I föreliggande studie har det genom numerisk modellering undersökts huruvida tillämpning av alternativ B enligt Regulatory Guide 1.90 (R.G. 1.90) är ett tillförlitligt sätt att bedöma reaktorinneslutningens integritet. Vid genomförandet har två olika numeriska modeller använts, en global 3D-modell respektive en ringmodell. Resultaten pekar på att tillämpning av alternativ B enligt R.G. 1.90 ger små möjligheter att detektera eventuella spännkraftsförluster eller mindre skador i spännkablar. Överensstämmelsen mellan de tillämpade modellerna var dock inte fullständig huvudsakligen beroende på begränsningar i projektets omfattning. För en bättre överensstämmelse mellan modellerna krävs, dels noggrannare analyser med den globala modellen och dels vidare utveckling av ringmodellen där den globala e ekten på ringens spänningstillstånd och deformationsegenskaper beaktas vid beräkningarna.
Bakgrund
Samtliga reaktorinneslutningar i Sverige är både horisontellt och vertikalt förspända i den cylindriska delen av konstruktionen. Vissa är förspända med ingjutna spännkablar medan övriga är förspända med icke ingjutna spännkablar. Förspänningsnivån avtar över tid p.g.a. olika faktorer, t.ex. krypning och krympning eller areareduktion orsakad av korrosion. Ingjutna spännkablar är inte åtkomliga utifrån vilket gör det svårt att mäta spännkrafterna och kontrollera deras tillstånd.
Återstående förspänning i ingjutna spännkablar kan dock predikteras med användning av olika metoder. Den amerikanska Regulatory Guide 1.90 (R.G. 1.90) ger två alternativa metoder för att kontrollera spännkablarnas tillstånd, alternativ A och alternativ B. Alternativ A omfattar övervakning av reaktorinneslutningens förspänningsnivå genom instrumentering och tryckprov medan alternativ B omfattar övervakning av reaktorinneslutningens deformation under tryckprov.
Syfte
Syftet med projektet är att genom numerisk modellering undersöka huruvida tilllämpning av alternativ B enligt R.G. 1.90 är ett tillförlitligt sätt att bedöma reaktorinneslutningens tillstånd. Detta görs genom att studera konstruktionens respons på inre tryck då konstruktionens egenskaper förändras samt hur spänningarna omfördelas när spännkablarna förlorar delar eller hela sin förspänning.
Resultat
I projektet har två olika numeriska modeller använts, en global 3D-modell respektive en ringmodell. I den globala 3D-modellen har det endast varit möjligt att studera större skador p.g.a. av modellens storlek och begränsningar i projektets omfattning. Ringmodellen som representerar ett genomsnittligt horisontellt segment av cylinderväggen har använts för att studera inverkan av lokala skador på spännkablarna. Med ringmodellen var det möjligt att utföra era beräkningar på en kortare tid med ökad komplexitet i materialmodellen. Inverkan av den omgivande konstruktionen modellerades dock inte i ringmodellen eftersom detta var utanför ramen för projektet. Resultaten pekar på att tillämpning av alternativ B enligt R.G. 1.90 ger små möjligheter att detektera eventuella spännkraftsförluster eller mindre skador i spännkablar.
En bättre överensstämmelse mellan modellerna kräver, dels noggrannare analyser med den globala modellen där inverkan av lokala skador på den globala konstruktionsresponsen studeras och dels vidare utveckling av ringmodellen där den globala e ekten på ringens spänningstillstånd och deformationsegenskaper beaktas vid beräkningar.
Slutsatser
Resultaten från båda tillämpade modeller bl.a. visar att
- den relativa radiella deformationen vid ett normalt tryckprov är av sådan storlek att kravet på minsta deformation enligt R.G. 1.90 uppfylls med god marginal,
- de analyserade skadorna i spännkablar ger små förändringar i deformationer under ett tryckprov,
- det krävs relativt stora skador i spännkablar för att dessa ska kunna detekteras vid jämförelse av deformationer mellan två olika tryckprov, och
- möjligheten att detektera skador i spännkablar förutsätter att mätinstrument är placerade i omedelbar närhet till skadeområdet.