В условиях сейсмоопасных регионов проектирование и эксплуатация атомных электростанций (АЭС) предъявляют особые требования к оборудованию, особенно если речь идет о системах, влияющих на безопасность. Один из ярких примеров — строительство первой турецкой АЭС «Аккую», расположенной в зоне высокой сейсмической активности. В рамках этого проекта специалисты ООО «ТД Групп» выполнили полный цикл работ по поставке арматуры, включая расчеты сейсмостойкости.
Комплексный подход: от чертежа до испытаний
По словам главного конструктора ООО «ТД Групп» Романа Клейманова, участие компании в проекте на АЭС «Аккую» не ограничилось расчетами. Были выполнены все этапы:
- разработка конструкторской документации,
- статические и динамические расчеты (на прочность, надежность, сейсмическую устойчивость),
- подготовка расчетных моделей,
- сопровождение изготовления,
- заводские испытания.
Такой подход обеспечивает не только соответствие оборудования всем регламентирующим требованиям, но и высокую степень управляемости качества на каждом этапе.
Нормативная база и методы: от НП-031-01 до численного моделирования
Ключевым документом, регламентирующим сейсмическое обоснование оборудования АЭС в России, является НП-031-01 — «Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций» (утверждены Ростехнадзором). Этот норматив устанавливает категории оборудования по значимости для безопасности и определяет перечень обязательных расчетов, подтверждающих его устойчивость при сейсмических воздействиях.
В зависимости от категории и конструкции оборудования применяются различные подходы:
Карта напряжений, возникающих в корпусе арматуры при гидравлических испытаниях (по данным численного моделирования в Зенит 95)Упрощенные методы расчета, при которых используются заданные нормативами нагрузки и коэффициенты;
Динамический анализ с использованием спектров отклика, переданных от проектировщика АЭС (спектры задают, как именно колеблется здание в случае землетрясения);
Численное моделирование в специализированных программных комплексах, таких как ANSYS и Зенит 95.
Зенит 95 — российский программный комплекс для конечно-элементного моделирования. Широко применяется в атомной, аэрокосмической и машиностроительной промышленности, в том числе при расчетах прочности, устойчивости и сейсмостойкости оборудования сложной конструкции.
Расчеты в условиях неопределенности
Одна из инженерных сложностей проекта заключалась в отсутствии предварительно предоставленных спектров отклика для некоторых помещений. Это потребовало разработки дополнительных аналитических моделей.
Особое внимание уделялось корректному заданию демпфирования, закреплений и расчетных нагрузок. Для крупногабаритной арматуры специалисты ТДГ подготавливали расчетные модели, исключая из них второстепенные элементы (мелкие крепежи, электропроводку, технологические выступы), при этом обеспечивая сохранение массы этих элементов и их влияние на инерционные характеристики оборудования.
Такой подход позволяет не перегружать расчетную модель, обеспечивая точность в наиболее нагруженных и чувствительных к деформациям узлах.
Сложное оборудование требует точной модели
Частотный анализ корпуса арматуры: визуализация первой формы собственных колебаний с учетом присоединенных масс и демпфированияРасчеты выполнялись как для отдельных элементов, так и для оборудования в сборе: в том числе арматурных блоков с приводами, насосных агрегатов, электрооборудования. Для таких объектов создавались редуцированные трехмерные модели, в которых учитывались ключевые массы, точки опоры и связи, но при этом структура упрощалась для расчетной устойчивости.
Особое внимание уделялось собственным частотам оборудования — если они совпадают с диапазоном сейсмического воздействия, возможно развитие резонансных колебаний. Такие режимы особенно тщательно анализировались в ходе частотного анализа.
Сейсмостойкость как инженерная задача
Регион, где строится АЭС «Аккую», характеризуется повышенной сейсмической активностью. Это накладывает особые требования к методам обоснования безопасности: использовались как акселерограммы поэтажных уровней зданий, так и расчетные спектры, построенные с учетом конкретного местоположения оборудования.
«Мы владеем всей линейкой методов, предусмотренных нормативной документацией: от стандартных расчетов до 3D-моделирования, от простых расчетных формул до динамического анализа по спектрам отклика помещений, где будет располагаться оборудование», — отмечает Роман Клейманов.
Аккую НуклеарООО «ТД Групп» продемонстрировало не только способность работать в рамках требований НП-031-01, но и гибкость в выборе расчетных инструментов и построении расчетных моделей в зависимости от особенностей оборудования.
Итог
Участие в проекте АЭС «Аккую» стало для ООО «ТД Групп» примером высокого уровня инженерной культуры. От КД до испытаний, от моделей до спектров — каждый этап работ выполнялся с учетом особенностей региона и жестких требований отрасли. Это позволяет с уверенностью утверждать, что оборудование, поставляемое компанией, будет надежно функционировать даже в условиях возможной сейсмической нагрузки.
