תפקיד דמיון בחיזוק בטיחותם של צמחים גרעיניים

התפקיד הקריטי של דמוניזציה בבטיחות כוח גרעיני וחוססן

תחנות כוח גרעיניות פועלות בתנאים קיצוניים של טמפרטורה, לחץ וקרינה, והן חייבות להישאר יציבות לא רק במהלך ניתוח רגיל, אלא גם תחת אירועים פגומים או חיצוניים של סיכונים. Damping — הניתוק של אנרגיה רטט ואמפדש; הוא עיקרון פיזיקה בסיסי הקובע ישירות כיצד תנודות במהירות במבנים, רכיבים, ונוזלים מתפוררים.

הפיזיקה של דמפינג: דיסipation אנרגיה במערכות גרעין

דמוניזציה הופכת אנרגיה קינטית מתנועה לחום או לצורות אחרות של אנרגיה, צמצום האמפולציה של עומסים לאורך זמן. בתחנות כוח גרעיניות, לחות נמצאת בצורות מרובות: תכונות חומריות טבועות, מכשירים מהונדסים ואינטראקציות מבניות נוזליות.יחס ההלחות וzeta; (zeta) הוא הפרמטר חסר הממד המשמש לכמת לחות; עבור מבנה גרעיני טיפוסי, מהנדסים ו- 105% ל- 105% ל- 104%, ל- 10.

דמיון Ratio והשפעה על תגובה סטרקטיבית

בניתוח דינמי ליניארי, משוואה של תנועה עבור מערכת חד-משמעית כוללת מסה, קשיחות ומונחים לחות.יחס לחות שולט ישירות על גורם הגדלה ליד resonance. עבור רכיבים גרעיניים קריטיים, הימנעות התחדשות היא חיונית, אבל אפילו מחוץ לזיכרון, לחות נמוכה יכול להוביל לעייפות גבוהה על הצמח ’ 60 שנים עיצוב חיים של מילואים כגון הנחיית לחץ גרעיני על בסיס מינימום של מדריכים של כוח, 000.

דמיון לעומת ⁇ : אסטרטגיות

בעוד פיזור אנרגיה, בידוד הבסיס הסיסמית (FLT:0) decouplespherph 1 המבנה מתנועת קרקע.צמחים גרעיניים מודרניים לעתים קרובות משלבים הן: מנטרים (למשל, ערכות גומי מובילות) לשנות את התדר הבסיסי הרחק מתדרי רעידת אדמה דומיננטיים, ומחטים עזר (למשל, מולטיל) מוסיפים אנרגיה לפירוק של מטווח בין מחץ לחיתוך בזהירות או מחץ מחץ.

סוגים של דמוניזציה בצמחים של כוח גרעיני

דמוניזציה במתקן גרעיני עולה ממקורות רבים.מהנדסים לקטב את אלה לתוך לחות פנימית (לחיצת חומרית, לחות מבנית) ולחות חיצונית (מכשירים משולשים). הבנה מקיפה של כל סוג הוא הכרחי עבור מודלים מדויקים ועיצוב.

חומר דמדומים

כל תצוגות חומרי בנייה הטמונות עקב חיכוך פנימי, תנועה דיסקלקטיבית והתנהגות מולקולסטית.עבור פלדה כלי כורים בטמפרטורות תפעול (כ-300 °C עבור PWRs), לחות עלייה מעט בשל הפעלה תרמית, אבל אפקט זה הוא קטן. Concretes לחות היסטמטית ממיקרו-קרקלינג ומצטברת, עם זאת, חומר לחות הוא לעתים קרובות עבור אירועים דרמטיים של לחץ דם על ידי חומרים מדגמיים של חומרים סימולציה של 25%.

ריצוף ריצוף

קטגוריה זו כוללת לחות מחיבורים מכווצים, ריתוך בין רכיבים, לבין אלמנטים לא-הוראה כגון cladding, insulation, ו מגשי כבלים. במערכות פיטורים, לחות מבנית תלויה מאוד בסוג התמיכה וספאם. לדוגמה, תלי אביב ו snubbers יכולים להוסיף לחות משמעותית, בעוד תמיכה נוקשה לספק דיסיפוי אנרגיה זניחה של האגודה האמריקאית למהנדסים (BMI) ו-Bossel III, תכונות של קידוד) עבור קידוד (BS) ו-Bossel) קידוד CRECRECRECRECRECRECRECRECERCERCERCERCERCERCERCERC) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , קידוד III קידוד III , , , קידוד CRECRECERCERCRECRECERCRECRECRECRECERCERCERCERCERCERCERCERCERCERCER

דיפלודינמי DEP

אינטראקציה מבנית פלויד בולטת בכורות גרעיניים.מים זורמים סביב מוטות דלק, צינורות גנרטור קיטור, ומזהמים משאבה לייצר לחות הידרודינמית.מנגנון לחות זה תלוי במהירות ויכול להיות לא ליניארי.עבור פוליסת דלק, זרם זרם הנגרמת על ידי נוזל (FIV) תלוי מהירות לח קרירה; אדמנטים מקובלים נשמרים על ידי לחות נוזל לחות בתוך החיזוי מבנית של 5% (Fic) עם השפעה משותפת של טיפולית (Ric) עם השפעה של 21%) עם קצבה) עם טיפול משולב של לחץ דם (D) עם טיפול משולב של 2D) כולל טיפול משולב (אפקטים).

Aeroדינמית ו Acoustic Damping

במבנים המכיליםם ותחנות האוורור, אוויר או גזים אחרים מספקים לחות נמוכה מאוד. Acoustic לחות מקליטת קול בתוך המכילה יכול להיות חשוב עבור לחץ גל אינטנסיבי לאחר תאונה אובדן של זיהום (LOCA), עם זאת, עבור רוב הניתוחים מבניים, שחיקה אווירודינמית היא הזנחה ושמרנים בפועלים הנדסי מתעלם ממנה.

סכרת גוג'ו

חומרים אלה, כגון כריות גומי או שכבות פולימריות, מתפזרים אנרגיה באמצעות הרפיה שרשרת מולקולרית.חומרים אלה משמשים בצנרת שוטים ו snubbers כדי לספוג אנרגיה במהלך אירועים גבוהים. הביצועים שלהם לחות היא טמפרטורה תלותית תדירות, הדורש הסמכה זהירה עבור 383 ו NRC הדרכה.

עונש מוות

לחצנים של פריצה מסתמכים על החלקה היחסית בין פני השטח כדי לנתק אנרגיה.בצמחים גרעיניים, לחיכים חיכוך הם פחות נפוצים בגלל חששות לגבי התנהגות מקל-Slip ו ללבוש לטווח ארוך תחת רטט רגיל.

Tuned Mass Dampers (TMDs)

לחות המונית מכוונן מורכב ממערכת של אנרגיה רבת-הכיפוף של המונים המחוברת למבנה ראשוני; TMD הוא מכוון לתדירות טבעית של המערכת הראשית לספוג ולפרק אנרגיה רטט.מדיטציה כבר הותקנו בכמה מבני טורבינות-גן ומבני עזר לצמצום הרטטים.

מערכות ריצוף סיסמיות: עיצוב והטמעה

האירועים הסיסמית'ים מייצגים את העומס הדינמי החמור ביותר שצמחים גרעיניים חייבים לעמוד בו.התאונה של שלושת מייל ב-1979 ואסון הפוקושימה ד'יצ'י בשנת 2011 הדגיש את החשיבות של עיצוב סיסמי חזק. Damping ממלא תפקיד מרכזי בהגבלת התגובה במבנה ובהגנה על ציוד בטיחות.

בסיס Isolation

בידוד הבסיס מקלקל את המבנה מתנועת קרקע אופקית על ידי הצגת נושאים גמישים.בעוד בידוד מפחית את האצה קלט, זה יכול ליצור עקירות גדולות ברמת בידוד.תקני לחות תוספת הם הכרחיים לשלוט על עקירות אלה.הסידורים Common כוללים נושאים גומי מובילים (אשר לספק hysteretic לחיבת דרך תשואות ליבה) וגומי גבוה דגימה (אשר משלב תוספים עם יחס חם ל אטומית) ל אטומית (R.

תגית: Fluid Dampers

לחות תוססת לתפקד כמו קולטי הלם רכב: כוחות piston סיליקון שמן דרך אורות, ייצור כוח תלוי במהירות.המכשירים האלה יכולים לייצר כוחות לחות גדולים עם טביעת רגל קומפקטית, מה שהופך אותם אידיאליים עבור הגבלת התנועה צינורות, שסתום, וציוד תומך.הם בשימוש נרחב במפעלים גרעיניים יפניים ומוחזרים במפעלים רבים בארה"ב.

המונחים: pdulum Bearings

פריצה עטומים חודרים בידוד ולחות ביחידה אחת: משטחים מפוצצים מקיפים מאפשרים למבנה להחליק, וחיכוך מתפזר אנרגיה.יחס ההלחה תלוי במקדם החיכוך ואת רדיוס של רפיח.נושאים אלה שימשו בכמה מתקנים גרעיניים (למשל, מפעל Koeberg בדרום אפריקה) ומציע את היתרון של בעיות צפויות, ללא בעיות מזדקן.

« « « תגובות ספציפיות

מעבר למבנה הכולל, לחות היא קריטית ברמת הרכיב.מערכות הקשורות לבטיחות חייבות לשמור על הפונקציונליות במהלך ואחרי אירוע סיסמי.

מערכת הפעלה קולית (RCS) Piping

מינון ראשוני גדול של מדמם ניתח באמצעות ASME סעיף III, סעיף NB. ההנחות לחות משפיע ישירות על estimation הלחץ. overly גבוה לחות יכול תחת לחץ מוקדם, בעוד לחות נמוך מדי יכול להוביל להגבלות צפירים מיותרים צינור. NRC ’ תוכנית סקירה סטנדרטית סעיף 3.7.2 דורש הצדקה מפורשת עבור כל פירעון ספירת שתן בקטגוריה Ix, לדוגמה לחץ סטנדרטית 26% מופעלת לחץ.

Steam Generator tubes and Supports

חבילות צינור גנרטור קיטור רגישים לתנודות המושרה (FIV) מזרימת זרימת החלקה של נוזל צד ראשוני או משני. הידרודינמיקה לחבית במערך הצינור הוא פונקציה של המהירות מופחתת ויחס המוני.ברי האנטי-היברציה (AVB) מספקים לחות מבנית באמצעות מגע חיכוך; עם זאת, לאורך זמן, כיט הצינור יכול לקלקל את זמני החמצום.

דלק אסיפות ושליטה רודס

מוטות דלק רוטטים בשל זרימה קרירה ופוטנציאל של רשתות-לורוד להטריד.מגע המוט-to-grid מספק לחיחות באמצעות חיכוך והשפעה. ⁇ עיגולים נועדו לשמור על עומס מספיק כדי למנוע ללבוש מוגזם. Damping משפיע גם על זמן ירידה מבוקר במהלך בדיקת דואר; חיכוך מוגזם יכול להאט, מסכנ שליטה בפיסיקה תרמית וקוד תרמיל כגון ריפבוקסלי כמודלים כגון דגמי R5LA.

משאבות ו Valves

רטטי משאבה יכולים להפיץ באמצעות מערכת ההנעה.מחשבות מגנטיות Active Active מגנטיות במשאביות גדולות של כור קירור דורשות שליטה לחות מדויקת באמצעות מערכות משוב.בדוק שסתום במערכות בטיחות יכול להציג לחות הידרודינמיקה שמשפיעה על זמן הסגר שלהם במהלך טראנסים. NRC ’s Generic Letter 8908 מדגיש את הצורך לחיבוק נאותה בניתוחים דינמיים למניעת מיםhammer.

ניתוח: ניהול תקין והתחלה תנאים

גם ללא אירועים חיצוניים, צמחים גרעיניים חווים עומס דינמי מסטארט-אפ והפסקת, שינויים בכוח, וטיולים טורבינות.מבצע לחות מבטיח כי טראנסים אלה אינם גורמים לרמות רטט בלתי מתקבלות על הדעת.

המונחים: Flow-Induced Vibrations

FIV הוא דאגה מתמדת בכורות מים מתוחכמות (PWRs) וכורים מים רותחים (BWRs) הידרודינמיקה לחיקת הוא המנגנון העיקרי המגביל את אידוי הרטט.עבור BWRs, זרימת שתי נקודות יכול להגדיל משמעותית לחות (עד 10% במשטרים של זרימת CD עם FSIling משמשים כעת לחיזוי של משאבות גיאומטריות מורכבות כגון צינורות CWMA.

Turbine-Gener Shaft Dynamics

מערכת פיר טורבינות-generator יש מספר מצבי רסנאליים ומאוחר יותר. Bearing שמן ו- לסחוט-film לחיחות כי גבולות של חוסר יציבות מערבולת.אם לחות אינה מספיקה, התחדשות תת-סנכרון יכול לגרום לכשלים פיר.

סנקובים ומגבלות עוצר

משב רוח או מכני מאפשר התרחבות תרמית איטית אבל לנעול תחת עומסים דינמיים מהירים, ביעילות הוספת לחות במהלך אירועים סיסמיים או LOCA. תפקידם לחיקת הם פסיביים.עם זאת, נחירות דורשות בדיקות תקופתיות כדי לאמת את הפעולה הנכונה; נמנפים מוסיפים קשיחות ללא לחט.צמחים רבים החליפו נחירות מכניות עם לחיבקים של מולקוקוס הדורשות פחות תחזוקה ומספקים טווח לחות רחב.

עונש מוות בתנאי תאונות

במהלך תאונות עיצוב (DBAs) כגון תאונות אובדן-of-coolant (LOCAs) או קו קיטור עיקרי נשבר (MSLBs), בניין הכור חווה לחץ מהיר שינויים טמפרטורה. Damping משפיע על התגובה המבנית לעומסים טרנספורמטיביים אלה.

המונחים: mited

הפסקה כפולה של צינור ראשוני יוצרת גל לחץ מסיבי בתוך המכילה.דמיון בטון ופלדה מפחית את האמרה של oscillations לחץ. Acoustic לחות מן מבנים פנימיים (למשל, גנרטורים קיטור, לחץ) גם מגביר את השיא.ללא לחות נאותה, הלחץ יכול להכיל לחץ על עיצוב NRC.

MSLB ו-Pipe Whip

אירועי MSLB מייצרים מטוסים קיטור בעלי עוצמה גבוהה שיכולים לגרום לשוט צינורות.מגבילים עם מכשירים אנרגיה-אבסרב (כגון דבש אלומיניום מחוספס או לחיבק מולקו) לספק לחות להגביל את תנועת הצינור ולמנוע חסימה על ציוד בטיחות.

שילוב סיסמית עם תאונות (SMA)

כמה תאונות מעבר לתכנון-basis לשקול אירועים סיסמיים במקביל לאובדן של כוח מחוץ לאתר (תחנת blackout) Damping בתרחיש זה הוא קריטי כי מבנים עשויים כבר להיות פגומים לפני רצף התאונה מתחיל.ניתוח לא לינארי (למשל, באמצעות עקומות fragility) משלב לחות מסדקים.

קודים עיצוב וסטנדרטים רגולטוריים עבור דמיון

מספר קודים וסטנדרטים מגדירים שיטות לחות מקובלות עבור תחנות כוח גרעיניות.

ASME Boiler ו-Cretion Vessel Code, סעיף III

הדיוויזיה 1 של סעיף III מספקת ערכים לחיקת לניתוח רכיבים ותומכים.לדוגמה, עבור מבני פלדה מחוסנים, יחס לחות של 2% מומלץ לתכנון סיסמית.עבור פלדה מכווצת, 5% מותר.פיפינג ערכים מלוטשים על בסיס קוטר וסוג תמיכה.ערכים אלה הם שמרניים ומיועדים לתכנון; לחות בפועל עשוי להיות גבוה יותר, אבל צריך להיות מוצדק באמצעות בדיקה מוצדקת אם נעשה שימוש כדי להפחית את ההסרנות.

NRC REOTORTORS

מדריך התפטרות 1.61 (Rev. 1) “Damping Values for Seismic Design of Nuclear Power Plants ” מספק יחס לחות עבור מבנים, מערכות ורכיבים (SSC) עבור מבנים הקשורים לבטיחות (למשל רעידת אדמה, OBE), לחות טווחים מ -2% עבור עשבים לפני 7% עבור בטון מוצק עבור סגור (SSE) רמות לחץ גבוה יותר (אך)

תקני בטיחות של סבא"א

IAEA Specific Safety Guide SSG-67 (2021) “ עיצוב סיאולוגי למתקנים גרעיניים ” מספק קונצנזוס בינלאומי על שחיקה ערכים יש לקחת מהנתונים הניסויים בעת זמין.

תקן IEEE

IEEE 344 “ Recommended Practice for Seismic Qualification of Class 1E ציוד לייצור תחנות ייצור כוח גרעיני ו-dquo; דורש כי לחות הכלול בנוהל ההסמכה.ציוד על תמיכה גמישה חייב לקחת בחשבון תמיכה לחיבוק בספקטרום התגובה של הניסוי.

מעקב ובדיקה של ביצועי דמיון

מכיוון שהנחה לחבית משפיעה ישירות על שולי הבטיחות, ניטור תקופתי מבטיח כי שחיקה בפועל תישאר בתוך ערכי עיצוב.

בדיקות Modal

בדיקות רטט Ambient (AVT) באמצעות מאיץ חלקיקים המוצבים על מבנים יכולים לחלץ תדרים טבעיים ולחות יחסים מתגובה של ריקבון חינם.עבור מבנים המכילים, לחות נמדד בטווח של 2 –6% עבור פלדה המכילות 3 –8% עבור מכילות קונקרטיות.

בדיקות סנקוב

סנובברים נבדקים בהחלפה על ידי יישום עקירה ידועה במהירות מוגדרת תוך מדידה של הכוח הנגדי.אזור הלולאה ההיסטריה נותן את האנרגיה מתפזרת לכל מחזור, תוך תשואות ישירות של היחס החבט. NRC פרק 1245 מספק קריטריונים קבלה לביצועים לחי רוח.

ניתוח היסטוריה לא ליניארי

עם המעבר לכיוון עיצוב מבוסס ביצועים, בעלי צמח רבים משתמשים בניתוח זמן לא ליניארי זמן רב כדי לדמות תגובה סיסמית '.מודל לחיקת (Rayleigh או לחות מודולal) יש לבדוק נגד בדיקות שולחן רועד של רכיבים קריטיים.מכון מחקר כוח חשמלי (EPRI) פרסם מבחנים עבור אימות לחות במודלים סופיים.

מחקרים: דמיון שיעורים ממכשירי גרעיניים

פוקושימה דוצ'י (2011) — התפקיד של דמפטון בכישלון

רעידת האדמה של 11 במרץ 2011 ביפן יצרה תנועות קרקע חזקות שעלתה את הבסיס העיצובי של יחידות 1–3. Damping במבנים הכור ורכיבים פנימיים לא הספיקו כדי למנוע את הכשלים המושרה הסיסמית של יסודות הגנרטור החירום ואת העודף של התחנה הבאה לעומסי לחץ פוסט-פושימא במדינות רבות הובילו להחלמה של ערכים לחות, במיוחד עבור מבנים קונקרטיים שצריכים להיות מודגשים (הת) לפני מחזורי לחץ דם (הה) פגום בתאונות).

Kashiwazaki-Kariwa (2007) — High Damping in Base-Isolated Buildings

רעידת האדמה בצ'וטסו-אוקי בשנת 2007 פגעה קרוב למפעל הגרעיני Kashiwazaki-Kariwa.מבני הכור הוקמו באופן קונבנציונלי, אבל בנייני טורבינות היו מבודדים עם נושאים גומי מובילים.פוסט-אפילוט הראו כי המבנים המבודדים היו יחסי לחות של 20 –25%, הרבה מעל הערכה של 15%.

Diablo Canyon (1981) — Damping in Seismic Margin Assessments

Diablo Canyon תוכנן נגד קרע הפוך ההפוך (מאוחר יותר הוכיח לא סביר) העיצוב הסיסמית השתמש ערכים נמוכים יחסית (2% עבור פלדה, 5% עבור בטון) כדי אי ודאות קשורה שמרנית.מאוחר יותר הערכת בטיחות פרוביביליסטית (PSA) מעודכנת לחיבוק ערכים ספציפיים לאתר, הגדלת שולי הגידול.

מגמות עתידיות ב Damping Technology for Nuclear Plants

כורי הדור הבא, כולל כורים מודולריים קטנים (SMRs) וכורים לא-אור מתקדמים, משלבים אסטרטגיות לחות מתקדמות.

דילמה דינמית

לחות סמי-אקטיביים באמצעות נוזל מגנטי (MR) יכול לשנות תכונות לחות בזמן אמת על ידי יישום שדה מגנטי.ביישומים גרעיניים, מר לחים יכול לשמש כדי לדכא את הרטטים המושרה זרימה במשאבות מהירות משתנה או לספק הגנה סיסמית מותאם ללא כוח.עם זאת, הסמכה עבור סביבת קרינה נמשכת ב- INL (Idaho המעבדה הלאומית).

ייצור תוספת של Damping Components

הדפסה תלת מימדית מאפשרת ייצור של לחצנים מובנים של lattice המשלבים נוקשות גבוהה עם פירוק אנרגיה באמצעות תשואה מקומית.אלה יכולים להחליף סנקוברים קונבנציונליים בחללים מוגבל, צמצום תחזוקה. מחקר במעבדה הלאומית של Oak Ridge חוקרת עיצובים לחיקת עיצובים למלח מלוט מלח פנימיים.

תאומים דיגיטליים להורדת דמים

שילוב של מעקב בריאות מבני עם תאומים דיגיטליים מאפשר estimation בזמן אמת באמצעות למידת מכונה.התאום יכול להשוות לחיקת ערכי עיצוב ולהמליץ על תחזוקה לפני ההידרדרות משפיעה על הבטיחות.

מסקנה

דמיון אינו רק פרט של דינמיקות מבניות ומדאש; זהו קו הגנה ראשוני כנגד כשל רטט בתחנות כוח גרעיניות.ממנה המאפיינים החומריים הטבוניים של בטון ופלדה ועד למכשירים מהונדסים כגון לחיבקים ומניפולטורים בסיס, כל מנגנון שמבטל אנרגיה תורמת לבטיחות המגינה על הציבור והסביבה.

(ב) ◄ [13]

• NRC REulatory Guide 1.61, Rev. 1: Damping Values for Seismic Design of Nuclear Power Plants (ראה פרק:0NRCFLT:1)
• IAEA Specific Safety Guide SSG-67: עיצוב סיסמית למתקנים גרעיניים (FLAC:0IAEAIRFLT:1)
• ASME Boiler ו- הלחץ ו-Vssel Code, סעיף III, החטיבה 1: כללים לבניית קופות גרעיניות (FLT:0ASMEFLT:1)
• דו"ח EPRI 3002020443: סכרת סיסמית'ינג בנצ'מרק עבור מבנהי כוח גרעיני (FreaLT:0)
• IEEE 344: תרגול מומלץ ל-Sismic Qualification of Class 1E Equipment for Nuclear Powerbuilding Stations (ראה פרק:0IEEEveFLT:1)