Concerning of calculation of the reinforced concrete prestressed containments of nuclear power plants
Keywords:
containment, computational model, reinforcing ropes, pre-compression force, tight lining steel.Abstract
Annotation. Goal. The aim of this work is to develop a design computational model of the reinforced concrete prestressed containment of a nuclear unit for real evaluation its stress-strain state and reliable performance in all operating conditions, including a combination of loads under design accident and design earthquake. Techniques. Based on results of the technical documentation analysis and in accordance with the purpose of performed work were determined methodological basis, informational structure, the range of tasks and technology for software model implementation. During the work performance, the requirements for the calculation model were developed: taking into accunt the geometric features of structures (thickening in areas hatches, penetrations; bearing (stylobate) thickening; geometry of anchor cornice; geometry of crane girders; suppleness of bearing zone of the containment); taking into accunt design features of the facilities (non-uniform structure through the wall thickness and the dome: tight lining; concrete; channel form of the containment prestressing system (CPS); reinforcing ropes); taking into accunt the features of containment prestressing system (simulation of the actual trajectory of reinforcing ropes (RR), a possibility to reduce the stresses in the RR along its length due to the friction between the RR and channel form; disable any RR; originating any forces configuration in the RR, the ability to calculate the minimum required forces in RR for proper function of containment under a combination of maximum design accident and the design earthquake). The degree of calculation model sampling has been determined based on the modeling capabilities with a sufficient degree of reliability for complex geometric shapes facilities; modeling capabilities with a sufficient degree of reliability of individual structural elements; maintain the accuracy of calculation of a minimum number of finite elements and nodes. Results. The computantional models consisting of: internal steel tight lining, concrete walling with prestressed reinforcing ropes and an outer and an internal layers with an ordinary reinforcement were developed. A comprehensive verification of the developed models were curried out. Calculations of the three types of unit of the NPPs with different values of forces in reinforcing ropes under the main and acsidentl load combinations were carried out. A minimum acceptable forces to the ropes that ensure operability of the containment during all modes of operation, including the combination of loads with a maximum design accident and design earthquake were determined. Scientific novelty. The analytical models of the cylindrical containments of the NPP units that allowing to research the regularities of influence of the various combinations of loads on their stress-straine mode, bearing capacity and proper contaainment functions were developed. An algorithm of checking the bearing capacity of the reinforced concrete contaiments and determining the maximum forces into the ropes under acident actions were developed. Practical significance. The calculation of stress-strain state of the containment under the combination of special actions were performed that allowing to extend the resource of the several nuclear power plants in Ukraine. The developed computer models of containment were used for alternative calculations during performance of the of state nuclear and radiation safety examination.References
Systema zabezpechennya nadіynostі ta bezpeka budіvelnih ob'єktіv. Navantazhennya i vplivi. Normie proektuvannya:[The system of providing relyability and safety of building objects. Loads and actions/ Design norm] DBN V.1.2-2: 2006 – Offіcial issue - Kyiv: Mіnіsterstvo budіvnitstva, arhіtekturi ta zhitlovo and communal Gospodarstwa Ukraine, 2006. - 60 p.
The system zabezpechennya nadіynostі ta bezpeka budіvelnih ob'єktіv. Zagalnі pryncypy zabezpechennya nadіynostі ta konstruktivnoї bezpeky budіvel, sporud, budіvelnih konstruktsіy ta osnov: [The system of providing relyability and safety of building objects. General principles of providing relyability and structure safety of buildings, works, structures and bases] DBN V.1.2-14: 2009 - Offіcial issue - Kyiv: Mіnregіonbud Ukraine, 2009. - 37 p.
Konstruktsії budinkіv i sporud. Stalevі konstruktsії. Normie proektuvannya, vigotovlennya i montazh [Buildings and works structures. Steel structures. Designe norms, producing and installation]: . DBN V.2.6.-163: 2010 - Offіcial issue. - Kyiv: Mіnregіonbud Ukraine, 2011. - 202 p.
Konstruktsії budinkіv i sporud. Betonnі ta zalіzobetonnі konstruktsії. Osnovnі polozennya [Buildings and works structures. Concrete and reinforced concrete. General provisions]: DBN V.2.6. 98: 2009- Offіcial issue. - Kyiv: Mіnregіonbud Ukraine, 2011. - 202 p.
Konstruktsії budinkіv i sporud. Betonnі ta zalіzobetonnі konstruktsії s vazhkogo betonu. Pravyla proektuvannya [Buildings and works structures Concrete and reinforced concrete structures from heavy aggregate concrete. Design rules]: DSTU B V.2.6-156: 2010- Offіcial issue. - Kyiv: Mіnregіonbud Ukraine, 2011. - 118 p.
PiN AE 5. 6. Normy stroitelnogo proektirovania AS z reactoramy razlichnogo tipa [The norms of building design of NPPs with reactors of different types. [Electron resource]. - Access: http://meganorm.ru/Index2/1/4293846/4293846843.htm. - The name from the screen. - Checked: 03.08.2016.
PNAEG 5006 87. Normy proektirovania seismostoikich atomnich stanciy [The norms of earthquake-resistant design of nuclear power plants. [Electron resource]. - Access: http://normativ.com.ua/types/tdoc23749.php. - The name from the screen. - Checked: 03.08.2016.
PNAEG 10,007 89. Normy proectirovania zhelezobetonnich sooruzheniy lokalizuyuschich system bezopasnosti atomnych stsnciy [The norms for designing of the reinforced concrete structures of localizing security systems of the nuclear power plants. [Electron resource]. - Access: http://meganorm.ru/Index2/1/4293842/4293842237.htm. - The name from the screen. - Checked: 03.08.2016.
Bolshov L.A. Sovremennye computernie cody – instrument analysa i obosnovaniya bezopasnosty [Modern computer code - a tool of analysis and substantiate of security]: presentation / L.A. Bolshov, V.F. Strizhov. - The Russian Academy of Sciences. The Institute of safe development of the nuclear power.- Moscow 2014 [Electron resource]. - Access: http://www.atomicenergy.ru/video/52499. - The name from the screen. - Checked: 03.08.2016.
Malyavin V.P. Ocenka napryazhenno-deformyrovannogo sostoyania i urovnia prednapryazhenia v zhelesobetonnych prednapryazhennich zaschytnych obolochkach reactornych otdeleniy deystvuyuschich energoblokach AES z reactorom VVER1000 [Evaluation of the stress-strain state and prestressing level in prestressed concrete of the reactor containments operating nuclear power units with VVER-1000 reactor] /V.P. Malyavin // FGUP AEP - Moscow: 2003 - Vol. 4 - p.11.
Romanov A.V. Chislennoe modelirovaniye systemy prednapryazhenia zaschytnych obolochek reactornych otdeleniy atomnych stanciy [Numerical modeling of prestressing system of the reactor containments of nuclear power plants / AV. Romanov // Seismic construction. Security of structures.- Moscow: 2010. -No 1 - p. 49-53.
Romanov A.V. Chislennoe modelirovaniye systemy prednapryazhenia zaschytnych obolochek AES s ispolzovaniem funkciy form “nepravilnogo” geksaedra [Numerical modeling of prestressing systems of the of the NPP reactor containments using features form the "wrong" hexahedron / A.V. Romanov // Seismic construction. Security of structures.- Moscow: 2015. -No 6 - p. 36-47. - Access: http://studydoc.ru/doc/2665923/chislennoe-modelirovanie-sistemy-prednapryazheniyaae-s. - The name from the screen. - Checked: 03.08.2016.
International Standard Problem №48 Containment Capacity. Synthesis Report / Organisation for Economic Co-operation and Development. Nuclear Energy Agency. Committee on the Safety of Nuclear Installations - NEA / CSNI / R (2005) 5 / Vol1, 2005.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).