An analytical basis for the generation of NPP emergency operation limiting pressure-temperature curves
Kutsenko O., Kadenko I., Kharytonov O., Sakhno N.
Taras Shevchenko National University of Kyiv
64/13, Volodymyrska Street, 01601, Kyiv, Ukraine

An analytical solution of the non-stationary axisymmetric thermoelasticity problem of the pressurized thermal shock event for unbounded two-layered elastic cylinder has been proposed. The physical and mechanical properties of the cylinder materials were assumed to be temperature independent. The thermal boundary conditions correspond to the stepwise medium temperature drop at the inner cylinder surface. The outer cylinder surface has been considered as heat-insulated. Given solution has been applied to the development of analytical basis for the generation of nuclear power plant emergency operation limiting pressure-temperature curves. The comparison of the results of analytical approach with the results of finite-element analysis performed for real, temperature-dependent material properties has been carried out. The accuracy of the analytical results is shown to be sufficient for the application of the given analytical approach for the generation of the limiting curves.
Keywords: nonstationary thermoelasticity, two-layered elastic cylinder, thermal shock, pressurized vessel, limiting $p-T$ curves, numerical examples.
2000 MSC: 74B05, 74B99
Аналітичний підхід до побудови граничних кривих тиск-температура аварійних умов єксплуатації АЕС
Куценко О. Г., Каденко І. М., Харитонов О. М., Сахно Н. В.
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
вул. Володимирська, 64/13, 01601, Київ, Україна

Подано аналітичний розв'язок осесиметричної задачі нестаціонарної термопружності для події теплового удару нескінченного двошарового пружного циліндра. Фізико-механічні властивості матеріалів циліндра вважалися незалежними від температури. Температурні граничні умови відповідають стрибкоподібній зміні температури середовища на внутрішній поверхні циліндра. Зовнішня поверхня циліндра вважається теплоізольованою. Цей розв'язок використано для розроблення аналітичного базису для побудови граничних кривих «температура–тиск», які застосовуються в аварійних інструкціях атомних електричних станцій. Проведене порівняння результатів застосування цього аналітичного підходу із результатами скінченно-елементного аналізу, отриманими в припущенні залежності властивостей матеріалів від температури. Результати порівняння свідчать про достатню практичну точність запропонованого методу.
Ключові слова: нестаціонарна термопружність, двошаровий пружній циліндр, термічний удар, резервуар під тиском, граничні $p-T$ криві, чисельний приклад.
УДК: 539.3, 621.039
Кількість посилань: 3.