Schwingungsmodellierung von WWER-Reaktoren zur Untersuchung von Störfallszenarien

In einem gemeinsamen Vorhaben mit dem Diagnosezentrum für russische Kernkraftwerke (DIAPROM Moskau) wurde ein Beitrag zur verbesserten Beurteilung der mechanischen Integrität von Reaktoren der russischen WWER-Baureihen, insbesondere zur empfindlichen Früherkennung und Lokalisation mechanischer Schädigungen an Reaktorkomponenten mit Hilfe schwingungsdiagnostischer Methoden geleistet. Zu diesem Zweck wurde für den WWER-440 und WWER-1000 das mechanische Schwingungsverhalten aller Primärkreiskomponenten mit finiten Elementen (FE) modelliert. Dafür wurde das Programmpaket ANSYS® genutzt.
Der Einfluss des strömenden Kühlmittels auf die schwingenden mechanischen Strukturen ist im Rahmen der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) berücksichtigt worden. Die Berechnungsmodelle wurden mit Ergebnissen experimenteller Schwingungsuntersuchungen justiert. Zum Teil konnte auf aktuelle Messungen zurückgegriffen werden. Die Modelle können als weitgehend verifiziert gelten. Diese wurden in der Hauptsache genutzt, um zu klären, wie sich unterstellte mechanische Defekte von Reaktoreinbauten auf die Schwingungen der Gesamtanlage auswirken. Diese Schadenssimulation ist besonders geeignet, empfindliche Messpositionen für die on-line Überwachung zu finden und physikalisch fundierte Grenzwerte zu definieren.
Die entwickelten Modelle sind grundsätzlich auch geeignet, um Lastabschätzung für die Reaktorkomponenten bei Einwirkung von außen (Explosion, Erdbeben) vorzunehmen.