Analýza namáhání opěrných prvků tlakové nádoby jaderného reaktoru VVER 440

Bc. Kamil ŠIMEČEK

Master's thesis

Stress analysis of supporting elements of a nuclear reactor VVER 440

Abstract:

Předkládaná diplomová práce se zabývá analýzou opěrných prvků jaderného reaktoru typu VVER 440/213. Všechny výpočty byly provedeny v software ANSYS využívajícím metodu konečných prvků. Úvodní část podává základní přehled o jaderných elektrárnách, kde se počítané opěrné prvky nacházejí. Následuje popis jejich konstrukce, vlastností použitých materiálů a zatížení. Čtvrtá kapitola vysvětluje použitý výpočtový model, který je rozdělen na několik menších celků. V páté kapitole je podrobně popsán výpočet teplotních polí. Práce porovnává několik různých okrajových podmínek a jejich vliv na výsledky. Teplotní pole jsou jen podkladem pro výpočet napěťových polí. Šestá kapitola popisuje výpočet napěťových polí od jednotlivých statických zátěžných stavů pomocí modelu rozděleného na dvě části spojené tuhostními vazbami. Poté jsou výsledky výpočtů vyhodnoceny. Sedmá kapitola srovnává napěťová pole od teplotních dilatací a od statických zátěžných stavů. V závěrečné osmé kapitole je stručně popsána kontrola nízkocyklové únavy vybraných šroubů na opěrném prvku.

Abstract:

This presented master thesis deals with an analysis of supporting elements of a nuclear reactor (type VVER 440/213). All calculations were done by the software ANSYS which uses the finite element method. In the beginning there is a basic overview about nuclear power plants using this design of supporting elements. The following part is a description of their detailed design, properties of used materials and loads. Fourth chapter describes the used calculation model which is divided into some smaller models. In fifth chapter, there is a detailed description of the model of the temperature fields. Some variants of boundary conditions are compared between each other. The temperature fields are only the basis for the calculation of stress fields. Sixth chapter descripts the calculation of stress fields caused by different types of static loading using the model which is deviated into two parts connected by springs. Next, the solutions are evaluated. Seventh chapter combinates results from sixth and seventh one. The last eighth part shortly describes the solution of the low-cycle fatigue of some selected screws in the supporting elements.

Keywords

Jaderný reaktor, VVER 440, opěrný systém, metoda konečných prvků, sálání, tuhostní vazba, LOCA, nízkocyklová únava

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Prof. RNDr. Josef Voldřich, CSc.

University of West Bohemia

Faculty of Mechanical Engineering

Master programme / field:
Mechanical Engineering / Nuclear Power Equipment Design