Анализ прочности насоса с целью продления его ресурса

Abstract

Рассмотрены вопросы оценки остаточной прочности корпуса водоструйного насоса марки СН-10/50К, работающего в сверхпроектный срок эксплуатации в линии спринклерных насосов энергоблока АЭС. Представлены результаты теоретических исследований его напряженно-деформированного состояния с учетом изменения геометрии корпусных деталей, которое наблюдалось по окончании проектного срока эксплуатации. Оценка статической прочности проводилась для основных эксплуатационных режимов работы насоса (нормальные условия эксплуатации и гидравлические испытания), а также для случая возникновения аварийной ситуации. Соответствующие исследования проведены в рамках численного компьютерного моделирования на основе метода конечных элементов с использованием современных программных комплексов. Разработаны расчетные трехмерные конечно-элементные модели, которые учитывают фактическую геометрию деталей насоса и прогноз ее возможного изменения на период продленного ресурса. Изменение геометрии конструкции учтено на основе экстраполяции данных толщинометрии стенок корпуса, полученных в процессе длительного срока эксплуатации. На основе построенных конечно-элементных моделей последовательно решены задачи теплопроводности и термоупругости. Для оценки остаточной прочности насоса при аварийной ситуации моделировалось явление теплового удара по корпусным деталям. Соответсвующее моделирование осуществлялось решением задач нестационарной теплопроводности и связанной задачи квазистатической термоупругости. Такой подход позволил определить распределение температурного поля во времени при тепловом ударе и распределение параметров напряженно-деформированного состояния насоса в характерные моменты времени.