Оцінка безпеки сталевих конструкцій енергоблоків атомних станцій з урахуванням особливих умов їх експлуатації
Заголовок (англійською):
Safety assessment of the steel structures of nuclear power plants units considering special operation conditions
Автор(и):
Шугайло О.П.
Білик С.І.
Автор(и) (англ):
Shugaylo О. P.
Bilyk S.I.
Ключові слова (укр):
оцінка безпеки, динамічні навантаження, частота власних коливань, сталеві конструкції, епізодичні навантаження, міцність, раціональне проєктування
Ключові слова (англ):
safety assessment, dynamic loads, frequencies of natural oscillations, steel structures, episodic loads, strength, rational design.
Анотація (укр):
Особливі умови експлуатації сталевих конструкцій енергоблоків атомних станцій (підвищена температура оточуючого середовища, необхідність врахування одночасної дії декількох епізодичних впливів тощо) вимагають використання спеціальних підходів до оцінки їх безпеки. Серед широкого різноманіття сталевих конструкцій на енергоблоці атомної станції важливу роль в забезпеченні її безпеки відіграють опорні конструкції обладнання та трубопроводів.Водночас, державні будівельні норми орієнтовані на традиційні сталеві конструкції, які піддані стандартним навантаженням і впливам, та не враховують вказані особливі умови експлуатації. Нормативно-правові акти з ядерної та радіаційної безпеки за цим аспектом містять загальні регулюючі вимоги, що обумовлено сучасною концепцією розвитку нормативно-правової бази України щодо забезпечення безпеки атомних станцій. Отже, існуюче нормативне та методичне забезпечення не достатньо охоплює аспекти оцінки безпеки опорних конструкцій з урахуванням особливих умов їх експлуатації. У статті запропоновані підходи до оцінки безпеки опорних конструкцій обладнання і трубопроводів енергоблоків атомних станцій, які враховують як особливі умови їх експлуатації, так і ступень відповідальності щодо забезпечення безпеки під час та після сейсмічних впливів.
Анотація (англ):
Special operation conditions of steel structures nuclear power plants units (elevated temperature of the surrounding environment, the need to consider the simultaneous action of several episodic impacts etc.) require using of special approaches to their safety assessment. Among the wide variety of steel structures at nuclear power plantsunits, the supporting structures of equipment and pipelines play an essential role in ensuring its safety. At the same time, state building codes oriented towards traditional steel structures that are subjected to standard loads and impacts, and do not consider mensioned special operating conditions. Regulatory acts on nuclear and radiation safety in this aspect contain general regulatory requirements, which is due to the modern concept of the development of the regulatory-legal framework of Ukraine for ensuring the safety of nuclear plants. Therefore, the existing regulatory and methodological support does not sufficiently cover the aspects of safety assessment of supporting structures, taking into account the special operation conditions. The article proposes approaches to assessing the safety of equipment and pipelines supporting structures nuclear power plants units, which consider both the special operation conditions and the degree of responsibility for ensuring safety during and after seismic hazards.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 111
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2023, number 111
Мова статті:
Українська
Формат документа:
application/pdf
Документ:
Дата публікації:
28 December 2023
Номер збірника:
Університет автора:
Державне підприємство «Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки», Київ ; Київський національний університет будівництва i архітектури, Київ
Литература:
1. НП 306.2.208-2016 Вимоги до сейсмостійкого проектування та оцінки сейсмічної безпеки енергоблоків атомних станцій. Затверджено наказом Держатомрегулювання від 17.10.2016 № 175, зареєстровано в М-ві юстиції України від 07.11.2016 за № 1449/29579.2. Оцінка сейсмічної безпеки енергоблоків атомних станцій : монографія / Д. Рижов, О. Шугайло, О. Сахно та ін. ; ред. Д. Рижов. –Київ : ДНТЦ ЯРБ, 2022. –144 c.3. Шугайло О. П., Рижов Д. І., Загальні принципи оцінки сейсмічної міцності сталевих опорних конструкцій обладнання і трубопроводів атомних станцій відповідно до нормативних вимог // Ядерна та радіаційна безпека. – 2021. – № 4(92). – С. 4-11. Doi: 10.32918/nrs.2021.4(92).01.4. Шугайло О. П., Білик С.І., Вплив зміни технологічних умов експлуатації сталевих опорних конструкцій обладнання та трубопроводів енергоблоків атомних станцій на їх сейсмічну міцність // Ядерна та радіаційна безпека. – 2022. – № 1(93). – С. 62-70. Doi: 10.32918/nrs.2021.1(93).07.5. Shugaylo O. P., Bilyk S.I. Research of the stress-strain state for steel support structures of nuclear power plant components under seismic loads // Nuclear and Radiation Safety. – 2022. – № 3(95). – P. 15-26. Doi:10.32918/nrs.2022.3(95).02.6. Oleksandr P. Shugaylo, Serhii I. Bilyk. The specifics of the compilation of the calculated load combinations in the assessment of seismic resistance of steel supporting structures of nuclear power plant equipment and piping. // Journal of Mechanical Engineering – Problemy mashynobuduvannia. – 2022. – vol. 25, № 3. – P. 6-15. Doi:10.15407/pmach2022.03.006.7. Шугайло О. П., Білик С.І. Розвиток методів оцінки безпеки сталевих опорних конструкцій обладнання і трубопроводів енергоблоків атомних станцій за сейсмічних навантажень // Ядерна та радіаційна безпека. – 2023. – № 1(97). – С. 20-29. Doi:10.32918/nrs.2023.1(97).03.8. ДБН В 2.6-198:2014. Сталеві конструкції. Норми проектування. – К.: Мінрегіон України, 2014. – 199 с. – Чинний від 01.01.2015.9. ДБН В.1.2-2:2006. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об`єктів.Навантаження і впливи. Норми проектування. – К.: Мінбуд України, 2006. – 60 с. – Чинний від 01.01.2007.10. ДБН В.1.2-14:2018. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель і споруд. – К.: Мінрегіонбуд України, 2018. – 36 с. – Чинний від 01.01.2019.11. ДБН В.1.1-12:2014. Будівництво у сейсмічних районах України. – К.: Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України, 2014. – 110 с. – Чинний від 01.10.2014.12. ДСТУ-Н Б В.2.6-211:2016. Проектування сталевих конструкцій. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість. – К.: ДП «УкрНДНЦ», 2017. – 107 с. – Чинний від 01.04.2017.13. Шугайло О. П., Рижов Д. І., Жабін О. І., Данильчук Є. Л., Трусов І. О., Посох В. О., Куров В. О. Методологічні підходи до визначення необхідності врахування різних технологічних умов експлуатації елементів енергоблоків АЕС під час оцінки їх сейсмостійкості відповідно до нормативних вимог // Ядерна та радіаційна безпека. – 2021. – № 3(91). – С. 5-10. Doi:10.32918/nrs.2021.3(91).01.14. Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Наук. думка, 1988. – 736 с.15. Бирбраер А. Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. – СПб.: Наука, 1998. – 255 с.16. Немчинов Ю. И. Сейсмостойкость зданий и сооружений. – Київ: ФОП Гудименко С.В., 2008. – 480 с.17. Савицький М. В., Данішевський В. В., Гайдар А. М. Динамічне моделювання та раціональне проектування будівель із демпферами сухого тертя за допомогою методів штучного ройового інтелекту // Український журнал будівництва та архітектури. – 2021. – № 1 (001). – С. 14-25. Doi:10.30838/J.BPSACEA.2312.230221. 14.713.Тімченко Р. О., Крішко Д.А., Савенко В. О., Коваль С.А.Застосування енергопоглиначів у металевих каркасах будівель // Вісник Криворізького національного університету. – 2022. – Вип. 54. – С. 115-121. Doi:10.31721/2306-5451-2022-1-54-115-121.
References:
1. NP 306.2.208-2016 Vymohy do seismostiikoho proektuvannia ta otsinky seismichnoi bezpeky enerhoblokiv atomnykh stantsii (Requirements for seismic resistance design and for seismic safety evaluation nuclear power plants). Zatverdzheno nakazom Derzhatomrehuliuvannia vid 17.10.2016 № 175, zareiestrovano v M-vi yustytsii Ukrainy vid 07.11.2016 za № 1449/29579.– Ukr.2. Otsinka seismichnoi bezpeky enerhoblokiv atomnykh stantsii (Seismic safety assessment for nuclear power plants units) : monohrafiia / D. Ryzhov, О. Shugaylo, O. Sakhno ta in.; red. D. Ryzhov. Kyiv : DNTTs YaRB, 2022. 144 c.– Ukr.3. Shugaylo О. P., Ryzhov D. I. Zahalni pryntsypy otsinky seismichnoi mitsnosti stalevykh opornykh konstruktsii obladnannia i truboprovodiv atomnykh stantsii vidpovidno do normatyvnykh vymoh (General principles of seismic resistance assessment of steel support structures of NPP equipment and piping according to regulatory requirements) // Nuclear and Radiation Safety. – 2021. – № 4(92). – P. 4-11. Doi: 10.32918/nrs.2021.4(92).01.– Ukr.4. Shugaylo О. P., Bilyk S. I. Vplyv zminy tekhnolohichnykh umov ekspluatatsii stalevykh opornykh konstruktsii obladnannia ta truboprovodiv enerhoblokiv atomnykh stantsii na yikh seismichnu mitsnist (Impact of changes in process conditions for operation of steel support structures of nuclear power plant equipment and piping on their seismic resistance) // Nuclear and Radiation Safety. – 2022. – № 1(93). – P. 62-70. Doi: 10.32918/nrs.2021.1(93).07.– Ukr.5. Shugaylo О. P., Bilyk S.I. Research of the stress-strain state for steel support structures of nuclear power plant components under seismic loads // Nuclear and Radiation Safety. – 2022. – № 3(95). – P. 15-26. Doi:10.32918/nrs.2022.3(95).02.6. Oleksandr P. Shugaylo, Serhii I. Bilyk. The specifics of the compilation of the calculated load combinations in the assessment of seismic resistance of steel supporting structures of nuclear power plant equipment and piping. // Journal of Mechanical Engineering – Problemy mashynobuduvannia. – 2022. – vol. 25, № 3. – P. 6-15. Doi:10.15407/pmach2022.03.006.7. Shugaylo О. P., Bilyk S. I. Rozvytok metodiv otsinky bezpeky stalevykh opornykh konstruktsii obladnannia i truboprovodiv enerhoblokiv atomnykh stantsii za seismichnykh navantazhen (Development of safety assessment methods for steel support structures of nuclear power plant equipment and piping under seismic loads) // Nuclear and Radiation Safety. – 2023. – № 1(97). – P. 20-29. Doi:10.32918/nrs.2023.1(97).03.– Ukr.8. DBN V 2.6-198:2014. Stalevi konstruktsii. Normy proektuvannia (Steel structures. Design standards). – K.: Minrehion Ukrainy, 2014. – 199 p. – Chynnyi vid 01.01.2015.– Ukr.9. DBN V.1.2-2:2006. Systema zabezpechennia nadiinosti ta bezpeky budivelnykh ob`iektiv. Navantazhennia i vplyvy. Normy proektuvannia (The system for ensuring the reliability and safety of construction objects. Loads and hazards. Design standards.). – K.: Minbud Ukrainy, 2006. – 60 p. – Chynnyi vid 01.01.2007.– Ukr.10. DBN V.1.2-14:2018. Systema zabezpechennia nadiinosti ta bezpeky budivelnykh obiektiv. Zahalni pryntsypy zabezpechennia nadiinosti ta konstruktyvnoi bezpeky budivel i sporud (The system for ensuring the reliability and safety of construction objects. General principles of ensuring reliability and structural safety of buildings and structures). – K.: Minrehionbud Ukrainy, 2018. – 36 p. – Chynnyi vid 01.01.2019.– Ukr.11. DBN V.1.1-12:2014. Budivnytstvo u seismichnykh raionakh Ukrainy (Construction in seismic regions of Ukraine). – K.: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy, 2014. – 110 p. – Chynnyi vid 01.10.2014.12. DSTU-N B V.2.6-211:2016. Proektuvannia stalevykh konstruktsii. Rozrakhunok konstruktsii na vohnestiikist (Steel structures design. Fire resistance calculation of structures). – K.: DP «UkrNDNTs», 2017. – 107 p. – Chynnyi vid 01.04.2017.– Ukr.13. Shugaylo О. P., Ryzhov D. I., Zhabin O. I., Danylchuk Ye. L., Trusov I. O., Posokh V. O., Kurov V. O. Metodolohichni pidkhody do vyznachennia neobkhidnosti vrakhuvannia riznykh tekhnolohichnykh umov ekspluatatsii elementiv enerhoblokiv AES pid chas otsinky yikh seismostiikosti vidpovidno do normatyvnykh vymoh (Methodological approaches to determining the need to consider different operational loads of NPP components in assessing their seismic resistance in accordance with regulatory requirements) // Nuclear and Radiation Safety. – 2021. – № 3(91). – P. 5-10. Doi:10.32918/nrs.2021.3(91).01.– Ukr.14. Pysarenko H. S., Yakovlev A. P., Matveev V. V. Spravochnyk po soprotyvlenyiu materyalov (Material strength guide.). – Kyev: Nauk. dumka, 1988. – 736 p.– Rus.15. Byrbraer A. N. Raschet konstruktsyi na seismostoikost (Construction seismic resistance calculation). – SPb.: Nauka, 1998. – 255 p. – Rus.16. Nemchynov Yu. I. Seismostoikost zdanyi y sooruzhenyi (Seismic resistance of buildings and constructions). – Kyiv: FOP Hudymenko S.V., 2008. – 480 p.– Rus.17. Savytskyi M. V., Danishevskyi V. V., Haidar A. M. Dynamichne modeliuvannia ta ratsionalne proektuvannia budivel iz dempferamy sukhoho tertia za dopomohoiu metodiv shtuchnoho roiovoho intelektu (Dynamic modelling and optimal design of buildings with friction dampers using particle swarm optimization) // Ukrainskyi zhurnal budivnytstva ta arkhitektury. – 2021. – № 1 (001). – P. 14-25. Doi:10.30838/J.BPSACEA.2312.230221.14.713.– Ukr.Timchenko R. O., Krishko D.A., Savenko V. O., Koval S.A. Zastosuvannia enerhopohlynachiv u metalevykh karkasakh budivel (Application of energy absorbers in metal frames of buildings) // Visnyk Kryvorizkoho natsionalnoho universytetu. – 2022. – Vyp. 54. – P. 115-121. Doi:10.31721/2306-5451-2022-1-54-115-121.– Ukr.