2 / 10
causes slippage between the fuel rod and the spacer grid cell. Slippage time
determination and and finding solution to the problem of relaxation are urgent
because slippage of the fuel rods causes the intensive process of fuel clad fretting
wear, as well as the reduction of fuel assembly stiffness.
Keywords
:
fuel assembly, contact force relaxation, fuel rod, spacer grid.
Постановка задачи.
Решение задачи релаксации контактного вза-
имодействия и определение времени проскальзывания тепловыделяю-
щих элементов (твэлов) в ячейках дистанционирующих решеток (ДР)
выполнялись поэтапно. На первом этапе выполнен расчет зависимо-
сти контактных сил между твэлом и ячейкой ДР от времени и тем-
пературы и определено напряженно-деформированное состояние вза-
имодействующих элементов. На втором этапе — верификация расче-
тов посредством сравнения расчетных и экспериментальных данных
по релаксации контактного взаимодействия. На третьем этапе прове-
ден расчет времени проскальзывания твэла. Для решения поставлен-
ных задач построена геометрическая модель взаимодействия твэла и
ячейки ДР (рис. 1). Геометрическая модель импортировалась из CAD
системы Solid Works в конечно-элементный комплекс Ansys 15, где
проводились основные вычисления.
Как следует из рис. 1, твэл взаимодействует с ячейкой ДР по трем
контактным областям. Контактные силы в области взаимодействия
элементов в начальный момент времени максимальны и не позволя-
ют твэлу проскальзывать вдоль ячейки ДР, однако в процессе работы
реакторной установки происходит ослабление контактных сил и воз-
никает проскальзывание твэлов в ячейках ДР. Проскальзывание твэлов
приводит к интенсивному процессу фреттинг-износа оболочки твэла,
а также снижает жесткость конструкции ТВС, поэтому расчет релак-
сации контактных сил между твэлами и ячейками ДР необходим для
определения времени проскальзывания твэла.
Рис. 1. Геометрическая модель тепловыделяющего элемента и ячейки ДР
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 5 63