Ферганская ул., д. 25, Москва, 109507
Ferganskaya st., 25, Moscow, 109507
Ферганская ул., д. 25, Москва, 109507
Ferganskaya st., 25, Moscow, 109507
Разрушение металла оборудования по хрупкому механизму является вероятностным событием на атомных электростанциях (АЭС). Расчет на сопротивление хрупкого разрушения проводится для оборудования АЭС, подверженного нейтронному облучению, например, для реакторной установки типа водоводяного энергетического реактора (ВВЭР) это корпус реактора. Разрушение корпуса реактора приводит к запроектной аварии, поэтому определение вероятности разрушения оборудования по хрупкому механизму является актуальной задачей. При исследовании используется вероятностный анализ хрупкого разрушения, учитывающий статистические данные по остаточной дефектности оборудования, экспериментальные результаты вязкости разрушения оборудования и нагрузки для основных режимов эксплуатации оборудования АЭС. Остаточная дефектность (совокупность оставшихся, не выявленных методами неразрушающего контроля, дефектов в материале оборудования после изготовления (эксплуатации), контроля и ремонта выявленных дефектов) является важнейшей характеристикой материала оборудования, влияющая на его прочность и ресурс. Пропущенный в эксплуатацию дефект значимого размера способен снизить несущую способность и уменьшить время безопасной эксплуатации от номинального проектного значения вплоть до нуля, поэтому любой прогноз надежности конструкции без учета остаточной дефектности будет некорректным. Применение разработанного метода продемонстрировано на примере корпуса реактора АЭС с реакторной установкой ВВЭР-1000 при использовании максимально допускаемых эксплуатационных нагрузок, отсутствии разброса нагрузок в различных режимах эксплуатации, а также с учетом реальных значений распределений вязкости разрушения и остаточной дефектности. Практическая значимость разработанного метода заключается в возможности получения значений фактической вероятности разрушения оборудования АЭС с целью определения надежности эксплуатации оборудования, а также возможных запасов надежности для их последующей оптимизации.
The destruction of equipment metal by a brittle fracture mechanism is a probabilistic event at nuclear power plants (NPP). The calculation for resistance to brittle destruction is performed for NPP equipment exposed to neutron irradiation; for example, for a reactor plant such as a water-water energetic reactor (WWER), this is a reactor pressure vessel. The destruction of the reactor pressure vessel leads to a beyond design-basis accident, therefore, the determination of the probability of brittle destruction is an important task. The research method is probabilistic analysis of brittle destruction, which takes into account statistical data on residual defectiveness of equipment, experimental results of equipment fracture toughness and load for the main operating modes of NPP equipment. Residual defectiveness (a set of remaining defects in the equipment material that were not detected by non-destructive testing methods after manufacturing (operation), control and repair of the detected defects) is the most important characteristic of the equipment material that affects its strength and service life. A missed defect of a considerable size admitted into operation can reduce the bearing capacity and reduce the time of safe operation from the nominal design value down to zero; therefore, any forecast of the structure reliability without taking into account residual defectiveness will be incorrect. The application of the developed method is demonstrated on the example of an NPP reactor pressure vessel with a WWER-1000 reactor unit when using the maximum allowable operating loads, in the absence of load dispersion in different operating modes, and taking into account the actual values of the distributions of fracture toughness and residual defectiveness. The practical significance of the developed method lies in the possibility of obtaining values of the actual probability of destruction of NPP equipment in order to determine the reliability of equipment operation, as well as possible reliability margins for their subsequent optimization.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.