Рис. 1. Конструктив-
ная схема ТВС (ра-
бочей кассеты) ВВЭР-
440:
1
— головка;
2
— че-
хол;
3
— твэлы;
4
— ди-
станционирующая ре-
шетка;
5
— опорная ре-
шетка;
6
— хвостовик;
7
— движение теплоно-
сителя
системы. Определяющая роль колебаний пучка в
целом объясняется особенностями гидродинами-
ки турбулентного потока в пучке твэлов.
Область течения теплоносителя в ТВС услов-
но можно разделить на две зоны: межтвэль-
ное пространство и шестигранный зазор между
внешней границей пучка и внутренней поверх-
ностью чехла (рис. 2). Решетка регулярно распо-
ложенных стержней формирует систему потоков
в параллельных сообщающихся каналах (ячей-
ках). В зазоре шестигранной формы на перифе-
рии пучка между рядом твэлов и внутренней по-
верхностью чехла формируется течение теплоно-
сителя. Мелкомасштабное турбулентное течение
в регулярных ячейках пучка твэлов вследствие
случайного характера распределений по поверх-
ности оболочек идентичных пульсаций давле-
ния не приводит к формированию направленной
гидродинамической поперечной силы давления,
способной вызвать колебания пучка как едино-
го целого. В то же время такие течения могут
явиться источником вынужденных колебаний ин-
дивидульных твэлов, роль которых невелика из-
за достаточно высоких собственных частот от-
дельных твэлов. Течение в шестигранном зазоре
между пучком и чехлом может создавать попе-
речную случайную нагрузку в б´oльшей степе-
ни. В шестигранном зазоре поперечные размеры
пропорциональны ширине зазора, а продольные
— могут быть соизмеримы с длиной пучка. При
этом возмущения в зазоре могут воздействовать
на поверхность периферийного ряда твэлов пуч-
ка с формированием в каждом сечении вектора
нестационарной гидродинамической силы, при-
ложенной к пучку в целом.
Заполненный жидкостью достаточно узкий
шестигранный зазор (минимальное расстояние от поверхности чехла
до периферийного ряда твэлов составляет 2,4 мм) в значительной сте-
пени определяет характеристики изгибных колебаний, объединенных
дистанционирующими решетками в единый пучок твэлов. В частно-
сти, с уменьшением ширины зазора возрастает присоединенная масса
жидкости, а следовательно, уменьшается собственная частота изгиб-
ных колебаний пучка. От ширины зазора зависят и демпфирующие
76 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3
