научная статья по теме ПРИМЕНЕНИЕ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БЛОКОВ И МОДУЛЕЙ ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ АТОМНОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «ПРИМЕНЕНИЕ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БЛОКОВ И МОДУЛЕЙ ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ АТОМНОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ»

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 6'1WV

пЛ-5 О 3-4

□ 2-3

□ 1-2 □ 0-1

Рис. 7. Распределение усилий гибки по поверхностям заготовок из стали Ст2 (а) и сплава АМг3 (б)

повторной гибке производилась не подряд, а от краев, так как высота портала над нижним опорным роликом не позволяла гнуть детали с выбранными стрелками прогиба при последовательной очередности проходов. Результаты повторной гибки показали, что общая картина осталась без изменений. На рис. 7 приведены результаты замеров распределения усилий по поверхностям заготовок.

Общие отклонения формы деталей по поперечным сечениям от шаблона (см. рис. 3) составляют в среднем 35% в сторону перегиба. Детали имеют слабо выраженную парусовидную форму. Максимальная парусовидность в центре составляет 2 мм и увеличивается к краям

до 4 мм. Алюминиевый и стальной листы после повторной гибки по-прежнему имеют практически одинаковую форму. Характер изменения усилий гибки по поверхности заготовок не изменился — наблюдается ярко выраженный краевой эффект, чередующиеся вершины в центральной части стального листа, скорее всего, случайны. На листе из АМг3 картина распределения усилий носит чисто случайный характер.

По результатам экспериментов можно сделать общий вывод — управление процессом гибки по стрелке прогиба (по перемещениям), в принципе, возможно. В настоящее время системы ЧПУ по перемещениям являются наиболее эффективными и надежными. В связи с этим управле-

ние по стрелке прогиба представляется более предпочтительным, чем управление по усилию.

Литература

1. Автоматизация технологических процессов корпусообрабатывающего производства/

В. В. Веселков, И. А. Шавров, А. А. Васильев, Б. И. Серпов. Л.: ЦНИИ «Румб», 1991.

2. Безухов Н. И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: Высш. школа, 1968.

3. Технология и оборудование для изготовления корпусных деталей из алюминиевых сплавов/В. И. Васильева, О. С. Куклин, В. П. Ша-баршин, И. Г. Ширшов. Л.: ЦНИИ «Румб», 1983.

4. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике/Пер. с англ. М.: Мир, 1975.

5. ANSYS/ED Help System for Release 5.4" SAS IP, 1997.

6. Куклин О. С. Теория и расчет процессов холодной гибки высокопрочных сталей и сплавов. Л.: ЦНИИ «Румб», 1982.

7. Постнов В. А. Теория пластичности и ползучести. Л.: ЛКИ, 1975.

ПРИМЕНЕНИЕ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БЛОКОВ И МОДУЛЕЙ ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ АТОМНОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

А. А. Ива, канд. техн. наук; Н. И. Герасимов, докт. техн. наук

(ГНЦ ЦНИИТС) УДК 629.311.25:621.039(24)

Разработка проектов подземных атомных теплоэлектростанций (ПАТЭС) обусловлена острым дефицитом электрической и тепловой энергий в таких регионах, как Приморский край, Кольский полуостров и другие, а также необходимостью создания атомных теплоэлектростанций с повышенной безопасностью.

Основные преимущества ПАТЭС на основе судостроительных технологий по сравнению с вариантами наземных электростанций следующие [1—3]: оптимальные по мощности (от 75 МВт) типоразмеры судовых атомных паропроизводя-

щих установок, позволяющие построить ПАТЭС в непосредственной близости от потребителей электрической и тепловой энергии; наличие компактных, безопасных, надежных, проверенных длительным опытом эксплуатации судовых атомных паро-производящих установок; технологий, позволяющих перенести основной объем работ по сборке и монтажу оборудования ПАТЭС с места постройки на судостроительные и машиностроительные предприятия, а также готового к выполнению работ производства на судостроительных и судоремонтных предприятиях.

ПАТЭС предполагает размещение основного оборудования в подземных тоннелях в виде атомных энергетических модулей (АЭМ). Так, для ПАТЭС-300 предусматривается четыре модуля с атомными па-ропроизводящими установками (АППУ) типа КН-3 мощностью по 75 МВт. Каждый АЭМ (рис. 1) включает в себя оборудование и системы АППУ, турбогенераторной установки и управления АЭМ.

Оборудование и системы ПАТЭС должны быть смонтированы в подземных тоннелях с жесткими ограничениями по ширине и высоте. Поэтому наиболее предпочтительным, на наш взгляд, является изготовление ПАТЭС в виде отдельных сбо-рочно-монтажных единиц (СМЕ), собираемых на судостроительном предприятии, транспортировка их в зону установки, погрузка в тоннели и монтаж. Основная часть сбороч-но-монтажных операций будет выполнена на предприятии, в цехах,

СУДОСТРОЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИИ

Рис. 1. Схема размещения атомного энергетического модуля:

1 — причальная стенка; 2 — приемно-подготовительная площадка; 3 — затвор; 4 — тоннель; 5 — атомный энергетический модуль (АЭМ); 6 — грунт (скальная порода)

имеющих необходимые производственные условия, оснащенных оборудованием и всеми видами энергии, что обеспечит высокое качество работ и, следовательно, надежность оборудования и систем в эксплуатации.

Представляется целесообразным формировать оборудование ПАТЭС максимально крупными функционально законченными СМЕ — типа модулей и зональных блоков. Конструктивно подобные СМЕ должны включать в себя оборудование, трубные, кабельные коммуникации и системы, несущую конструкцию и защитную оболочку. При изготовлении СМЕ должны быть выполнены все сборочно-монтажные операции, включая и испытания. Поэтому при монтаже в зоне ПАТЭС необходимо будет выполнять только работы по креплению их на штатных местах в тоннелях, соединению трубопроводов, электрических сетей, установке активной зоны в реакторе. Заключительными операциями будут испытания систем, оборудования АЭМ в целом и пробные пуски реактора.

При постройке ПАТЭС в северных регионах изготовление СМЕ может быть организовано в АО «Балтийский завод», имеющем большой опыт постройки атомных судов и кораблей (т. е. сборки и монтажа атомных паропроизводящих установок), цехи, оснащенные кранами большой грузоподъемности, а также глубоководную акваторию у пирсов. Комплектующее оборудование может поставляться в АО «Балтийский завод» и в зону постройки ПАТЭС по сложившейся в судостроении схеме. При изготовлении модулей и других СМЕ, в случае реализации большой программы, могут быть привлечены судостроительные и другие предприятия Санкт-Петербурга. Изготовление модулей на других предприятиях, например, в Северодвинске (ПО «Севмашпредприятие», «Звездочка») является менее предпочтительным, так как данные предприятия удалены от основных поставщиков крупногабаритного оборудования Санкт-Петербурга («Ижорский завод», «Кировский завод», «Электросила»).

Оптимальным при изготовлении крупного по массогабаритным

характеристикам атомного энергетического модуля является разделение его на отдельные функционально самостоятельные зональные блоки. В случае транспортирования модуля в сборе (например, в доке, на понтонах), зональные блоки могут быть объединены, что позволит заранее испытать оборудование и системы.

В качестве типовых зональных блоков АЭМ, исходя из выполненных проработок (рис. 2), предлагаются: реакторный (ЗБ-1), электротехнический АППУ (ЗБ-2), турбогенераторные (ЗБ-3, ЗБ-4, ЗБ-5), управления (ЗБ-6). Ориентировочные массога-баритные характеристики зональных блоков и АЭМ в целом приведены в таблице.

В состав реакторного блока ЗБ-1 входят несущая конструкция (корпус), защитная оболочка, бак ме-талловодной защиты, реактор, паро-генерирующие блоки (ПГБ), блоки очистки и расхолаживания, теплообменники I—III контуров, фильтры, трубопроводы, арматура и биологическая защита.

Основное оборудование ЗБ-3, ЗБ-4 и ЗБ-5 — турбина, генератор, конденсатор, бойлеры, различные

теплообменники, насосы; ЗБ-2 и ЗБ-6 включают в себя различное вспомогательное и электротехническое оборудование по обслуживанию и управлению паропроизводящей и турбогенераторной установками и АЭМ в целом.

Для изготовления зональных блоков и АЭМ в целом предлагается следующая организационно-технологическая схема (рис. 3), характерная для судостроительного предприятия. Корпусные (несущие) конструкции ЗБ и СМЕ изготавливаются в корпусном цехе № 1, где размещаются корпусообрабатыва-ющий, сборочно-сварочный и корпу-сосборочный участки, а также участок сборки бака металловодной защиты (МВ3).

Сборку агрегатов атомной паропроизводящей установки и турбогенераторной установки (ТГУ) предусматривается осуществлять в специальном цехе № 3, где имеются участки входного контроля, сборки агрегатов, трубопроводов, изготовления блоков биологической защиты. Изготовление узлов, агрегатов, монтажных блоков, входящих в ЗБ, производится в цехе агрегатирования № 4. Сборка зональных блоков

Ориентировочные массогабаритные характеристики зональных блоков и атомного энергетического модуля ПАТЭС

Основные параметры

Блоки

реакторный (ЗБ-1)

электро-технический АППУ (ЗБ-2)

турбогенератор-ный 1 (ЗБ-3) турбогенератор-ный 2 (ЗБ-4) турбогенератор-ный 3 (3Б-5) управления (ЗБ-6) энергетический модуль

19 0 СО"— 1"чО 2 16 13 107

1180 1120 560 7740

Атомный

Длина,м Ширина, м Высота, м Масса, т

23

2200

13

580

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 6'1999

Рис. 2. Схема разделения атомного энергетического модуля на зональные блоки:

1 — ЗБ-1 реакторный; 2 — ЗБ-2 электротехнический АППУ; 3 — ЗБ-3 турбогенераторный 1; 4 — ЗБ-4 турбогенераторный 2; 5 — ЗБ-5 турбогенераторный 3; 6 — ЗБ-6 управления

АЭМ предусмотрена в основном цехе «формирования» № 2.

Для обеспечения работы основных цехов необходимо иметь также блок складов, механический, трубо-обрабатывающий, электромонтажный и малярный цехи. Изготовление реакторного ЗБ-1 осуществляется

завершается формирование корпусных и защитных конструкций.

Схема изготовления других блоков следующая: параллельно формируется корпусная конструкция, изготовляются СМЕ, входящие в ЗБ, а также выполняется предмонтажная подготовка оборудования, не вхо-

атации модули и блоки подлежат консервации.

Монтаж активной зоны, штатной крышки реактора, системы управления защиты, в связи с достаточно сложным транспортированием, рекомендуется производить при монтаже блоков или модулей в зоне эксплуатации ПАТЭС.

Изготовление АЭМ и зональных блоков в соответствии с предлагаемой технол

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»