УДК 621.311.25
В. И. С о л о н и н, Ф. Д. С о р о к и н,
В. В. П е р е в е з е н ц е в
ДЕМПФИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПУЧКА
ТВЭЛОВ ЧЕХЛОВЫХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ
СБОРОК ВОДООХЛАЖДАЕМЫХ РЕАКТОРОВ
Разработана модель демпфирования колебаний пучка твэлов в ма-
кронеподвижной жидкости в чехловых тепловыделяющих сборках
водоохлаждаемых реакторов. Модель основана на затратах энер-
гии перераспределения жидкости по периметру зазора между вну-
тренней поверхностью чехла и периферийным рядом твэлов при
вибрационных перемещениях пучка в зазоре. Получены расчетные
значения коэффициентов демпфирования в зависимости от шири-
ны зазора, которые хорошо согласуются с их экспериментальными
значениями.
Снижение интенсивности гидродинамически возбуждаемых вибра-
ций тепловыделяющих элементов (твэлов) в тепловыделяющих сбор-
ках (ТВС) водоохлаждаемых реакторов возможно либо путем умень-
шения гидродинамических нагрузок, действующих на пучок твэлов
при течении теплоносителя, либо за счет повышения демпфирующих
свойств гидроупругой системы “пучок твэлов – поток теплоносителя”.
Тепловыделяющая сборка ВВЭР-440 представляет собой сложную
механическую систему (рис. 1), состоящую из пучка цилиндрических
заполненных таблетками ядерного топлива и расположенных по тре-
угольной сетке оболочек жестко закрепленных одним концом в ниж-
ней опорной решетке и взаимодействующих другим концом с шести-
гранным чехлом через упругую опору – верхнюю дистанционирую-
щую решетку. Все твэлы, помимо нижней и верхней опор, связаны
в пучок десятью промежуточными не взаимодействующими с чехлом
ячеистыми дистанционирующими решетками. Турбулентное течение
водного теплоносителя в ТВС возбуждает вибрации пучка твэлов. Ис-
следования гидродинамически возбуждаемых вибраций пучка твэлов
ТВС ВВЭР-440 [1] показывают, что наибольшие амплитуды вибро-
перемещений соответствуют колебаниям пучка как целого. При этом
роль вибраций индивидуальных твэлов, имеющих достаточно высо-
кие значения собственных частот (более 100 Гц), между смежными
дистанционирующими решетками относительно мала. Поэтому осо-
бый интерес представляет низкочастотная часть спектра колебаний,
когда все твэлы пучка совершают синфазные колебания. В этом слу-
чае можно рассматривать колебания пучка в целом с присущими ему
динамическими характеристиками: собственной частотой, присоеди-
ненной массой жидкости и диссипативными свойствами гидроупругой
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 75
