ТЕРМОНАПРУЖЕНИЙ СТАН ПРОСТОРОВИХ КОНСТРУКЦІЙ НА ПРИКЛАДІ ФУНДАМЕНТІВ ТУРБОГЕНЕРАТОРІВ АТОМНОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ
Є. А. Макаренков, А. В. Сясєв
Анотація
На атомних станціях застосовуються тихохідні енергоблоки потужністю 1000 мегаватт з частотою обертання ротора 1500 обертів на хвилину. Ці турбогенератори відносяться до групи машин періодичної дії, у яких вид головного руху – рівномірне обертання. В процесі експлуатації турбогенераторів вказаної потужності виявилося необхідність розв’язку цілого ряду складних питань взаємодії системи турбогенератор – фундамент – основа з метою розробки заходів, що забезпечують високу надійність експлуатації такої системи. У цих енергоблоків є ряд особливостей, які не дозволяють застосовувати поширені рамні фундаменти, внаслідок чого були створені нові типи фундаментів спеціально для потужних тихохідних турбогенераторів. Такі турбогенератори мають великі геометричні розміри і маси обертових частин. Все це призводить до того, що валопроводи таких турбогенераторів вельми чутливі до самих малих відносних зміщень опор, які викликають його розцентрування і, як наслідок, призводять до порушення нормального режиму експлуатації турбогенератора, і, в цілому ряді випадків, до аварійної зупинки. В період експлуатації турбогенератора на його розцентрування впливають різні фактори. Найбільш істотним є деформація фундаменту в результаті нерівномірних осадів підстави, а також температурна деформація конструкції. З використанням методу скінченних елементів розроблено математичну модель розрахунку термонапруженого стану просторових конструкцій типу фундаментів турбогенераторів в різних умовах експлуатації енергетичного обладнання. Розглядалася просторова квазістатична задача визначення термонапруженого стану фундаментної конструкції. Розв’язок задачі базувався на принципі незалежності теплових і механічних впливів. Наведено результати розрахункового та експериментального дослідження на прикладі фундаментів під діючі турбогенератори атомної електростанції.
Ключові слова
термонапружений стан, фундаментна конструкція, теплопровідність, граничні умови, дискретна модель, матриця, метод скінченних елементів
Акимов, П. А. Об использовании аппроксимирующих сеток в дискретноконтинуальном методе конечных элементов для расчета строительных конструкций / П. А. Акимов, О. А. Негрозов // Computational Civil and Structural Engineering, Volumell, Issuer, 2015.
Васильева, М. В. Численное моделирование задач термоупругости для конструкции с внутренним источником / М. В. Васильева, П. Е. Захаров // Математические заметки СВФУ. – 2017. – № 3(24). – С. 52–64.
Коваленко, А. Д. Термоупругость / А. Д. Коваленко. – К.: Высшая школа, 1975. – 150 с.
Карвацький, А. Я. Розв’язання нелінійної нестаціонарної задачі теплоелектропровідності методом скінченних елементів / А. Я. Карвацький, А. Ю. Педченко // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. – 2016. – Вип. 32. – С. 205–215.
Лехницький, С. Г. Теория упругости анизотропного тела / С. Г. Лехницкий. – М.: Наука, 1977. – 416 с.
Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. – М.: Высшая школа, 1967. – 600 с.
Макаренков, Є. А. Математична модель розрахунку термонапруженого стану фундаментних конструкцій / Є. А. Макаренков, М. В. Матяш, В. О. Сясев // ХХХІІІ Міжнародна конференція «Розвиток науки в ХХІ столітті». – Харків. – 2018. – С. 86–92.
Макаренков, Е. А. Решение задачи теплопроводности для полого цилиндра / Е. А. Макаренков, А. В. Сясев, В. Ю.Клим // Вісник Херсонського технічного університету. – 2016. – Вип. 3(58). – С. 366–371.
Сивцев, П. В. Численное исследование некоторых прикладных проблем расчета напряженно-деформированного состояния / П. В. Сивцев // Диссертация, Якутск, Северовосточный федеральный ун-т им. М.К. Амосова. – 2018. – 148 с.
Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд. – М.: Мир, 1979. – 392 с.
