Защитная оболочка атомного реактора ВВЭР-1000

Местоположение:  Балаковская АЭС, Россия

Рассчитываемая оболочка состоит из цилиндрической части диаметром 46м и сферической части с высотой подъема 10м. Конструкция оболочки многослойная представляет собой железобетонную стену обшитую с обеих сторон металлическим листом, внутри которой в специальных каналах расположены высокопрочные канаты. Толщина оболочки меняется в пределах 900-1300мм. Канаты преднапрягаются, на расчетное усилие 1000т обжимая оболочку, с целью недопущения трещин в бетоне при аварийных ситуациях. Натяжение осуществляется домкратами, расположенными на контурном кольце в месте соединения цилиндрической и сферической частей.

Неординарность данного расчета заключалась в том, что каждому из канатов задавалось свое (реальное) значение преднапряжения, полученное от специальной компьютерной системы, следящей за состоянием защитной оболочки. Во время эксплуатации расчетные значения преднапряжения меняются, а также возможен обрыв некоторых из них. Это радикально меняет расчетную модель, которая при одинаковом натяжении канатов могла рассчитываться как осесимметричная (т.е. задача плоской деформации).

Цель расчета – определить напряженно–деформированное состояние оболочки при существующем натяжении канатов, а также определить обеспечивает ли эта ситуация герметичность оболочки при форс-мажоре.

Расчетная модель оболочки включала: плоские К.Э. оболочки (цилиндрическая и сферическая части); объемные К.Э. (контурного кольца, соединяющего цилиндрическую и сферическую части); стержневые К.Э. (преднапряженные канаты и специальные К.Э., моделирующие проскальзывание канатов в каналах с потерей натяжения при трении). Натяжные устройства моделировались конечными элементами типа «форкопф», расположенными в узлах контурного кольца.