16.3 Расчётное определение параметров повреждений, аварий и катастроф в период жизненного цикла ГЭС имитационными методами
Таблица 17
Наименование процедур
| Этапы и порядок
| Расчётные зависимости
| Материалы стандарта
| Крите-рии
| Пункты
| Таблица
Рисунок
| Формулы
| 1 Построение математической модели каскадов ГЭС, ГЭС и компонентов ГЭС
| - анализ ТЗ, ТЭО, проекта и нормативной базы по определению основных размеров с позиций защиты ГЭС от катастроф и аварий;
- анализ условий и эксплуатационных воздействий в штатных, аварийных и катастрофических ситуациях;
- построение общей модели с выделением элементов и граничных условий;
| {Qэ(t), Qэmax(t)}=
FQ{F, W, , Е, nT, nв} F– площадь сечения;
W – момент сопротивления;
- эксплуата-
ционные напряжения;
Е – модуль упругости;
- предел текучести;
– предел прочности;
nТ, nв – запасы по пределу
текучести и прочности
| 5.1
5.4
5.6.2
5.7.1
6.2
7.3.3
8.4.2
10.3.2
10.3.3
10.3.4
11.2
| Таблица 12
Таблица 13
| (15)
(16)
|
| Продолжение таблицы 17
2 Расчётное и экспе-риментальное определение лока-льных напряжений и деформаций в наиболее нагружен-ных зонах критических элементов ГЭС
| - выбор на основе показателя 1.1 таблицы 16 критических элементов и критических зон ГЭС;
- расчётно-эксперимен-тальный анализ локальных напряже-ний и деформаций еэ(t) для опасных сочетаний Qэmax(t) и Q(t) в штатных, аварийных и катастрофических ситуациях;
- построение циклов экстремальных эксплуатационных напряжений и деформаций еэmax(t) с определением амплитуд
коэффициентов асимметрии и чисел циклов Nэ
| {}= µ - коэффициент Пуассона;
m – показатель упрочнения в
неупругой области.
– теоретический
коэффициент концентрации;
| 10.3.2
10.3.3
10.3.4
| Таблица 12
Таблица 13
| (15)
(16)
(25)
(26)
|
еmax(t)
| Продолжение таблицы 17
3 Расчётное и экспериментальное определение ресурса критиче-ских элементов ГЭС с учётом режимов эксплуа-тации и эксплуата-ционных воздействий
| - построение расчётных кривых циклической прочности
« – N, еа – N» для диапазона Nэ от 100 до 1012 с учётом воздействия коррозии, эрозии, кавитации, старения, асимметрии;
- определение накоп-ленных повреждений Dэ(t) по линейной гипотезе суммирования повреждений через относительные долговечности а для циклов Nэ сложных режимов эксплуатационного нагружения и расчётных долговечностей N;
- расчёты допускаемого ресурса [N] безопасной эксплу-атации в штатных и нештатных режимах по образованию трещин в кри-тических зонах с учётом запасов nN
|
Ψк – относительное сужение площади поперечного сечения при разрыве;
Dэ(t) = FD{ a (Nэ / N)}
а – относительный показатель накопленного повреждения
tэ – время эксплуатации
| 5.4.1
6.2
10.3.3
| Таблица 12
Таблица 13
| (15)
(16)
(18)
(24)
| D(t)
R(t)
Ni(t)
nN
nt
| Продолжение таблицы 17
4 Расчётное и экспериментальное определение живу-чести критических элементов на заданной стадии эксплуатации и развития дефектов (трещин), измерен-ных средствами дефектоскопии
| - построение расчётных кривых трещиностойкости по критериям механики разруше-ния с учётом изменения свойств материалов и темпе-ратурных условий нагружения;
- определение экст-ремальных коэффи-циентов интенсив-ности напряжений
KэI max(t) для эксплуа-тационных дефектов на основе решения краевых задач линейной и нелинейной механики разрушения и экспериме-нтов;
- определение крити-ческих и допу-скаемых [] де-фектов по уравнениям линейной и нелинейной механики разрушения с введением запасов
по КI и
| КIC =FK{T, TK,
T – температура;
ТK – критическая температура переходов от вязких разрушений к квазихрупким и хрупким KэI max(t) = FK{}
| 5.4.1
6.2
10.3.3
10.3.4
| Таблица 12
Таблица 13
| (15)
(16)
(18)
(26)
|
| Продолжение таблицы 17
5 Расчётное и экспериментальное определение живучести по кинетике развития дефектов в критических эле-ментах с приня-тием решений о возникновении ка-тастрофической си-туации, аварийной ситуации или отказа
| -построение расчётных кривых кинетики роста трещин по числу циклов N для заданных размахов коэффициентов интенсивности напряжений c учётом эксплуатационных условий нагружения; - определение ресурса критических элементов стадии роста трещин до критических или допускаемых [] с запасом ;
- определение размахов коэффициентов интенсивности напряжений с учётом роста трещин по числу циклов Nэ;
|
- размах максимальных номинальных напряжений в зоне дефекта
| 5.41
6.2
10.3.3
10.3.4
| Таблица 12
Таблица 13
| (15)
(16)
(24)
|
RN,t(t)
nN
nt
| Продолжение таблицы 17
6 Расчётное и экспериментальное определение веро-ятностей критиче-ских дефектов, ведущих к возник-новению катастроф
| - определение вероятностей PKe(t) пропуска при дефек-тоскопическом кон-троле критических дефектов в критиче-ских элементах
|
VK(t) – объём контроля для оценки критических дефектов;
PCK – разрешающая способность средств контроля критических дефектов;
tK – периодичность контроля критических дефектов
| 10.3.4
|
|
|
| 7 Расчётное и экспе-риментальное опре-деление вероятнос-тей критических моделируемых пов-реждений, дефек-тов, ведущих к образованию ката-строф и аварий
| - введение в показатель 2 – показатель 5 данной таблицы при расчётном и экспериментальном определении локальной нагру-женности, ресурса, живучести вероят-ностных кривых распределений зада-нных вероятностей Р или коэффициентов вариации V расчёт-ных параметров для определения вероят-ности достижения критических состо-яний по стадиям образования и развития дефектов;
- принятие решений о безопасности, типе катастроф, аварии или отказе по достижению системы предельных запасов
| P(t) = FP{Qэp(t), Р, Dp(t),}
| 10.3.4
10.3.4
|
|
(18)
(20)
(26)
| P(t)
nS
| Окончание таблицы 17
8 Построение сценариев катастроф, аварий и отказов по данным оценок и расчётов в соответствии с таблицей 15 – таблицей 17
| - определение уточнённых параметров для сценариев катастроф, аварий и отказов
|
| 16.1
16.2
|
|
|
| 9 Определение ущербов от катастроф и аварий по данным оценок и расчётов в соответствии с таблицей 15 и таблицей 16
|
| U(t) = FU {UN(t), UT(t), US(t}
| 16.1
16.2
|
|
| U(t)
| 10 Определение риcков катастроф и аварий данными таблицы 15 – таблицы 17 оценок и расчётов по показателям 6 и 7 таблицы 17
|
| R(t) = {U(t)·P(t)}
| 16.1
16.2
16.3
|
|
| R(t)
|
|