20.10.2017

1. ВОПРОС УЧЁТА ВЛИЯНИЯ КОЛЕБАНИЙ
ЖИДКОСТИ ПРИ РАСЧЁТАХ БАКОВ НА
СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ
ХІІІ Международная научно-техническая конференция
молодых ученых и специалистов
«Проблемы современной ядерной энергетики»
Подгаецкий Т.В. – младший научный сотрудник ДНТЦ ЯРБ

2. Содержание
1. Вступление
2. Требования национальной нормативной базы
3. Этапы расчёта резервуаров на сейсмостойкость
4. Методика расчётов баков с жидкостью на сейсмостойкость
5. Проблемные вопросы
6. Выводы

3. Введение1
Для подтверждения сейсмостойкости оборудования АЭС Украины проводятся расчёты
баков/резервуаров/сосудов, наполненных жидкостью.
Расчёты выполняются в соответствии с требованиями:
 НП 306.2.208-2016 «Вимоги до сейсмостійкого проектування та оцінки сейсмічної
безпеки енергоблоків атомних станцій»;
 ПНАЭ Г-7-002-86 «Нормы расчёта на прочность оборудования и трубопроводов
атомных энергетических установок»;
 Методики МТ-Т.0.03.326-13 «Методика расчётного анализа сейсмостойкости
элементов действующих АЭС в рамках метода граничной сейсмостойкости».
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

4. Требования национальной нормативной
базы
2
Пункт 10 главы 4 раздела III НП 306.2.208-2016:
Сейсмостойкость оборудования, которое наполнено жидкостью (бассейны, сосуды,
резервуары, баки и т.д.), обосновывается с учетом гидродинамических воздействий при
сейсмических колебаниях жидкости. Наличие жидкости приводит к изменению
собственных частот и форм колебаний конструкций и оборудования, дополнительного
динамического воздействия на их стенки и днище. Оценивается также высота
поверхностной волны, возникающей при колебаниях жидкости для предотвращения её
выплескивания.
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

5. Этапы расчёта резервуаров на
сейсмостойкость
3.1
В Методике МТ-Т.0.03.326-13 определена такая последовательность проведения
сейсмической квалификации оборудования расчетно-аналитическим методом:
 сбор и состав исходных данных для выполнения расчётов;
 выбор найболее достоверных форм сейсмического отказа, исходя из функций
оборудования;
 выбор метода расчёта сейсмического отклика;
 формулировка критериев приемлимости на основаниии требований ПНАЭ Г-7-002-86,
специфических технических требований и условий, результатов сейсмического обхода;
 выполнение расчетного анализа конструкции при действии статических и динамических
нагрузок, определение параметра граничной сейсмостойкости HCLPF.
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

6. Этапы расчёта резервуаров на
сейсмостойкость
3.2
Для элементов, работающих в линейно-упругой
области основной метод определения сейсмического
отклика – линейно-спектральный.
Расчёт проводиться в четыре этапа:
1. Определение собственных частот системы
«резервуар-опора» с учётом
присоеденённой массы жидкости;
18-20 жовтня 2017 року
XIII Міжнародна науково-технічна конференція молодих вчених і фахівців «Проблеми сучасної ядерної енергетики»
м. Харків

7. Этапы расчёта резервуаров на
сейсмостойкость
3.3
2. Вычисление инерционных и
гидродинамических (сейсмических)
нагрузок на стенки, дно и опорную
конструкцию;
3. Проверка прочности самого резервуара и
его опоры при действии статических и
сейсмических нагрузок;
4. Оценка специфических форм отказа и
высоты волны в резервуаре.
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

8. Расчёт с использованием
присоединённых масс жидкости.
Разделение сейсмического
давления жидкости на две части –
импульсивную и конвективную.
Методика расчётов баков с жидкостью
на сейсмостойкость
4
а) Движение жидкости в
резервуаре;
б) Динамическая модель
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

9. Необходимо использовать международные
стандарты расчётов на сейсмостойкость.
Эксплуатирующая организация как правило
использует API Standard 650, «Welded Tanks for Oil
Storage».
Проблемные вопросы5.1
Тонкостенные баки по своим параметрам выходят
за пределы применимости формул из раздела 5.5
ПНАЭ Г-7-002-86 для расчёта устойчивости
цилиндрических оболочек.
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

10. Рекомендации по расчёту импульсивной и
конвективной составляющей веса и способу
приложения спектров ответа к такой системе
присутствуют в API Standard 650, однако
критерии приемлемости (допускаемые
напряжения) отличаются от национальных
норм ПНАЭ Г-7-002-86.
Проблемные вопросы5.2
Согласно Методике МТ-Т.0.03.326-13 для конвективной части массы жидкости
коэффициент затухания должен быть принят 0,5%, а для металлической конструкции бака
принимается демпфирование 5%.
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

11.  опрокидывание бака;
 проскальзывание бака по плоскости
фундамента;
 повреждения вследствие волновых эффектов;
 разрушение патрубков вследствие
неодинакового сейсмического смещения самого
бака и опор присоединенного трубопровода.
Но методология учёта данных форм отказа не
описана в национальных методиках.
Проблемные вопросы5.3
В Методике МТ-Т.0.03.326-13 описаны специфические формы сейсмических отказов для
тонкостенных баков (сосудов):
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

12. Анализ документов по подтверждению сейсмостойкости баков/сосудов АЭС показал,
что учёт влияния колебаний жидкости при расчётах баков на сейсмостойкость
является проблемным вопросом в связи с тем, что национальная нормативно-
методологическая база не достаточна.
Разработка национальной методики решения задач гидроупругости для конструкций,
взаимодействующих с жидкостью, устранит возникающие несоответствия проводимых
в этом направлении работ действующим нормам и правилам ЯРБ.
Выводы6
18-20 октября 2017 г.
ХІІІ Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы современной ядерной энергетики»
г. Харьков

13. Спасибо за внимание
ХIІІ Международная научно-
техническая конференция
молодых ученых и специалистов
«Проблемы современной ядерной энергетики»