Исследования механической прочности гибов труб Ду 500 и компенсации трубопроводов
При гибе колен нержавеющих трубопроводов Ду 500 появлялась овальность в гибах, достигая в отдельных случаях величины 13%. Было принято решение о замере напряжений на гибах Ду 500 с различной овальностью и соответствие их с гибом на трубах, не подвергавшихся ранее исследованиям при такой же степени овальности и той же марки стали.
Тензометрирование при давлении 100 кг/см2 показало, что на трубах Ду 500 и Ду 100 напряжения оказались одинаковыми и составляли при овальности 13% величину 4900 кг/см2, а при овальности 5% — 3070 кг/см.
Это явление объясняется тем, что в местах гиба имеется «наклеп» и фактический предел текучести гиба выше предела текучести той же трубы на прямом участке, т.е. труба в месте гиба как бы упрочняется.
В последующем гиб трубы Ду 500 испытывался циклическим нагружением от 0 до 130 кг/см при температуре 20°С. После 6000 циклов остаточных напряжений или образования каких-либо трещин не обнаружено, хотя напряжения на овальных участках составляли 4800 кг/см.
На основании этих исследований гибы с выявленными в них напряжениями указанного порядка были допущены к работе в составе трубопроводов НВАЭС.
Московским отделением «Теплоэлектропроект» для компенсации температурных изгибных напряжений между «холодной» и горячей нитками главных циркуляционных трубопроводов Ду 500 был запроектирован П — образный компенсатор на горячей нитке. Конструкторами ОКБ «Гидропресс» был обоснован отказ от П — образного компенсатора, для чего был воспроизведен стенд трубопроводов в масштабе 1:5. Исследования показали, что можно обойтись без компенсатора, т. к. уровень напряжений с ним и без него одинаков и составляет величину 300 кг/см. Рабочие чертежи были изменены, и трубопровод выполнен без компенсатора.
Во время испытания трубопроводов на станции определены напряжения в месте приварки трубопроводов Ду 70 и Ду 200 к трубам Ду 500.
Они дали следующие результаты:
- Ду 200 с Ду 500 — 2500 кг/см;
- Ду 70 с Ду 500 - 2800 кг/см;
- Ду 70 с Ду 200 — 2300 кг/см.
На расстоянии 1,5-2,0 радиуса от центра вварки патрубка напряжения становятся равными мембранным.
Произведенное также измерение напряжений от вибрации трубопроводов Ду 500 показало, что они составляют величину от 20 до 50 кг/см при фактически замеренной амплитуде колебаний 0,7 мм и частоте 7 герц.
Стенд контрольной сборки
В соответствии с постановлением Правительства от 8 марта 1958г. на Подольском машиностроительном заводе им. Орджоникидзе, как головном заводе-изготовителе и поставщике корпусных реакторов и оборудования 1-го контура, было определено строительство стенда контрольной сборки реакторов.
Его необходимость возникла в связи с тем, что корпус реактора, фланцы чехлов СУЗ и ячейки корзины под кассеты обрабатывались на различных заводах, каналы же СУЗ представляли значительную длину (~ 12 метров), и в них должно быть обеспечено свободное прямолинейное перемещение механизмов и кассет органов регулирования. Техническое задание на стенд контрольной сборки ОКБ «Гидропресс» было выдано проектной строительной организации «Гипротяжмашу» уже в 1957 году. На этом же стенде должна была пройти отработка всех манипуляций перегрузочной машины кассет, испытаны все транспортно-технологическое оборудование и гайковерт для затяжки главного уплотнения реактора.
В связи с тем, что корпус во избежание задержки монтажных работ отправлялся непосредственно на НВАЭС без завоза на ЗиО, для целей контрольной сборки был изготовлен технологический корпус, заменяющий штатный и несущий нагрузку только гидростатического давления. Он был установлен на специальную несущую ферму и располагался внутри резервуара, имитирующего перегрузочный бассейн, благодаря чему могли быть отработаны все технологические операции по перегрузке кассет под водой. Для подготовки осветленной воды была запроектирована фильтровальная установка. Для операций контроля сборки в реакторе вместо штатных кассет был изготовлен полный комплект чугунных макетов, имитирующих вес и геометрические размеры. В связи с большими высотными размерами реактора здание получилось значительной высоты. Так, отметка верхних подкрановых путей составляла 40,0 м, на которых располагался мостовой кран грузоподъемностью 30/5 т с пролетом 33,0 м, а ниже на отметке 30,0 м кран грузоподъемностью 250/30 т, со специально пониженными скоростями подъема. Здание было двухвысотным, общей длиной 98,0 м. Окончено строительство здания в 1960 году, а в 3-ем квартале 1961г. смонтировано технологическое оборудование стенда, запроектированное ОКБ «Гидропресс» в 1958-1959гг. В это же время была разработана и выпущена вся документация по техническим заданиям, требованиях и формулярам на контрольную сборку.
В этом же цехе размещались стапели для технологической сборки верхних блоков (крышек) реактора и впоследствии стенда для контрольно-сдаточных испытаний механизмов СУЗ.
Все необходимые операции по контрольной сборке оборудования, как-то: поузловая контрольная сборка корпуса шахты с днищем шахты и корзинами, собираемость малого и большого захватов с корзинами и нажимной решеткой, сборка нажимной решетки с корзиной, извлечение корзины с имитаторами кассет, проверка перемещаемости приводов с компенсирующими кассетами в каналах, проверка в каналах сброса «АЗ», установка верхнего блока, проверка гайковертов и др. были проведены в 1962 году, и в январе 1963 года оборудование подготовлено для отправки на НВАЭС.
В связи с незаконченностью наладки перегрузочного моста к сроку отгрузки оборудования принято решение о доведении наладки до конечных результатов непосредственно на НВАЭС.
В декабре 1962г. было испытано также приспособление для ремонта труб парогенераторов (ПРТ), выполненное по заданию ОКБ «Гидропресс» станкостроительным заводом «Красный Пролетарий». По результатам проверки всех операций, выполненных на натурном макете коллектора парогенератора, ПРТ признано отвечающим заданным требованиям и подлежащим отправке на НВАЭС.
К сожалению, специализированный цех, построенный и оборудованный для целей контрольной сборки водо-водяных реакторов, с 1968г. не использовался по назначению из-за отключения Подольского завода им. Орджоникидзе от поставки реакторов.
Экспериментально-исследовательские работы по парогенератору
К моменту разработки первого парогенератора ПГВ-1 практически отсутствовали систематизированные данные по экспериментальному обоснованию конструктивных схем парогенераторов и конструкционным материалам. Имеющиеся же сведения об опыте эксплуатации парогенераторов АЭС в Шиппингпорте (США) были неутешительны из-за наличия коррозионного растрескивания трубок. В связи с этим было крайне необходимым проведение ряда экспериментов для обоснования конструктивных схем будущих парогенераторов. Результаты проведенных исследований кратко сводятся к следующему:
— исследована гидродинамическая устойчивость горизонтальных корпусных парогенераторов по стороне котловой воды в зависимости от величины удельных тепловых потоков. Показано, что для горизонтальных парогенераторов АЭС с ВВЭР и их геометрии трубных пучков, определяемой в основном шагами размещения трубок в трубной доске (коллекторе), не следует опасаться «запаривания» трубных пучков;
- показано, что в тесном трубном пучке разрыв одной трубки не приводит к разрыву соседних трубок трубного пучка;
- исследована гидродинамика барботажного слоя, как первой ступени сепарации;
- выявлены условия стойкости аустенитных трубок в условиях парогенераторов с естественной циркуляцией котловой воды;
- исследована коррозионная стойкость конструкционных материалов парогенератора;
- разработан водный режим и нормы качества питательной котловой воды и пара;
- разработаны технические основы по заделке трубок в трубные доски;
- проверены на натурном образце все манипуляции по ремонту трубок ПГ дистанционно приспособлением для ремонта трубок.
