их ограничения. Для реалистического описания развития ЗПА БТ важным является детальное описание поведения твэлов, особенно на начальной фазе развития аварии, поскольку на этом этапе блокировка проходного сечения, вызываемая раздутием ещё не окисленных оболочек твэлов, может достаточно сильно влиять на интенсивность и степень разогрева A3 Учёт количества разгерметизированных твэлов на этом этапе позволит правильно описать выход продуктов деления в атмосферу корпуса реактора. Очевидно, что массив разгерметизированных твэлов в ЗПА может быть очень большим, а степень окисления, охрупчивания и фрагментации оболочек ничем не ограничивается. Поэтому для ЗПА актуальными являются вопросы управления аварией и разработка процедуры разборки A3 с минимальными издержками.

Обоснование безопасности РУ ВВЭР в ПА и на начальной фазе ЗПА проводится на основе кодов ТЕЧЬ-М, КОРСАР/ГП1, РАТЕГ-СВЕЧА, RELAP/SCADAP и MELCOR, в которых используются весьма консервативные расчётные схемы без учёта связанных процессов в твэле и в A3. Максимальное раздутие твэла обычно учитывается в расчёте путём изменения КГС для фиксированного момента времени, устанавливаемого по результатам экспериментов на модельных сборках. Оценка степени консервативности подобной расчётной схемы не представляется возможной без рассмотрения связанного решения задачи.

С учётом возможностей кода ТЕЧЬ-М и тенденций развития новых кодов КОРСАР/ГП1 и РАТЕГ-СВЕЧА, достижений в исследованиях A3 в РНЦ КИ, ВНИИНМ, ГНЦ РФ ФЭИ, НИКИЭТ и других организациях, а также на основе анализа состояния экспериментальных баз ОКБ «Гидропресс», ВНИИНМ, НИИ НПО «Луч», ГНЦ РФ ФЭИ, РНЦ КИ и ГНЦ РФ НИИАР автором была сформулирована актуальная научная проблема по созданию методов расчётно-экспериментального решения связанных термомеханических и теплогидравлических задач поведения твэлов и ТВС при обосновании безопасности РУ ВВЭР в ПА и ЗПА. Решение этой проблемы позволяет снизить степень консерватизма при обосновании безопасности, что обеспечивает экономическую значимость работы. Связанное решение термомеханических и теплогидравлических задач, включая термомеханический анализ ТВС, соответствует современным требованиям к ядерной энергетике по её социальной приемлемости, т.е. экономичности и безопасности.

Цель и задача работы. Диссертация выполнена с целью разработки и внедрения методов расчётного и экспериментального анализа термомеханического поведения твэлов и ТВС, связанного с теплогидравлическими (теплофизическими) процессами в A3, вследствие постулируемых ПА и ЗПА с БТ теплоносителя из первого контура, важных для практических приложений при обосновании безопасности РУ ВВЭР по критериям ОПБ и ПБЯ. Научная новизна работы.

1. Разработан новый метод связанного анализа термомеханического и теплогидравлического поведения A3 для расчётно-экспериментального обоснования безопасности РУ ВВЭР в авариях БТ ПА и ЗПА.

2. Разработаны новые методики описания осесимметричпого и неосесимметричного локального раздутия и повреждения оболочки ( твэла в области высокотемпературной ползучести при температуре выше 600°С.

3. Разработан новый метод построения уравнений механического состояния циркониевых сплавов для оболочек твэлов на основе испытаний трубчатых образцов, нагружаемых внутренним давлением, впервые применённый для сплавов Э110 и Э635.

4. Разработана новая методология испытаний сборок имитаторов твэлов на стенде ПАРАМЕТР в условиях, имитирующих первую и вторую стадий ПА БТ и начальную фазу ЗПА БТ, для изучения как термомеханического, так и связанного термомеханического и теплофизического поведения твэлов. Получена совокупность новых данных по теплофизическому и термомеханическому поведению твэлов и твэльных сборок в авариях.

5. Получены новые решения задачи о термомеханическом поведении ТВС в аварии БТ и при «холодной» разборке A3 и получены новые результаты термомеханического поведения твэлыюй сборки в экспериментах на стенде.

6. Сформулирована концепция разбираемости A3 РУ ВВЭР-1000 после ПА и первой фазы ЗПА с учётом охрупчивания циркониевых сплавов, основанная на связанном решении термомехаиических и теплофизических задач поведения твэлов и ТВС.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты представляют практический интерес и востребованы разработчиками твэлов, ТВС и а.з. реакторов ВВЭР.

Разработки диссертации реализованы в расчётных • и экспериментальных методиках, в вычислительных кодах и в регламентирующей документации технических проектов РУ по безопасности. Результаты расчётных и экспериментальных работ применяются как в научно-исследовательской, так и непосредственно в конструкторской частях проектов РУ ВВЭР-1000 и ВВЭР-1500. Результаты работы позволили существенно улучшить понимание термомеханических и теплофизических процессов в A3 в ПА и ЗПА БТ и обоснованно принимать конструкторские решения, более глубоко прорабатывать научные вопросы обеспечения безопасности в ООБ и разрабатывать реалистические инструкции по управлению авариями.

Выполненное в работе обобщение экспериментальных и расчётных исследований, как отечественных, так и рубежных, в совокупности с расчётно-экспериментальными исследованиями диссертации создают базу знаний для уточнения расчётных обоснований безопасности с корректной оценкой неопределённостей и консервативностей.

Учитывая сложность и неоднозначность решаемых задач при обосновании безопасности и в процессе выработки проектных решений для РУ, а также при разработке инструкций по управлению авариями, развитие расчётных и экспериментальных методов для углубленного понимания процессов в A3 имеют большую практическую ценность для разработки проектов новых и модернизируемых АЭС с ВВЭР.

Основные положения, выносимые на защиту. Автором в диссертации изложены методы комплексного расчётно-экспериментального анализа термомеханического поведения твэлов и ТВС в связанной постановке с теплофизическими процессами в A3 в рамках обоснования безопасности РУ ВВЭР. На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод связанного термомеханического и теплофизического расчётного анализа поведения твэлов и ТВС при обосновании безопасности РУ ВВЭР в ПА и ЗПА БТ.

2. Численные методы осесимметричного и трёхмерного анализа локального раздутия оболочки твэла, реализованные в виде кодов ТВЭЛ-3 и ТВЭЛ-3/2, а также результаты верификации этих кодов.

3. Метод испытания трубчатых образцов, вырезаемых из оболочек твэлов, и метод построения по результатам этих испытаний уравнений механического состояния.

4. Методика испытаний 19-ти и 37-ми твэльных сборок в условиях второй стадии ПА и на начальной фазе ЗПА, анализ и обобщение результатов этих испытаний.

5. Методика испытаний одиночных твэлов на первой и второй стадиях ПА БТ, анализ и обобщение результатов этих испытаний.

6. Методики расчёта деформирования ТВС и её элементов по стержневой расчётной схеме, реализованные в коде ТМТВСГП, и по МКЭ с применением компьютерных кодов ANSYS и MSC.MARC.

7. Методика испытаний модельной ТВС на стенде ПАРАМЕТР-М и полномасштабной ТВС на стенде ФГУП ОКБ «Гидропресс».

8. Результаты пост-тестовых материаловедческих исследований и механических испытаний модельной сборки и её составных элементов.

9. Концепция разбираемости A3 после ПА и ЗПА БТ с учётом охрупчивания материала оболочек твэлов.

Степень обоснованности научных положений и рекомендаций, сформулированных в диссертации. При разработке расчётных методик использовались основополагающие принципы и методы механики деформированного твёрдого тела и теплофизики, численные методы решения задач механики сплошной среды и хорошо апробированные подходы к решению аналогичных задач техники. Для установления точности численных решений проводились сравнительные параметрические вычисления с получением асимптотических результатов и определением сходимости и погрешности решений. При проведении экспериментальных исследований использовались инструментированные устройства и аттестованные средства измерений основных параметров, применялись пред- и пост-тестовые расчёты, проводились серии сопоставимых испытаний и пост-тестовые материаловедческие исследования и механические испытания. Расчётные методы и разработанные на их основе компьютерные коды верифицированы на основе модельных экспериментов.

Личный вклад автора. Автор диссертации лично принимал участие в постановке научных задач по проблеме. Им разработаны расчётные методы, написаны алгоритмы и в соавторстве оформлены тексты компьютерных кодов, выполнена их отладка и верификация. Автором инициировал и принимал участие в разработке программ и методик испытаний по проблеме как на стенде ОКБ «Гидропресс», так и на стенде ПАРАМЕТР. Им сформулированы основные задачи испытания БТ-2 в НИИАР. Автор принимал личное участие в проведении экспериментальных исследований поведения твэлов и ТВС в авариях и в анализе их результатов, в пред- и в пост-тестовых расчётах. На основе обобщённого расчётпо-экспериментального анализа автором разработаны рекомендации по внедрению созданных методов и компьютерных кодов в регламентирующие документы для проектирования и обоснования безопасности РУ ВВЭР.

В целом, диссертационная работа представляет собой развитие и создание комплексных расчётно-экспериментальных методов для анализа поведения твэлов и ТВС в ПА и ЗПА БТ для РУ ВВЭР и её можно квалифицировать как решение крупной научной и народнохозяйственной проблемы, необходимой для обоснования безопасности РУ новых и модернизированных АЭС.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 45 работ, из них: 2 статьи в журнале «Известия ВУЗов. Машиностроение», статья в журнале Вестник МЭИ, 3 статьи в журнале «Вопросы атомной науки и техники», 3 статьи в сборнике «Расчеты па прочность», 1 статья в журнале «Проблемы прочности», 1 статья в сборнике «Расчеты и испытания па прочность материалов и элементов конструкций атомной техники» и 3 главы в монографии «Прочность основного оборудования и трубопроводов реакторных установок ВВЭР». Результаты работы докладывались на 5-ой и 6-ой Российских конференциях по реакторному материаловедению, г. Димитровград, 1997 и 2000 г., на международной теплофизической конференции «Теплофизические аспекты безопасности ВВЭР», Теплофизика-98, ГНЦ РФ ФЭИ, Обнинск, 1998 г., на отраслевой конференции «Гидродинамика и безопасность АЭС», Теплофизика-99, ГНЦ РФ ФЭИ, Обнинск, 1999г., на конференции «Теплофизические коды для энергетических реакторов», ГНЦ РФ ФЭИ, Обнинск, 2001, на 3-ей, 5-ой и 6-ой международных конференциях «WWER Fuel Performance, Modelling and Experimental Support», Pamporovo, Albena, Bulgaria, 1999, 2003 и 2005 г.г., на конференции «Методы и программное обеспечение расчетов на прочность», г. Туапсе, 2000 и 2004 г.г., на 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», г. Подольск, 2001 г., на 3-й и 4-ой научно-технических конференциях «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», г. Подольск, 2003 и 2005 г.г., на международных конференциях SMiRT 17 «Structural Mechanics in Reactor Technology», г.Прага, Чехия, 2003г и SMiRT 18, г.Пекин, Китай, 2005г., на 4-ом межотраслевом семинаре «Прочность и надежность оборудования», г.Звенигород, 2005г., на НТС ОКБ «Гидропресс», 2002 г., 2006 г. и на секции №5 НТС №1 Федерального агентства по атомной энергии РФ, 21 сентября 2005 г.

Объём и структура работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 218 наименований, изложена на 360 страницах машинописного текста и содержит 400 рисунков и 51 таблицу.

Благодарность. Работа не могла бы быть выполнена без организационной поддержки и научных консультаций генерального коиструктора-директора ФГУП ОКБ «Гидропресс», члена корреспондента РАН, д.т.н. Ю.Г.Драгунова. Большую помощь в методических и расчётных вопросах, а также в разработке компьютерных кодов и в выполнении расчётов автору оказал сотрудник отделения 2.00 ОКБ «Гидропресс» к.т.н. Е.А.Фризен. В расчётных работах также принимали участие к.т.н. С.Н.Филь, С.И.Зайцев, А.М.Шумский, В.В.Волков, Д.Н.Пузанов, А.Н.Чуркин, Т.В.Шпак, Н.Е.Сурина, В.В.Щеколдин, М.О.Закутаев и С.В.Рудыка. Необходимо отметить значительный вклад в работу сотрудников экспериментального отделения ОКБ «Гидропресс» к.т.н. Ю.А.Безрукова, к.т.н. Г.В. Каретникова, А.С. Богданова и др. в части проведения экспериментальных исследований твэльных трубок и сборок имитаторов твэлов; а также В.В.Макарова и А.В.Афанасьева в части проведения многочисленных экспериментальных исследований на фрагментах ТВС и на ТВС в целом, а также в создании стенда и в разработке методики испытаний полномасштабной ТВС для условий ПА БТ. Значительная часть стендовых экспериментальных исследований, включая пост-тестовые материаловедческие и механические исследования, была выполнена в НИИ «НПО «Луч» на стенде ПАРАМЕТР под руководством к.т.н. В.И.Наливаева и участии его сотрудников B.C. Константинова, к.т.н. НЛ.Паршина, П.Г.Афанасьева, Д.Н.Игнатьева, М.Ю.Гукова. Многие вопросы теоретического и экспериментального характера решались совместно с сотрудниками ВНИИНМ А.В.Салатовым, Л.Н.Андреевой-Андриевской, П.В. Федотовым, сотрудниками НИИАР к.т.н. В.М.Махиным и к.т.н. В.Н.Шулимовым и доцентом МЭИ, к.т.н. А.Н. Воронцовым. Необходимо отметить большую помощь в развитиии представлений о процессах высокотемпературного деформирования твэлов, ТВС и A3 д.т.н., профессора МГТУ им. Баумана В.Л.Данилова и доцентов этого института к.т.н. С.В.Зарубина и к.т.н. М.В.Доброва.

Автор выражает всем искреннюю благодарность за помощь и участие в работе.

Заключение диссертации по теме «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», Семишкин, Валерий Павлович

Выводы по главе 4.

1. Разработаны методики для анализа высокотемпературного поведения ТВС в авариях ПА и ЗПА БТ на основе различных приближений в описании общего и локального деформирования элементов ТВС с учётом геометрически и физически нелинейных эффектов. Разработаны коды ТМТВС и ТМТВСГП, предназначенные для «инженерного» анализа продольно-поперечного изгиба ТВС в НЭ, ПА и ЗПА и при холодной выгрузке ТВС из A3 после аварии. Выполнена верификация основных моделей деформирования, реализованных в коде.

2. Разработаны методики конечно-элементного моделирования деформирования ТВС в ПА и ЗПА БТ с использованием библиотеки конечных элементов кодов ANSYS и MARC.

Решена задача о контактном взаимодействии твэлов и ячеек ДР. Получены характеристики анизотропии для ДР из решения вспомогательной задачи с целью использования модели ДР в виде пластинки в конечно-элементном моделировании ТВС. Проведён анализ обоснованности упрощения расчётных моделей МКЭ при учёте локальных эффектов деформирования при анализе формоизменения ТВС в целом.

3. Сформулированы основные подходы и принципы стендового моделирования ТВС для верификации численных моделей и кодов, разработанных для решения второй термомеханической задачи. Проведены экспериментальные исследования деформирования и окисления ТВС в ПА и на начальной фазе ЗПА БТ на стендах НИИ НПО «Луч» и ОКБ «Гидропресс». Разработаны методики пред- и пост-тестовых материаловедческих анализов и механических испытаний модельных ТВС, испытанных на стендах.

4. Разработана концепция демонтажа A3 после ПА и ЗПА БТ с целью решения нормативного требования о разбираемости A3 после аварии, необходимая для составления ООБ и инструкций по управлению аварией и ликвидации её последствий. Сформулированы основные задачи по анализу состояния ТВС на всех стадиях аварии, включая этап «холодной» выемке ТВС из A3. Разработаны методики консервативного определения температурного и наряжённого состояния окисленной оболочки твэла при заливе A3 водой.

Заключение

1. На основе подробного анализа отечественных и зарубежных исследований поведения топлива РУ типа ВВЭР и PWR в ПА и ЗПА БТ и с учётом опыта обоснований безопасности, проводимых в ОКБ «Гидропресс», ВНИИНМ, РНЦ КИ и ГНЦ ФЭИ, определена проблемная область расчётно-теоретических и экспериментальных исследований термомеханического поведения твэлов и ТВС, связанного с теплофизическими процессами в A3 реакторов мощностью 1000 МВт и выше. Сформулированы две термомеханические задачи, решение которых необходимо проводить при обосновании безопасности РУ в соответствии с требованиями ОПБ и ПБЯ. В диссертации показано, что при модернизации действующих АЭС и создании новых, например АЭС-2006, необходимо решить ряд вопросов по снятию консерватизма проектных решений, исключению неопределённостей в описании физических процессов в A3 и повышению мощности АЭС. Всё это должно сочетаться с высокой экономичностью при более высоком уровне безопасности. Решение такого рода вопросов может быть осуществлено исключительно при комплексном подходе, в частности, при решении вопросов в связанном рассмотрении физических явлений различной природы, что особенно характерно для A3 ядерного реактора.

2. В диссертации обосновывается положение, что рассмотрению термомеханического поведения твэлов и ТВС в авариях БТ в начале 90-х годов уделялось недостаточное внимание, особенно при анализе связанных термомеханических и теплогидравлических процессов в A3. Это было обусловлено отсутствием необходимых методов и кодов, адекватно описывающих высокотемпературные эффекты в твэлах и ТВС, верифицированных на стендовых и внутриреакторных экспериментах. Поэтому в ОКБ «Гидропресс» была поставлена задача по разработке и внедрению в проектную практику методов и кодов расчётного обоснования безопасности с учётом термомеханического поведения твэлов и ТВС (две термомеханические задачи) в связанной с теплогидравлическими процессами в A3 постановке, а также по экспериментальной проверке методов и верификации кодов.

3. В диссертации в рамках решения первой термомеханической задачи разработаны новые методы расчётного анализа поведения твэлов как в составе теплогидравлических кодов, так и в виде одиночных кодов. Разработаны новые методы расчёта твэлов в двухмерной (осесимметричной) и трёхмерной постановках, а также по приближённой методике. Разработан и внедрён вычислительный код ТВЭЛ-3, в котором реализованы модели осесимметричного раздутия оболочки твэла. Разработан и внедрён вычислительный код ТВЭЛ-3/2, в котором реализованы модели трёхмерной теплопроводности и неосесимметричного раздутия оболочки твэла.

4. Для построения более детальных расчётных схем в теплогидравлических расчётах A3 и в термомеханических анализах поведения ТВС, учитывающих как термомеханическую, так и тепло физическую пространственную неоднородность, для обеспечения взаимосвязанного расчёта теплогидравлики A3 и поведения твэла, а также для выполнения анализа консервативности принимаемых допущений в проектных расчётных обоснованиях и для проведения прямых пред- и пост-тестовых расчётов стендовых и внутриреакторных экспериментов разработан и внедрён вычислительный код ТЕМПА-1Ф. В этом коде реализованы модели процессов тепломассопереноса в ТВС, охлаждаемых однофазным теплоносителем, при наличии локальных неоднородностей потока, и осуществлено включение в ТЕМПА-1Ф кодов ТВЭЛ-3 и ТВЭЛ-3/2. Осуществлено также соединение твэльного кода ТВЭЛ-3 с кодами ТЕЧЬ-М и КОРСАР/ГП1, с целью решения связанной термомеханической и теплофизических задач.

5. Для анализа деформирования в ПА и ЗПА твэльных оболочек, включая локальное раздутие, построены уравнения механического состояния циркониевых сплавов Э110 и Э635 с использованием энергетического варианта теории ползучести в связанной с разрушением постановке, что позволило описать третью стадию ползучести, характеризующуюся накоплением повреждений в материале. Разработан новый метод проведения высокотемпературных испытаний образцов из твэльных трубок, реализованный на стенде ОКБ «Гидропресс», что позволило через решение обратной задачи строить уравнения механического состояния для области локального раздутия твэльных оболочек.

6. Для обоснования поведения топлива в ПА и ЗПА БТ и получения экспериментальной информации о деформировании твэлов в составе сборок при различных термосиловых условиях, а также для верификации расчётных моделей и кодов, описывающих термомеханическое поведение твэлов и теплофизическое состояние сборок, разработана методология стендовых испытаний твэльных сборок. Проведена модернизация стенда ПАРАМЕТР в НИИ НПО «Луч» с целью проведения испытаний 19-ти и 37-ми твэльных модельных сборок в условиях ПА и ЗПА при охлаждении паром (или в смеси с аргоном) и при заливе водой. Испытано три 19-ти и семь 37-ми твэльных сборок в условиях второй стадии ПА БТ, а также две 19-ти твэльных сборки в ЗПА БТ. Результаты испытаний в соответствии с расчётными сценариями показали, что топливо ВВЭР-1000 может быть охлаждено в ПА БТ.

7. Разработана методология испытаний твэлов в условиях первой стадии ПА БТ при быстро меняющихся параметрах нагружения. Испытано 20 одиночных твэлов на первой стадии и 9 твэлов при последовательной реализации первой и второй стадий ПА БТ.

Получены фактические данные о деформировании и разрушении оболочки твэла, а также изучено влияние эффекта быстрого охлаждения оболочки твэла на деформирование на второй стадии ПА БТ.

8. По результатам стендовых испытаний твэльных трубок, одиночных твэлов и сборок твэлов, выполненных в рамках данной работы в ОКБ «Гидропресс» и в НИИ НПО «Луч», проведена верификация кодов ТВЭЛ-3, ТВЭЛ-3/2, ТЕМПА-1Ф и КОРСАР/ГП1. В результате материаловедческих пост-тестовых исследований получены данные о структуре материала оболочки твэла в ЗПА, необходимые для построения численных моделей деформирования твэла при заливе и демонтаже.

9. В рамках решения второй термомеханической задачи разработан и внедрён в проектную практику вычислительный код ТМТВСГП, в котором реализованы стержневые модели деформирования ТВС. Разработаны подходы к моделированию термомеханического поведения ТВС в ПА БТ и при «холодной» разборке A3 на основе конечно-элементных технологий с использованием кодов ANSYS/Mechanical и MARC. Разработаны методологии стендовых модельных и полномасштабных испытаний ТВС в ПА БТ.

10. Сформулирована концепция разбираемости A3 после ПА и ЗПА БТ с учётом охрупчивания материала оболочек твэлов и формоизменения A3.

11. Результаты расчётно-теоретических и экспериментальных исследований диссертации внедрены в проектную практику ОКБ «Гидропресс» и востребованы разработчиками и изготовителями твэлов и ТВС. Коды ТВЭЛ-3 и ТВЭЛ-3/2, а также коды КОРСАР/ГП1, ТЕМПА-1Ф, соединённые с кодом ТВЭЛ-3, проходят опытно-промышленную эксплуатацию и применяются как в обоснованиях безопасности проектов РУ ВВЭР-1000 и ВВЭР-1500, так и в пост-тестовых расчётах стендовых и внутриреакторных экспериментов. Связанное решение задач термомеханики и теплофизики на основе разработанных в диссертации методов позволяет снижать консервативность обоснований безопасности и уменьшать количество неопределённостей в построении расчётных схем. Подходы, реализованные в диссертации, являются основой для уточнения инструкций по управлению проектными и запроектными авариями, как на вновь строящихся, так и при модернизации действующих АЭС. На основе разработок автора создана методическая основа для разработки инструкций по ликвидации аварий на стадии разборки A3. В целом, использование результатов, полученных в диссертации, создаёт базу знаний для уточнения расчётных обоснований безопасности и способствует повышению уровня безопасности и конкурентной способности отечественного топлива для АЭС с ВВЭР.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Семишкин, Валерий Павлович, 2007 год

1. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций, ОПБ-88/97, ПНАЭ Г-01-011-97, Москва, 1997.-42с.

2. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. ПБЯ РУ АС-98, ПНАЭ Г-1-024-90 //Атомная энергия. 1990. - Т.69, вып.6. - С.409-422.

3. Активные зоны ВВЭР для атомных электростанций / В.Д.Шмелев, Ю.Г.Драгунов, В.П.Денисов и др. М.:ИКЦ «Академкнига», 2004. - 220 с.

4. Реакторы ВВЭР-1000 для атомных электростанций / В.К.Резепов, В.П.Денисов, Н.А.Кирилюк и др. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 333с.

5. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетическихреакторов. В 2 кн. Кн.1 / Ф.Г. Решетников, Ю.К. Бибилашвили, И.С. Головнин и др.; под ред. Ф.Г.Решетникова. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 320с.

6. Головнин И.С., Новиков В.В. Деформация труб из циркониевых сплавов при аварии спотерей теплоносителя // Атомная энергия за рубежом. 1982. - №5. - С.3-8.

7. Дуглас Д. Материаловедение циркония: Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1975. - 360с.

8. Конструкционные материалы ядерных реакторов. / Н.М. Бескоровайный, Б.А. Калин, П.А.Платонов и др. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 704с.

9. Займовский А.С., Никулина А.В., Решетников Н.Г. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1994. - 256с.

10. Алексеенко Г.К., Короткова Н.В. Влияние отпуска на механические свойства сплавов Zr с N // Сплавы для атомной энергетики. М.: Наука, 1979. С.204-207.

11. Григорьев В.М., Иванов А.Н. Вопросы коррозионного поведения циркониевых сплавов // Атомная энергия за рубежом. 1986. - №5. - С.3-8.

12. Safety margins of operating reactors and implications for decision making including consideration of uncertainties of analyses. TCM J4-TC-1180, October 15-19,2001, Vienna.

13. Обоснование нейтронно-физической и радиационной частей проектов ВВЭР / А.К.Горохов, Ю.Г.Драгунов, Г.ПЛунин и др. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 496с.

14. Тепловое поведение UO2 топлива высокого выгорания: моделирование в поддержку кода РТОП / В.Д.Канюкова, В.В.Лиханский, Г.А.Солодовников и др. // 3-я научно-техническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. Подольск, 2003, т.4.-С.18-51.

15. Sha W.T. An Overview on Rod-Bundle Thermal-Hydraulic Analysis // Nucl. Eng. and Design. -1980.-Vol.62.-P.l-24.

16. Жуков A.B., Сорокин А.П., Матюхин H.M., Межканальный обмен в ТВС быстрых реакторов: Теоретические основы и физика процесса. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 184с.

17. Расчётное обоснование теплогидравлических характеристик реактора и РУ ВВЭР /

18. B.П.Спассков, Ю.Г.Драгунов, С.Б.Рыжов и др. М.: ИКЦ "Академкнига", 2004. - 340с.

19. Семишкин В.П. Драгунов Ю.Г. Термомеханическое поведение твэлов и ТВС в аварии «большая течь» и обоснование безопасности РУ с ВВЭР-1000 // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. 2004. - Вып. 7. - С. 19-38.

20. Семишкин В.П. Связанное термомеханическое поведение твэлов и ТВС в задачах обоснования безопасности. // 4-ая международная научно-техническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. Подольск, 2005, т.2. - С.87-100.

21. Л.Тонг. Теплообмен и безопасность реакторов // 6-я Международная конференция по теплообмену. Теплообмен. Достижения. Проблемы. Перспективы. М.: Мир, 1981.1. C. 193-249.

22. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов / Г.Г.Бартоломей, Г.А.Бать, В.Д.Байбаков и др. 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 512с.

23. Галин Н.М., Кириллов Л.П. Тепломассобмен (в ядерной энергетике): Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 376с.

24. Работнов Ю.Н., Милейко C.T. Кратковременная ползучесть. М.:Наука, 1970. - 224с.

25. Пуарье Ж.П. Высокотемпературная пластичность кристаллических тел: Пер с фран. -М.:Металлургия, 1982. 272с.

26. Влияние температуры на анизотропию пластической деформации сплава Zr-l%Nb. / П.Ф.Прасолов, Б.П.Конопленко, Е.Н.Пирогов и др. // Прочность и долговечность материалов и конструкций атомной техники. М.: Энергоатомиздат, 1980. - С.84-89.

27. Об анизотропии пластической деформации сплава Zr-l%Nb / Б.П.Конопленко, П.Ф.Прасолов, В.В.Новиков и др. // Физика и механика деформации и разрушения. М.: Энергоиздат, 1981, вып. 10. - С.34-41.

28. Ползучесть оболочечных труб из сплава Zr-l%Nb при температурах 350+400°С в зависимости от схемы нагружения / В.П.Воейков, А.М.Коптельцев, Д.А.Озерецкий и др. //

29. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Атомное материаловедение. 1984. -Вып.1(19). - С.24-30.

30. Степанов В.А., Шпейзман В.В. Ползучесть металлов при растяжении и сжатии // Физика металлов и металловедение. 1970. - Т.29, вып.2. - С.375-379.

31. Хилл Р. Математическая теория пластичности: Пер. с англ. М.: Гостехтеориздат, 1956. -407с.

32. Кобылянский Г.П., Новоселов А.Г., Радиационная стойкость циркония и сплавов на его основе. Справочные материалы по реакторному материаловедению. Димитровград, 1996. - 175 с.

33. Герасимов В.В., Монахов А.С. Материалы ядерной техники: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоиздат, 1982. 288с.

34. Mechanical Properties of Unirradiated and Irradiated Zrl%Nb Cladding // E. Kaplar, L.Yegorova, K.Lioutov and oth. / RRC «Kurchatov Institute» report NSI RRC 2241, 2001. -31 p.

35. Соляный В.И., Ямников B.C. Оценка несущей способности циркониевых оболочек твэлов // Атомная энергия. 1980. - Т.48, вып.2. - С. 73-76.

36. Алымов М.И., Пирогов Е.Н., Артюхина JI.JI. Установившаяся ползучесть сплава Н-1 в интервале температуры 650-870 К // Атомная энергия. 1987. - Т.62, вып.6. - С. 387-388.

37. Алымов М.И., Пирогов Е.Н., Артюхина JI.JL, Комаров О.В. Напряжение установившегося течения при растяжении сплава Н-1 // Атомная энергия. 1987. - Т.63, вып.1. - С.50-51.

38. Пирогов Е.Н., Алымов М.И., Артюхина JI.JI. Ползучесть сплава Н-1 в области полиморфного превращения // Атомная энергия. 1988. - Т.65, вып.4. - С.293-394.

39. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975.-400с.

40. Зайков М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке. Свердловск: Металлургиздат, 1960. - 300с.

41. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предупреждение, предотвращение: Пер с англ. М.: Мир, 1981. - 624с.

42. Гольденблатт И.И., Бажанов B.JL, Копнов В.А. Длительная прочность в машиностроении. М.: Машиностроение, 1977. - 248с.

43. Качанов JI.M. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. - 312с.

44. Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести: Пер с англ. -М.: Мир, 1986. 360с.

45. Leistikow S. and Schanz G. Oxidation Kinetics and Related Phenomena of Zircaloy-4 Fuel Cladding Exposed to High Temperature Steam and Hydrogen-Steam Mixtures Under PWR Accident Conditions // Nuclear Engineering and Design. 1987. Vol.103. - P.65-84.

46. SCDAP/RELAP5/MOD2 Code Manual, Volume 4: MATPRO-A Library of Materials Properties for Light-Water-Reactor Accident Analysis. NUREG/CR-5273 EGG-2555. Vol.4, 1990.

47. Определение порога охрупчивания окисленных оболочек твэлов ВВЭР в условиях аварий с потерей теплоносителя / В.Г.Асмолов, Л.А.Егорова, К.В.Лютов и др.// Промежуточный отчет. Инв.№ ИПБ РНЦ КИ 3027. 2002.

48. Experimental Study of Embrittlement of Zr-l%Nb VVER Cladding under LOCA-Relevant Conditions / L.Yegorova, R. Lioutov, N. Jouravkova and oh. // NUREG/IA-0211. IRSN 20051194. NSIRRC KI3188. 2005. 256 p/

49. А.В.Болдырев. Моделирование высокотемпературного деформирования и разрушения окисленных защитных оболочек твэлов в условиях запроектной аварии: Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М., 2005. - 145с.

50. Hofmann P., Hering W., Homann С. at al. QUENCH-01 Experimental and Calculation Results. Forschungszentrum Karlsruhe, Technik und Umwelt, FZKA 6100. November, 1998.

51. Разработка бета-версии кода КОРСАР с усовершенствованной моделью окисления из пакета СВЕЧА. Отчет ИБРАЭ РАН. Инв.№ 13-3-0104/672-03-3. 2003.

52. Тутнов Ан.А., Тутнов А.А., Ульянов А.И. Методика математического моделирования теплофизических, прочностных и надежностных характеристик твэлов энергетических реакторов. М.: РНЦ Курчатовский институт, 1993. - 146с.

53. Ямников B.C., Маланченко Л.Л., Алешня В.В. Модель и программа для теплофизического расчета твэлов энергетических реакторов типа ВВЭР и РБМК пристационарных режимах работы АЭС. М.: ЦНИИ Атоминформ, ВНИИНМ П-1(39). -1985.-70с.

54. Тутнов Ан.А., Тутнов Ал.А., Дубровин К.П., Ульянов А.И. Сравнение экспериментальных и расчетных данных по PULSAR-2 для различных ТВС и реакторов // Атомная энергия. 1997. - Т.83, вып.З. - С. 159-164.

55. Тутнов Ан.А., Тутнов Ал. А., Алексеев Е.Е. PULSAR+: Программа расчета поведения твэлов в ТВС при аварии с потерей теплоносителя и всплесках реактивности // Атомная энергия. 1997. - Т.82, вып. 6. - С.413-416.

56. Гарофало Ф. Законы ползучести и длительной прочности металлов: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1968. - 304с.

57. Yamshchicov N., Boldirev A., Komarov О. The Modelling of Fuel Cladding Deformation Behavior under Severe Accident // Preprint NSI-2-93, Nuclear Safety Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow. -1993.

58. Логвинов С.А., Безруков Ю.А., Драгунов Ю.Г. Экспериментальное обоснование теплогидравлической надежности реакторов ВВЭР. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. -255 с.

59. Влияние характеристик твэлов на температурный режим активной зоны в максимальной проектной аварии / А.М.Шумский, Б.Я.Курочка, Л.Н.Борисов Л.Н. и др. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика и техника ядерных реакторов. 1985. - Вып.8. -С.9-15.

60. Чувствительность результатов анализа большой аварии с потерей теплоносителя ВВЭР-1000 к начальным и граничным условиям / Н.С^Филь, А.К.Подшибякин, Л.Н.Борисов,

61. В.В.Щеколдин / 6-ой международный форум по информационному обмену в области анализа безопасности АЭС с ВВЭР и РБМК, Украина, Киев, 8-12 апреля, 2002 г. 72. F.D'Auria. Addressing the Ballooning Issue. IAEA Workshop on Review of Identified

62. Троянов В.М., Лихачев Ю.И., Фоломеев В.И. Метод расчета продольно-поперечного изгиба бесчехловой ТВС ВВЭР-1000 при эксплуатационных нагрузках // Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. 2002. - №2. - С.44-53.

63. Троянов В.М., Лихачев Ю.И., Фоломеев В.И. Моделирование термомеханического поведения ТВС в составе активной зоны ВВЭР-1000 // Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. 2002. - №3. - С.14-18.

64. Троянов В.М., Лихачев Ю.И., Фоломеев В.И. Расчетное моделирование термомеханического поведения активной зоны ВВЭР-1000 в авариях с потерей теплоносителя // Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. 2002. - №3. - С. 19-25.

65. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. -752с.

66. Karb Е.Н. In-Pile Tests at Karlsruhe of LWR Fuel-Rod Behavior During the Heatup Phase of LOCA. // Nuclear Safety. -1980. -V.21. № 1. P. 26-37.

67. Erbacher F.J. Cladding Tube Deformation and Core Emergency Cooling in a Loss of Coolant Accident of a Pressurized Water Reactor. // Nuclear Engineering and Design. 1987. - Vol.103. -P.55-64.

68. Reocreux M., Scott de Maryinville E.F. A Study of Fuel Behavior in PWR Design Basis Accident: an Analysis of Results from the PHEBUS and EDGAR Experiments. // Nuclear Engineering and Design. 1990. - Vol.124. - P.363-378.

69. Forgeron T. Deformation and Rupture in LOCA conditions: EDGAR experiment and model. // French Russian LWR Fuelseminar "Zircaloy in LOCA Conditions". Suclay, 20-27 November,1993.

70. Kawasaki S. A review of Studies on Behavior of Fuel cladding under LOCAs. // Japan-USSR Seminar on LWR Fuels. -Tokyo. -1990. P.78-81

71. Uchida M. Application of a Two-dimensional Model to Out-pile and In-pile Simulation Experiments. // Nuclear Engineering and Design. 1984. - V.77. - P.37-47.

72. Блокировка проходного сечения ТВС реактора ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя / В.И.Соляный, Л.Н.Андреева-Андриевская, Ю.К.Бибилашвили и др. // Атомная энергия. 1989. - Т.66, Вып.6. - С.383-388.

73. Uchida М. Application of a Two-dimensional Model to Out-pile and In-pile Simulation Experiments. // Nucl. Eng. and Design. 1984. -V.77. - P.37-47.

74. Исследования коррозионного поведения сплава Zrl%Nb в паре при высокой температуре / В.И.Соляный, Ю.К.Бибилашвили, В.В.Драненко и др. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Атомное материаловедение. 1988. - Вып.2(27). - С.89-95.

75. Кинетика окисления оболочки из сплава Zrl%Nb / В.Вртилкова., Л.Молин, К.Юпоц и др. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Атомное материаловедение. 1988. - Вып. 2(27). - С.84-89.

76. Исследования термостойкости имитаторов отработавших твэлов ВВЭР-1000 с недеформированной и деформированной оболочкой / И.В.Кузьмин, И.А.Кунгурцев,

77. A.Ю.Лещенко и др. // 7-я Российская конференция по реакторному материаловедению. -Димитровград: НИИАР, 2004, т.2, часть 3. С.45-54.

78. Исследование поведения топлива легководных реакторов в аварийных условиях /

79. B.А.Цыканов, В.П.Смирнов, А.В.Горячев и др. // 7-я Российская конференция по реакторному материаловедению. Димитровград: НИИАР, 2004, т.2, часть 3. - С.3-26.

80. Расчёт термомеханического поведения твэла. ТВЭЛ-3. Методика расчёта. 8624606.00445-019001-ЛУ / В.П.Семишкин. С.И.Зайцев, А.М.Шумский и др.// Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1996.-66с.

81. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.: Госэнергоиздат, 1956. - 392с.

82. Патанкар С. Численные методы решения задачи теплообмена динамики жидкости: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 150с.

83. Рядно А.А., Беляев Н.М. Методы теории теплопроводности: Учеб. пособие для вузов. В 2-х частях. Часть 1. -М.: Высшая школа, 1982. 327с.

84. Определение статических параметров зазора между топпливом и оболочкой твэл ВВЭР-1000. 320-Пр-334. / В.П.Семишкин. Н.Е.Сурина, Т.В.Шпак и др.// Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1996. - 96с.

85. Статистическая обработка результатов измерения параметров твэлов ВВЭР-1000. 320-Пр-370. / В.П.Семишкин, Н.Е.Сурина, Т.В.Шпак. и др.// Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1997.-90с.

86. Севостьянов Б.А. Курс теории вероятностей и математической статистики: Учеб. пособие. М.: Наука. - 256с.

87. Анализ влияния исходных размеров составляющих элементов твэлов на тепловое состояние активной зоны при МПА. 320-Пр-377 / В.Б.Черникова, В.П.Семишкин, Шумский A.M. и др. // Подольск, ОКб «Гидропресс», 1998. -47с.

88. Расчетный анализ случайных функций температуры оболочки твэла в максимальной проектной аварии. 320-Пр-395. / В.П.Семишкин. Н.Е.Сурина, В.В.Волков и др.// -Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1999. 51с.

89. Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973. -456с.

90. Калиткин Н.Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978. 512с.

91. Малинин Н.Н., Романов К.И., Ханин А.И. Теоретические исследования газостатической формовки полых тонкостенных изделий // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1985. - Вып.26. - С. 123-134.

92. Романов К.И. Механика горячего формоизменения металлов. М.: Машиностроение, 1993. - 240с.

93. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. М: Наука, 1969,420с.

94. Экспериментальное исследование раздутия и разрушения оболочек твэлов ВВЭР-1000 в условиях максимальной проектной аварии / Г.В.Каретников, А.С.Богданов,

95. B.П.Семишкин и др. // 6-ая Российская конференция по реакторному материаловедению. Димитровград: НИИАР, 2001, т.2, частьЗ. - С.249-257.

96. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986. 221с.

97. Работнов Ю.Н. О разрушении вследствие ползучести. // Журнал ПМТФ. 1963. - №2.1. C.45-53. .

98. Соснин О.В. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Ползучесть и разрушение неупрочняющихся материалов. Сообщение 1. // Проблемы прочности. 1973. - №5. - С.45-49.

99. Соснин О.В., Шокало И.К. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Сообщение 2. // Проблемы прочности. 1974. - №1. - С.52-57.

100. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Новосибирск: Ротапринт Института Гидродинамики СО АН СССР, 1985. - 95с.

101. Тихонов А.С. Эффект сверхпластичности металлов сплавов. М.: Наука, 1978. - 142с.

102. Аминов О.В., Лазаренко Э.С., Романов К.И. Уравнения состояния материала при больших деформациях ползучести // Динамика сплошной среды. СО РАН. 2001. -Вып.119. - С.10-13.

103. Прочность основного оборудования и трубопроводов реакторных установок ВВЭР / Н.В.Шарый, В.П.Семишкин. В.А.Пиминов, Ю.Г.Драгунов М.: ИздАТ, 2004 - 496с.

104. Худсон Д. Статистика для физиков: Пер. с англ. М.: Мир, 1970. - 193с.

105. Голубовский Е.Р. Длительная прочность и критерий разрушения при сложном напряжённом состоянии сплава ЭИ698ВД // Проблемы прочности. 1984. - №8. — С.11-17.

106. Малинин Н.Н., Романов К.И., Ширшов А.А. Сборник задач по прикладной теории пластичности и ползучести: Учеб. пособие. М.: Высшая школа. 1983. -123с.

107. Расчёт термомеханического поведения твэла в неосесимметричной постановке. Методика расчёта. 8624606.00484-019001 / В.П.Семишкин. Е.А.Фризен, В.В.Волков и др.// Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1999. - 60 с.

108. Данилов В.Л., Фризен Е.А., Семишкин В.П. Расчетное моделирование раздутия оболочек твэлов ВВЭР-1000 в авариях с большой течью. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2003. - №12. - С.8-12.

109. Малинин Н.Н., Романов К.И. Расчет процессов вязкого деформирования на основе смешанного вариационного принципа // Известия АН СССР. Механика твердого тела.1982. №5. - С.84-90.

110. Романов К.И Применение вариационных принципов ползучести к исследованию процессов горячего формоизменения // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение,1983. Вып.23. - С.178-185.

111. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1983. - 352с.

112. Гун Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением (Теория пластичности): Пер. с англ. М.: Металлургия, 1980. - 456с

113. Малинин Н.Н. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1979.- 119с.

114. Zienkiewicz О.С. Flow formulation for numerical solution of forming processes // Numerical Analysis of Forming processes / Ed. J.F.T. Pittman et. all. Swansea: Wiley, 1984. - P.l-44.

115. Замула Т.Н., Павлов В.А. Решение задач ползучести методом конечных элементов // Ученые записки ЦАГИ. 1981. - №6. - С.87-89.

116. Романов К.И. Исследование методом конечных элементов горячей осесимметричной осадки // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1978. -№ 5. - С.79-86.

117. Романов К.И. Решение технологических задач теории ползучести с учетом повреждаемости материала // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1984. -№26.- С.72-77.

118. Биргер И.А. Общие алгоритмы решения задач теории упругости, пластичности и ползучести // Успехи механики деформируемых сред. М.: Наука, 1975. - С. 51-73.

119. Стасенко И.В., Семишкин В.П. Неустановившаяся ползучесть толстостенной трубы. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1977, - №2. - С. 13-15.

120. Стасенко И.В., Семишкин В.П. Неустановившаяся ползучесть толстостенных труб при комбинированном нагружении. // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1978, -Вып. 19. - С.109-122.

121. Стасенко И.В., Семишкин В.П. Ползучесть неравномерно нагретых труб. // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1980, - Вып. 21. - С.111-117.

122. Киселев В.А., Семишкин В.П. Исследование кинетики напряженного состояния вблизи концентраторов напряжения в условиях высокотемператрной ползучести. // Проблемы прочности.- 1981. -№2.-С. 10-13.

123. Стасенко И.В., Семишкин В.П. Кинетика напряженного состояния в толстостенных криволинейных трубах при неустановившейся ползучести. // Расчеты на прочность. -М.: Машиностроение, 1983, Вып. 24. - С.140-147.

124. Argyzis J.H., Doltsinis J. St., Wustenberg H. Analysis of thermoplastic forming processes. Natural approach // Comput. and Struct. -1984. Vol.19, №1-2. - P.9-23.

125. Ортега Дж., Рейнболдт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. - 558с.

126. Джорж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений: Пер. с англ. М.: Наука, 1975. - 334с.

127. Евзеров И.Д., Здоренко B.C. Сходимость плоских конечных элементов тонкой оболочки // Строительная механика и расчет сооружений. 1984. - №1. - С.35-40.

128. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. - 541с.

129. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1974. - 343с.

130. Постнов В.А., Фрумен А.И. Применение метода конечных элементов для расчета оболочек произвольной формы // Прочность судовых конструкций: Труды ЛКИ. 1978.- С.73-82.

131. Morley L.S.D. A facet-like shell theory // Int. J. Eng. Sci. 1984. - Vol. 22, №11-12. -P.1315-1327.

132. Включение программы ТВЭЛ-3 в программу КАНАЛ комплекса ТРАП-97. 320-Пр-423. / В.П.Семишкин, Н.Е.Сурина, Т.В.Шпак // Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2002. - 42 с.

133. Влияние деформаций ползучести оболочек твэлов на расхолаживание активной зоны ВВЭР-1000 при разрыве Dy850 / В.П.Семишкин, С.И.Зайцев, Е.А.Фризен и др. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. 2004. -Вып.7. - С. 13-18.

134. Кириллов П.П., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1984. - 296с.

135. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975.-560с.

136. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980.-424 с.

137. Расчет локальных неоднородных процессов тепломассопереноса в ТВС активной зоны реакторов типа ВВЭР. ТЕМПА-1Ф. 8624607. 00505-019001 / А.Н.Чуркин, В.И.Деев, В.П.Семишкин и др.// Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1999. - 21 с.

138. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости: Пер. с англ. М.: Мир, 1973. - 760с.

139. Деев В.И., Чуркин А.Н. Разработка программы ТЕМПА-1Ф для исследования течения теплоносителя в сборках тепловыделяющих стержней // Научная сессия МИФИ-99. Сб. научных трудов. М.: МИФИ, 1999. - Т.5. - С.184-185.

140. Экспериментальные исследования поведения топлива ВВЭР в условиях проектных аварий / В.П.Смирнов, А.В.Смирнов, В.П.Семишкин и др. // 5-я межотраслевая конференция по реакторному материаловедению.- Димитровград: НИИАР, 1998, т.1, часть 1. С.204-236.

141. Стендовое моделирование стадий проектной аварии с потерей теплоносителя реакторной установки с ВВЭР. // В.П.Денискин, Н.Н.Пономарев-Степной, Ю.Г.Драгунов и др. / Атомная энергия. 2004. - Т.96, вып.4. - с.247-255.

142. WER Type Fuel Rod Bundle Tests in LOCA Simulation Conditions. // Yu.K.Bibilashvili, N.B.Sokolov, V.P.Semishkin and oth. 6th International QUENCH Workshop, Germany, Karlsruhe, October 10-12,2000. - 12 p.

143. Расчет теплофизического и термомеханического поведения твэла. Отчет о верификации ТВЭЛ-3. 1337208.00003-01 92 01. / В.П.Семишкин. Е.А.Фризен, В.В.Волков и др.// -Подольск: ЗАО «НПО» Гидропресс», 2006. 90 с.

144. Особенности повторного залива твэлов ВВЭР и аварии типа LOCA. / В.М.Махин, В.Н.Шулимов, В.П.Семишкин и др. // Отраслевая конференция. Гидродинамика и безопасность АЭС. Тез. Докл. Обнинск, ФЭИ, 1999. - С. 138-140.

145. Алексеев А.В., Киселева И.В., Шулимов В.Н. Результаты испытаний в канале реактора МИР.М1 фрагмента ТВС ВВЭР-1000 в режиме МПА (П и Ш стадии) // 3-я научнотехническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. Подольск, 2003, т.6 -С.105-109.

146. Посттестовые расчеты эксперимента ПВП-2 реактора МИР. 320-Пр-470. / В.П.Семишкин. А.М.Шумский, Н.Е.Сурина и др. // Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2002.-51 с.

147. Расчёт экспериментов на стенде ПАРАМЕТР/ В.В.Щеколдин, Н.С.Филь, В.П.Семишкин и др. // 4-я международная научно-техническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. Подольск, 2005, т.2. С.30-48.

148. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996. - 127с.

149. Математическое моделирование термомеханических процессов в активной зоне ВВЭР. / В.Л.Данилов, М.В.Добров, В.П.Семишкин и др. // 3-я научно-техническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. Подольск, 2003, т.З. -С.187-195.

150. Экспериментальные исследования жесткости и формоизменеиия необлученных ТВС ВВЭР-1000 / Макаров В.В., Афанасьев А. В., Селезнев А.В. и др. // 3-я научно-техническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. Подольск, 2003, т.З.-С. 142-153.

151. Экспериментальные и расчетные исследования жесткости и формоизменения необлученных ТВС ВВЭР-1000 / Ю.Г.Драгунов, А.В.Селезнев, В.П.Семишкин и др.// Вопросы атомной науки и техники. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. 2004. -Вып. 5. - С.65-74.

152. Расчетный анализ деформирования тепловыделяющей сборки в активной зоне при нормальных условиях эксплуатации. 412-Пр-480. / Д.Н.Пузанов, Е.А.Фризен, В.П.Семишкин и др. // Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2004. - 30 с.

153. Расчет термомеханического поведения тепловыделяющей сборки в активной зоне. 448.01.04 РР2. / Д.Н.Пузанов, В.П.Семишкин. Е.А.Фризен и др. // Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2004. - 38 с.

154. Расчетное моделирование изгиба ТВС с учетом особенностей локального взаимодействия твэлов с ДР / В.П.Семишкин, А.Н.Воронцов, Д.Н.Пузанов и др. // 3-я научно-техническая конференция. Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР. -Подольск, 2003, т.З С.184-193.

155. Влияние топливного сердечника на деформацию оболочки тепловыделяющего элемента реактора ВВЭР-1000 / А.Н.Воронцов, В.П.Семишкин. Д.Н.Пузанов и др. // Вестник МЭИ 2005. - №2. - С.54-60.

156. Программный комплекс для решения термомеханических задач методом конечных элементов, ANSYS Mechanical, v.9.0, CAD FEM GmbH, 2004.

157. Фрост Б. Твэлы ядерных реакторов: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 248с.

158. Kjaer-Pedersen N. WAFER-2: Fuel Performance Modelling. // Nucl. Eng. and Design. 1980. - V.56. - P.57-61.

159. Воронцов A.H. Расчет проскальзывания твэлов в дистанционирующих решетках тепловыделяющей сборки реактора ВВЭР-1000. // Вестник МЭИ. 2003. - №4. - С.11-16.

160. Внутриреакторные исследования характеристик трения реакторных материалов / В.М.ГЦавелин, А.В.Косточка, А.А.Кузнецов и др. // Атомная энергия. 1986. - Т.61, вып.З.-С. 175-178.

161. Стасенко И.В. Расчет трубопроводов на ползучесть. М.: Машиностроение, 1986. -256с.

162. Семишкин В.П. Расчет на ползучесть толстостенных трубопроводов установок типа БР // Расчеты и испытания на прочность материалов и элементов конструкций атомной техники М.: Энергоатомиздат. 1987, с.23-30.

163. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1970. 720 с.

164. Зарубин B.C. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций. М.: Машиностроение, 1985.-293 с.

165. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учеб. пособие. М.: Наука, 1986. - 512с.

166. Разработка расчетного кода, предназначенного для анализа термомеханики ТВС в условиях аварии с разрывом Ду850 вторая стадия: Отчет о НИР. 448-0-134. / В.П.Семишкин, Д.Н.Пузанов, Е.А.Фризен и др. // - Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2005. -29 с.

167. Формоизменение тепловыделяющей сборки при проектной аварии с разрывом главного циркуляционного трубопровода. Расчет термомеханический. Часть 2. 448.01.04 РР3.1. / Д.Н.Пузанов, В.П.Семишкин. Е.А.Фризен и др. // Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2006. -29 с.

168. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. -М.: Наука, 1979. -744с.

169. Белкин А.Е., Гаврюшин С.С. Расчет пластин методом конечных элементов: Учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. - 151с.

170. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.: Наука, 1977. 416 с.

171. Бажанов В.Л. Пластинки и оболочки из стеклопластиков. М.: Высшая школа, 1970. -405с.

172. Предтестовый расчет термомеханического поведения модельной 19-ти твэльной сборки во время высокотемпературных испытаний. 448-0-134 / Д.Н.Пузанов, В.П.Семишкин, Е.А.Фризен и др. // Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2005. - 29 с.

173. MARC Analysis Research Corporation, MARC, Volume A, Theory and User Information, Version K7,1997.

174. Коллиер Дж., Хыоит Дж. Введение в атомную энергетику: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 253с.