МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ,
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ
И АТОМНОМУ НАДЗОРУ
ПРИКАЗ
от 24 мая 2010 г. N 406
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПОЛОЖЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ И
ИЗГОТОВЛЕНИИ
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК
С УРАН-ПЛУТОНИЕВЫМ (МОКС) ТОПЛИВОМ
В целях реализации
полномочий, установленных в пунктах 5.3.1.1 - 5.3.1.4, 5.3.1.13, 5.3.2, 6.2
Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному
надзору, утвержденного Постановлением Правительства Российской Федерации от 30
июля 2004 г. N 401, приказываю:
Утвердить
прилагаемое Положение о проектировании и изготовлении тепловыделяющих элементов
и тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым (МОКС) топливом.
Руководитель
Н.Г.КУТЬИН
Утверждено
Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому
и атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N
406
ПОЛОЖЕНИЕ
О ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК С УРАН-ПЛУТОНИЕВЫМ (МОКС)
ТОПЛИВОМ
В настоящем документе
применяются следующие сокращения:
АЗ - активная зона
АС - атомная
станция
БН - реактор на
быстрых нейтронах
ВВЭР - водо-водяной
энергетический реактор
КД -
конструкторская документация
НИР -
научно-исследовательская работа
НТД -
нормативно-технический документ
ОКР - опытно-конструкторская работа
ОТК - отдел
(служба) технического контроля
РКД - рабочая
конструкторская документация
РУ - реакторная
установка
СУЗ - система
управления и защиты
ТВС -
тепловыделяющая сборка
твэл - тепловыделяющий
элемент
ТД -
технологическая документация
ТЗ - техническое
задание
ТУ - технические
условия.
I.
Назначение и область применения
1. Положение о
проектировании и изготовлении тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС) топливом (далее - Положение) входит в число
руководств по безопасности, носит рекомендательный характер и не является
нормативным правовым актом.
2. Настоящее Положение содержит рекомендации Федеральной службы по
экологическому, технологическому и атомному надзору (далее - Ростехнадзор) по
проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых
при проектировании (разработке) твэлов, ТВС с уран-плутониевым (МОКС) топливом
и их составных частей, обоснованию проектных решений расчетно-аналитическими и
экспериментальными методами, а также рекомендации по их изготовлению, порядку,
методам и объему производственного контроля.
3. Настоящее
Положение распространяется на проектирование и изготовление твэлов с
таблетированным оксидным уран-плутониевым (МОКС) топливом (далее - твэлы) и
ТВС, в состав которых входят твэлы с МОКС-топливом
(далее - ТВС), для АС с реакторами типа ВВЭР и БН.
4. Термины и
определения приведены в Приложении N 1 к настоящему Положению.
II.
Проектирование твэлов и ТВС
Общие
положения
5. Проектирование
(разработка) твэлов, ТВС и их составных частей в общем случае предусматривает:
разработку ТЗ на ОКР;
проведение ОКР, включающей разработку технической документации (КД и
ТД), изготовление и испытание опытных образцов, приемку результатов ОКР;
постановку на
производство, включающую подготовку и освоение производства, изготовление
установочной серии и квалификационные испытания.
6. При
проектировании твэлов, ТВС и их составных частей учитываются исходные
требования к РУ, АЗ и ее составным частям (системе управления и защиты, ее
рабочим органам, поглощающим элементам, источникам нейтронов, измерительным
твэлам и т.д.), которые устанавливаются ТЗ на ОКР.
7. Требования к
комплектности научно-технической, проектной, конструкторской и технологической
документации и ее оформлению устанавливаются
федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии,
государственными и отраслевыми стандартами, стандартами организаций и иными
НТД.
8. Все работы по
проектированию твэлов, ТВС и их составных частей являются объектами
деятельности по обеспечению качества.
Научно-исследовательские
и опытно-конструкторские работы
9. НИР проводятся
как до начала ОКР, так и на стадии ОКР.
10. Теоретические и
экспериментальные исследования при проектировании твэлов, ТВС и их составных
частей включают: разработку и построение моделей состояния и поведения твэлов и
ТВС при эксплуатации в РУ; получение и обоснование данных по эксплуатационным
характеристикам твэлов и ТВС и их изменению при эксплуатации в АЗ; обоснование
допущений; выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения
теоретических исследований и проверки правильности принятых технических и
конструкторско-технологических решений и получения конкретных значений
параметров, необходимых для проведения расчетов; разработку методики
экспериментальных исследований; подготовку моделей (макетов, экспериментальных
образцов); проведение экспериментов; сопоставление результатов эксперимента с
теоретическими исследованиями; корректировку, при необходимости, теоретических
моделей исследований.
11. При
проектировании твэлов, ТВС и их составных частей учитываются нагрузки, процессы
и воздействия, которые возникают при их эксплуатации в АЗ, проведении контроля
при эксплуатации, установке и выгрузке из АЗ, хранении, транспортировании, осмотре, проведении
испытаний и производственном контроле. Свойства твэлов и ТВС анализируются с
учетом максимально допустимых нагрузок и воздействий.
12. К основным
нагрузкам и воздействиям на твэлы, возникающим при их эксплуатации в составе
ТВС в АЗ, которые могут привести к изменению геометрии и формы твэлов,
накоплению повреждений в оболочке, разгерметизации оболочки и отказу твэла,
относятся:
перегревы оболочки
твэла вследствие ее окисления и отложения продуктов коррозии, а также локальных
неравномерностей охлаждения твэлов;
термомеханические
напряжения, обусловленные градиентом температур и различными коэффициентами
термического расширения топливного сердечника и оболочки;
термомеханические
воздействия вследствие асимметрии температурных полей из-за неравномерности
нейтронного потока и несимметричности теплосъема;
фрикционное
взаимодействие топливного сердечника и оболочки;
коррозионные и
фреттинг-коррозионные воздействия со стороны теплоносителя;
механическое
воздействие на оболочку распухающего топливного сердечника;
давление
газообразных продуктов деления под оболочкой твэла;
коррозионное
воздействие со стороны агрессивных по отношению к оболочке продуктов деления;
нейтронное
облучение, приводящее к изменению механических свойств и структуры материалов.
13. При
конструировании твэлов и их составных частей учитывается следующее.
Для режима
нормальной эксплуатации и переходных процессов:
распределение
температуры внутри оболочки твэла, теплопередача между таблеткой и оболочкой,
распределение температуры в топливе;
изменение структуры
топлива;
взаимодействие
таблетки с оболочкой твэла;
распухание и
уплотнение таблеток, влияние эффекта уплотнения таблеток на линейную плотность
энерговыделения и теплоперенос (для ВВЭР);
возникновение
напряжений в оболочке, деформации и увеличение ее объема, удлинение оболочки
вследствие облучения;
изменение размеров
и геометрии твэлов (прогиб, распухание, удлинение, коробление);
взаимодействие
конструкционных элементов твэлов, ТВС и теплоносителя;
усталостные явления
в конструкционных элементах твэлов;
окисление и
наводораживание (гидрирование) оболочки твэла (для ВВЭР);
выделение
газообразных продуктов деления и зависимость от выгорания и истории облучения;
коррозия внутренней
и внешней поверхности оболочки твэла (в том числе фреттинг-коррозия),
формирование слоев продуктов коррозии и влияние коррозии на теплопередачу.
При нарушениях
нормальной эксплуатации, включая проектные аварии:
взаимодействие
между элементами твэлов и ТВС;
распределение
температуры и окисление оболочки твэла (для ВВЭР);
распухание и
уплотнение топлива;
взаимодействие
материала оболочки твэла с водой (для ВВЭР).
14. При
конструировании твэлов также учитываются возможные при изготовлении отклонения
геометрии и формы твэла, несплошность оболочки и топливного сердечника,
отклонения от номинальных значений содержания легирующих элементов в материалах
и состав топлива.
15. Обоснование
проектных решений включает подтверждение расчетными или экспериментальными
методами выполнения следующих условий.
При нормальной
эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации:
не происходит
разрушения оболочки твэла с образованием осевого зазора (неплотности);
температура
топливных таблеток и оболочки не превышает предельную температуру топлива,
обусловленную температурой плавления и зависящую от выгорания;
предельное
внутреннее давление газов, вызванное образованием и выделением газообразных
продуктов деления и повышением давления в твэле, не превышает давление
теплоносителя, если только не продемонстрировано, что внутреннее давление в
твэле не окажет недопустимого воздействия на поведение твэла;
предельная линейная
мощность твэла не превышает установленных величин;
величина скачка
мощности, определяемая как разность между локальной линейной нагрузкой в твэле
в конце и начале цикла нагружения, не превышает установленных пределов;
деформации оболочки
твэла, т.е. прогиб твэла, его искривление, удлинение диаметра оболочки твэла,
удлинение оболочки, уплотнение и распухание твэла не превышают предельные
деформации;
изменения диаметра
твэла ограничиваются предельным значением, обеспечивается работоспособность в
дистанцирующих решетках с требуемой силой трения, фреттиг-коррозии и
фреттинг-износ оболочки ограничиваются допустимыми значениями,
теплогидравлические характеристики обеспечивают надежный теплосъем;
повреждения,
вызванные взаимодействием топлива с оболочкой, не превышают значений,
установленных с учетом напряжения, вызванного коррозией;
окружные напряжения
в оболочке не превышают порогового напряжения, при котором исходный (допустимый
при изготовлении) технологический дефект не подрастает и оболочка не
накапливает повреждений;
расчетная
вязкопластическая деформация не превышает пороговой вязкопластической
деформации, накапливаемой оболочкой в процессе эксплуатации;
максимальное
эквивалентное напряжение в оболочке твэла не превышает предела текучести
материала оболочки;
обеспечивается
сохранение окружной устойчивости оболочки, расчетное предельное наружное
напряжение, вызывающее потерю устойчивости оболочки, не превышает давления
теплоносителя;
накопленная
суммарная повреждаемость оболочки твэла под действием длительных циклических и
статических нагрузок не превышает предельного значения повреждаемости;
толщина оксидной
пленки на внешней поверхности оболочки и концентрации гидридов (для ВВЭР) на
конец компании топлива не превышает установленного предельного значения;
фреттинг-коррозия
оболочек не приводит к недопустимому снижению прочности и повреждению
целостности оболочек в течение всего срока эксплуатации твэлов.
При проектных
авариях (включая аварии с потерей теплоносителя и аварии с быстрым увеличением
реактивности):
ограничиваются
параметры процессов, которые могут привести к деградации твэла, не совместимой
со стержневой геометрией, или вызвать дополнительный выход механической
энергии;
охрупчивание оболочки
твэла ограничивается допустимыми величинами, максимальная глубина локального
окисления оболочки, максимальная температура оболочки не превышают
установленных величин (для ВВЭР);
доля
прореагировавшего с паром циркония в АЗ не превышает установленных величин (для
ВВЭР);
температура топлива
не превышает температуры плавления (зависящей от выгорания);
при аварии,
вызванной возрастанием реактивности, величина энтальпии не превышает величину
максимальной усредненной по сечению (среднерадиальной) энтальпии топлива в
любой точке АЗ.
16. При разработке
конструкции ТВС и их составных частей рассматриваются следующие нагрузки и
воздействия:
гравитационные
нагрузки;
гидравлические
нагрузки, возникающие в результате выталкивания ТВС;
динамические
нагрузки, возникающие из-за вибраций при прохождении теплоносителя через АЗ;
механические
напряжения конструкционных элементов ТВС и их соединений, возникающие
вследствие взаимодействия конструкционных элементов твэлов и ТВС, ТВС и
теплоносителя в условиях давления теплоносителя;
термические
напряжения от теплового потока;
циклические и
термоциклические нагрузки, возникающие при изменениях мощности РУ;
нагрузки,
возникающие при падении рабочих органов системы управления защитой, в том числе
при ударном взаимодействии;
осевые и поперечные
нагрузки, возникающие при нарушении нормальной эксплуатации, в частности, при
аварии, связанной с потерей теплоносителя, и землетрясении.
17. При
проектировании ТВС и их составных частей рекомендуется учитывать следующее.
Для режима нормальной
эксплуатации и переходных процессов:
механические
напряжения конструкционных элементов ТВС и их соединений, возникающие при
облучении и повышении давления теплоносителя;
взаимодействие
конструкционных элементов твэлов, ТВС и теплоносителя;
характеристики
ударного взаимодействия;
вибрационные
нагрузки;
изменение размеров
и геометрии ТВС (изгиб, деформация конструкционных элементов);
изменение геометрии
размещения твэлов;
прочность
конструкционных элементов ТВС при осевом и поперечном сжатии;
усталостные явления
в конструкционных элементах ТВС.
При нарушениях
нормальной эксплуатации, включая проектные аварии:
взаимодействие
между элементами ТВС и АЗ;
закупоривание ТВС;
взаимодействие
материала конструкционных элементов ТВС с водой (для ВВЭР).
18. На этапе
проектирования твэлов ТВС исследуются следующие характеристики процессов и
явлений:
температуры
плавления топлива, оболочки, дистанционирующих элементов для всех условий
эксплуатации и при проектных авариях;
температуры начала
физико-химического или металлургического взаимодействия между топливом и
оболочкой, теплоносителем и оболочкой, топливом и теплоносителем;
совокупности
величин, определяющих кризис теплоотвода (для ВВЭР);
величины давления
потери устойчивости оболочки, включая потерю устойчивости вследствие
ползучести;
величины напряжения
коррозионного растрескивания и глубина прорастания трещины в оболочке;
величины коррозии
со стороны теплоносителя, включая локальное окисление при нормальных условиях
эксплуатации;
величины окисления
оболочки и доли прореагировавшего циркония при проектной аварии (для ВВЭР);
величины
деформации, в том числе при проектной аварии, по предельному напряженному
состоянию и по длительной прочности материала оболочки;
количество и
величины циклических, реверсивных и односторонних деформаций;
величины
динамических нагрузок, в том числе при максимальном расчетном землетрясении.
19. Для конкретной
РУ, конфигурации АЗ, типа топливной загрузки, типов твэла и ТВС устанавливаются
и обосновываются указанные ниже пределы и ограничения, определяющие условия
выполнения требований к твэлам и ТВС, установленных федеральными нормами и
правилами в области использования атомной энергии:
глубина выгорания
ТВС, твэла и таблетки (средние и максимальные значения);
максимальный флюенс быстрых нейтронов, максимальную повреждающую дозу (для БН);
линейная тепловая
нагрузка на твэл (средняя, максимальная);
предельная линейная
мощность твэла, допустимое значение скачка линейной нагрузки в твэле;
максимальная
усредненная по сечению (среднерадиальная) энтальпия, предельная энтальпия твэла
при проектных авариях;
максимальная
температура топлива, оболочки твэла, температурное распределение при нормальной
эксплуатации и при нарушении нормальной эксплуатации, включая проектные аварии;
предельные
напряжения, тепловые и механические нагрузки элементов конструкции твэла (в том
числе максимальные напряжения в оболочке твэла, его упругость и эластичность,
максимальное эквивалентное напряжение в оболочке твэла, гидравлические
нагрузки, усталостная прочность оболочки);
предельно
допустимая неупругая деформация оболочки твэла;
предельное давление
газов под оболочкой твэла;
предельные величины
деформации элементов конструкции твэла и ТВС (допустимый диапазон изменения
диаметра оболочки твэла, длины твэла, допустимые изменения геометрии твэла,
каркаса ТВС);
максимальная
глубина окисления оболочки твэла (для ВВЭР);
предельное охрупчивание оболочки твэла при проектных авариях (для ВВЭР).
20. Обосновываются
также продолжительность работы ТВС на номинальном уровне мощности между
перегрузками, срок службы и срок хранения ТВС от момента изготовления до
установки в РУ.
21. Количественные
значения устанавливаются с коэффициентами запаса, которые определяются в ходе
расчета с учетом погрешности методик, программ и расчетов, экспериментальным
путем с учетом технологических допусков при изготовлении твэлов и ТВС, а также
на основании опыта эксплуатации РУ с рассматриваемыми или аналогичными видами
ядерного топлива.
22. Технические и
конструкторско-технологические решения обосновываются расчетно-аналитическими и
(или) экспериментальными исследованиями и подтверждаются результатами
эксплуатации на АС.
23.
Расчетно-аналитические исследования, проводимые при проектировании твэла и ТВС,
включают получение и обоснование данных по эксплуатационным характеристикам
твэлов и ТВС и их изменению при эксплуатации в АЗ, определение ресурса работы,
анализ состояния при различных аварийных ситуациях.
24. Расчеты
проводятся с использованием математических моделей, разработанных на основе
фундаментальных физических законов, результатов исследований процессов и
явлений, протекающих в АЗ и во внутритвэльной среде, а также свойств топливных
и конструкционных материалов.
25.
Экспериментальные исследования проводятся с целью отработки конструкции твэлов,
ТВС и их составных частей, проверки работоспособности твэлов и ТВС, обоснования
показателей надежности, исследования изменения свойств материалов при облучении
и изучения эксплуатационных характеристик твэлов и ТВС.
26.
Экспериментальные исследования включают:
механические
испытания экспериментальных и опытных образцов твэлов и ТВС на стендах,
имитирующие рабочие условия эксплуатации, испытания в ампульных устройствах;
испытания
экспериментальных образцов в условиях облучения, приближенных к реальным
условиям эксплуатации, проводимые в экспериментальных реакторных петлях,
исследовательских реакторах;
реакторные
испытания экспериментальных и опытных образцов твэлов и ТВС в АЗ реакторов
энергетических установок.
27. Для проведения
экспериментальных исследований на этапах подготовки эскизного и технического
проектов разрабатываются, изготавливаются и испытываются макеты и
экспериментальные образцы твэлов, ТВС и их составных частей.
28. Программы и
методики испытаний макетов и экспериментальных образцов твэлов и ТВС
разрабатываются в соответствии с требованиями НТД.
29. Механические
испытания и испытания в ампульных устройствах проводятся с целью
экспериментального исследования механических свойств конструкционных элементов
ТВС (поперечная, продольная прочность, прочность на скручивание, износ,
изгибная жесткость, ударо- и вибростойкость),
изменений механических свойств, геометрии и размещения решетки ТВС в условиях,
имитирующих реальные условия эксплуатации, исследование поведения ТВС в
условиях вибрации и при гидравлических нагрузках, износа конструкционных
элементов ТВС, определение протечек через уплотнения хвостовиков и т.д.
30. Испытания образцов твэлов и ТВС в условиях облучения проводятся с
целью исследования изменения свойств топлива и конструкционных элементов твэлов
и ТВС под воздействием излучения, установления предельных значений деформаций
при распухании и изгибе твэлов, распухании и деформации ТВС; исследования
процессов отложения продуктов коррозии, релаксации поддерживающей пружины и
пружин решетки ТВС (для ВВЭР).
31. Реакторные
испытания экспериментальных и опытных образцов твэлов и ТВС в РУ и их
исследования после испытаний проводятся с целью экспериментального
подтверждения свойств конструкционных элементов ТВС и их изменений в реальных
условиях эксплуатации. Испытания проводятся по программам и методикам
реакторных испытаний и исследований экспериментальных и опытных образцов.
32. Программа
проведения испытаний экспериментальных и опытных ТВС в АЗ действующих АС
разрабатывается в соответствии с требованиями НТД и включает следующую
информацию:
цель проведения
испытаний, перечень работ и их описание с указанием места их проведения (блок
АС, хранилище ядерного топлива и т.д.);
описание программ и
методик испытаний и исследований, в том числе после извлечения ТВС из АЗ;
обоснование ядерной
и радиационной безопасности при проведении испытаний, описание технических и
организационных мер по обеспечению ядерной безопасности;
теплогидравлические
и нейтронно-физические расчеты АЗ с испытываемыми ТВС;
критерии и контроль
правильности завершения ядерно опасных работ;
описание технологии
транспортно-технологических операций;
сведения о внесении
изменений в проектную, конструкторскую, технологическую и эксплуатационную
документацию (технологического регламента эксплуатации блока АС);
указание о
назначении ответственного лица за проведение ядерно опасных работ.
33. При
опытно-промышленной и промышленной эксплуатации РУ подтверждаются данные,
характеризующие механические и прочностные свойства твэлов и ТВС, прогноз
изменения этих свойств в условиях эксплуатации, а также данные, характеризующие
скорости окисления и осаждения продуктов коррозии и т.д.
34. Рекомендуемые
методы обоснования функциональных требований к ТВС при нормальной эксплуатации,
при нарушениях нормальной эксплуатации АЗ и при нагрузках, возникающих вне АЗ (при изготовлении, хранении и
транспортно-технологических операциях), представлены в Приложении N 2 к
настоящему Положению.
35. Рекомендуемые
методы обоснования функциональных требований к твэлам при нормальной
эксплуатации АЗ, при нарушениях нормальной эксплуатации (авариях) и при
нагрузках, возникающих вне АЗ (при изготовлении,
хранении и транспортно-технологических операциях), представлены в Приложении N
3 к настоящему Положению.
Испытания
опытных образцов, подготовка
и освоение
производства
36. С целью оценки
и контроля качества результатов, полученных на определенных этапах ОКР, изготавливаются опытные образцы (опытная партия) твэлов
и ТВС, которые затем подвергаются контрольным испытаниям по категориям
предварительных и приемочных испытаний.
37. К началу
проведения испытаний завершают мероприятия по их подготовке, предусматривающие:
проверку наличия,
годности и готовности на месте проведения испытаний средств
материально-технического и метрологического обеспечения, гарантирующих создание
условий и режимов, соответствующих указанным в
программе испытаний;
обеспечение условий
ядерной и радиационной безопасности и условий, исключающих несанкционированное
распространение ядерных технологий, оборудования и материалов;
обучение и, при
необходимости, аттестацию персонала, допускаемого к испытаниям.
38. Методики
испытаний, применяемые для определения соответствия твэлов и ТВС обязательным
требованиям, аттестуются в установленном порядке.
39. В состав
комиссии изготовителя, проводящей приемочные испытания твэлов, ТВС и их
составных частей, могут быть включены представители заинтересованных организаций
и Ростехнадзора. О проведении испытаний изготовителя Ростехнадзор уведомляется
заблаговременно.
40. Подготовка и
освоение производства (постановка на производство) проводятся с целью
обеспечения его готовности к изготовлению и выпуску (поставке) твэлов, ТВС и их
составных частей в заданном объеме в соответствии с требованиями КД и НТД.
41. Подготовка производства твэлов и ТВС считается законченной, когда
изготовителем получена вся необходимая документация, разработана (отработана)
ТД на их изготовление, опробованы и отлажены средства технологического
оснащения и технологические процессы, производство укомплектовано персоналом,
имеющим необходимую квалификацию и допущенным в установленном порядке к
самостоятельной работе для производства работ по изготовлению, проведению
испытаний и контролю твэлов и ТВС, обеспечены ядерная и радиационная
безопасность при их производстве, проведении
испытаний и контроле и условия, исключающие несанкционированное распространение
ядерных технологий, оборудования и материалов.
42. С целью оценки
готовности предприятия к выпуску твэлов и ТВС в заданном объеме на этапе
освоения производства проводятся квалификационные испытания, которые включают в том числе проверку оснащения предприятия
технологическим оборудованием, оснасткой и средствами контроля, достаточности и
качества проведения контроля при производстве продукции, в частности
метрологического обеспечения, а также стабильности выполнения основных и
вспомогательных технологических операций.
43. В состав
комиссии, проводящей испытания, включают, как правило, представителей
разработчика продукции, разработчиков и поставщиков комплектующих изделий, при
необходимости, Ростехнадзора и других заинтересованных сторон.
III.
Изготовление твэлов и ТВС
Общие
положения
44. Изготовление
твэлов, ТВС и их составных частей, полуфабрикатов и комплектующих является
объектом деятельности по обеспечению качества.
45. Для обеспечения
требуемого качества твэлов, ТВС и их составных частей проводится контроль
соответствия материалов, полуфабрикатов и комплектующих, поставляемых для их
изготовления, требованиям ТУ и КД; производство твэлов, ТВС и их составных
частей осуществляется в соответствии с ТД и проводится производственный
контроль в соответствии с установленными требованиями.
46. Контроль
качества твэлов и ТВС, поставляемых полуфабрикатов и комплектующих проводится
поставщиком и изготовителем с участием (при необходимости) заказчика в
соответствии с требованиями НТД, ТУ, РКД и ТД изготовителей в объеме,
предусмотренном ТД (согласно ведомости операций контроля). Форма и содержание
документа о качестве определяются по согласованию между изготовителем и
потребителем.
Производственный
контроль при изготовлении твэлов, ТВС
и их составных
частей
47. При
изготовлении твэлов, ТВС и их составных частей в процессе и после завершения
изготовления проводится производственный (операционный и приемочный) контроль.
48. Операционный
контроль проводится во время выполнения или после завершения технологической
операции и может включать как контроль продукции, так и контроль
технологического процесса. Операционный контроль при изготовлении твэлов и ТВС,
а также полуфабрикатов и комплектующих, в состав которых входят
плутонийсодержащие материалы, является предпочтительным.
49. Приемочный
контроль проводится после завершения изготовления изделия при приемке продукции
и заключается в проверке соответствия продукции требованиям, установленным в
стандартах, КД, ТУ, договоре на поставку. Приемочный контроль включает
периодические и приемосдаточные испытания.
50.
Производственный контроль твэлов, ТВС и их составных частей проводится
технологическим персоналом и ОТК изготовителя в соответствии с требованиями
РКД, ТД и ТУ.
51. Операционный
контроль продукции (процесса) проводится технологическим персоналом изготовителя
по технологическому процессу изготовителя, согласованному с разработчиком.
Контролируемые параметры и планы операционного контроля определяются
операционными картами технического контроля.
52. Для контроля
качества и приемки изготовленных твэлов, ТВС и их
составных частей проводятся периодические и приемосдаточные испытания, которые
в совокупности обеспечивают достоверную проверку всех свойств твэлов, ТВС и их
составных частей, подлежащих контролю, на соответствие требованиям стандартов,
КД и ТУ.
53. Периодические и
приемосдаточные испытания проводятся изготовителем (поставщиком). К участию в
испытаниях могут быть привлечены другие заинтересованные стороны, в том числе
представители потребителя (заказчика), разработчика и Ростехнадзора. О проведении
испытаний Ростехнадзор уведомляется заблаговременно.
54. Периодические
испытания проводятся с целью подтверждения качества твэлов, ТВС и их составных
частей, стабильности технологического процесса в установленный период для
продолжения их изготовления по действующим КД и ТД.
55. Изготовленные
твэлы, ТВС и их составные части до отгрузки, передачи или продажи заказчику
подлежат приемке с целью установления их соответствия требованиям,
установленным НТД и (или) ТУ. Приемочный контроль твэлов, ТВС и их составных
частей проводится ОТК изготовителя.
56. Испытания
проводятся в соответствии с требованиями ТУ на изготовленные твэлы, ТВС и их
составные части, правилами приемки и методами испытаний.
57. В ТУ на твэлы,
ТВС и их составные части указываются методики измерений или ссылки на
документы, содержащие полное изложение методик.
58. При испытаниях
и контроле применяются поверенные и откалиброванные средства измерения и
контроля (приборы, установки), соответствующие технической документации на них,
а испытательное оборудование аттестуется в установленном порядке.
59. В документах,
по которым проводятся испытания, в общем случае приводится (непосредственно
либо в виде ссылок на другие документы) следующая информация:
требования к
изготовленным твэлам, ТВС и их составным частям, подлежащим контролю;
виды испытаний,
включая состав проверок, последовательность их проведения и распределение
проверок по видам испытаний;
требования к
количеству единиц продукции, отбираемых для каждого вида испытаний этой
продукции, установленной в документах, а также к порядку отбора единиц
продукции (планы контроля);
методы испытаний,
условия (режимы) испытаний;
требования к
средствам испытаний (пределы измерений, пределы допускаемых погрешностей,
расходуемые материалы и др.);
требования к
подготовке и проведению испытаний;
порядок обработки
данных, полученных при испытаниях, и критерии принятия решений по ним, а также
порядок оформления и представления результатов;
требования к
принимаемым решениям и к области распространения результатов испытаний.
60. Испытания могут
включать один или несколько видов испытаний и (или) видов контроля (визуальный,
измерительный и др.) и проводиться в один или несколько этапов.
61. Приемосдаточные
испытания проводятся с применением сплошного или выборочного контроля в
соответствии с ТУ.
62. Выборочный
контроль рекомендуется выполнять статистическими методами. Выбор параметров
твэлов, ТВС и их составных частей для статистического контроля осуществляется с
учетом обеспечения эффективности результатов контроля.
63. Правила
определения приемочных границ при проведении испытаний устанавливаются НТД.
64. Методы анализа
согласуют с разработчиком изделия. Допустимые погрешности методов измерения
контролируемых параметров указываются в ТУ для измерения данных параметров.
65. Выбор
контролируемых параметров твэлов, ТВС и их составных частей осуществляется на
основании анализа их влияния на функциональные и эксплуатационные
характеристики твэлов, ТВС на безопасность эксплуатации РУ с учетом реальных
условий эксплуатации.
66. Наиболее
важными для безопасности эксплуатации РУ являются показатели твэлов,
несоблюдение которых может стать причиной преждевременного отказа твэлов, а при
проектной аварии вызвать повреждения, превышающие допустимые критерии
безопасности АС. К таким показателям относятся:
содержание
водорода, влаги, фтора, хлора, углерода, азота в топливных таблетках;
плотность топлива;
стехиометрия
топлива;
наружный диаметр
топливных таблеток и геометрия оболочек твэла;
дефекты в оболочке
и в готовом твэле;
герметичность
твэла;
качество сварных
швов;
ориентация гидридов
в оболочках;
давление гелия в готовом твэле;
загрязненность
фтором внутренней поверхности оболочек твэла;
сплошность
топливного столба;
состав
внутритвэльной среды.
67. Для этих
показателей рекомендуется устанавливать либо сплошной контроль (дефекты в
оболочке твэла, герметичность, сплошность топливного столба, качество сварных
швов, геометрия оболочек), либо выборочный статистический контроль с
минимальным уровнем дефектности, который выбирается на основании результатов
выпуска промышленных партий твэлов и их компонентов с учетом важности того или
иного параметра.
68. Для
показателей, отклонения которых от требований НТД могут приводить к ухудшению
работоспособности твэлов, снижению технико-экономических характеристик АС, или
которые могут быть оценены расчетным и экспериментальным путем, рекомендуется
применять выборочный статистический контроль. К таким показателям относятся:
свойства и
структура материала оболочек, включая анизотропию свойств;
коррозионная
стойкость оболочек;
доспекаемость
топлива;
микроструктура
топлива;
овальность
оболочек;
изотопный состав
топлива;
суммарный борный
эквивалент;
высота таблеток;
внешний вид
таблеток;
масса топлива в
твэле;
загрязненность
наружной поверхности твэлов фтором.
69. Для контроля
этих и иных показателей твэлов рекомендуется проводить выборочный приемочный
контроль.
70. Контроль
отдельных показателей твэлов, ТВС и составных частей можно не проводить, но при
этом обеспечивается стабильность параметров технологического процесса их и
проводится операционный контроль продукции (процесса).
71. Рекомендуемые
методы и объем технического контроля таблеток из уран-плутониевого порошка,
твэлов и ТВС при их изготовлении представлены в Приложении N 4 к настоящему
Положению (таблицы 1 - 3).
Приложение
N 1
к Положению о
проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и
тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому и
атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N
406
ТЕРМИНЫ И
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Аттестация
испытательного оборудования - определение нормированных точностных характеристик
испытательного оборудования, их соответствия требованиям НТД и установление
пригодности этого оборудования к эксплуатации.
Квалификационные
испытания - контрольные испытания установочной серии или первой промышленной
партии, проводимые с целью оценки готовности предприятия к выпуску продукции
данного типа или в заданном объеме и заданного уровня качества.
Комплектующее
изделие (комплектующее) - изделие определенного функционального назначения
(деталь, сборочная единица), которое является составной частью твэла или ТВС и
может подлежать или не подлежать соединению сборочными операциями.
К комплектующим
изделиям, используемым при изготовлении твэлов и ТВС, относятся:
таблетки
UPuO ;
2
трубы для оболочек
твэлов;
заглушки
(циркониевый сплав или нержавеющая сталь);
пружины, втулки;
трубы для
направляющих каналов;
центральные трубы
для кассет;
трубы для
дистанционирующих решеток;
твэлы;
решетки;
верхние и нижние
концевые крепления и др.
Конструкторская
документация - совокупность конструкторских документов, содержащих в
зависимости от их назначения данные, необходимые для разработки, изготовления,
контроля, приемки, поставки и эксплуатации изделия.
Контролируемая
партия (партия продукции) - совокупность единиц однородной продукции,
изготовленных в течение определенного времени по одной и той же технологической
документации (стандарту) и одновременно предъявляемых на испытания и (или)
приемку, при оценке качества которых принимается одно общее решение.
Макет - упрощенное
воспроизведение в определенном масштабе изделия или его части, на котором
исследуются отдельные характеристики изделия, а также оценивается правильность
принятых технических решений.
Обязательные
требования - требования безопасности, устанавливаемые федеральными законами и
федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии.
Операционный
контроль - контроль продукции или процесса во время выполнения или после
завершения технологической операции.
Опытно-конструкторская
работа - комплекс работ по созданию КД и ТД, изготовлению и испытанию макетов,
экспериментальных образцов, опытных или головных образцов изделий или изделий
единичного производства, направленных на подтверждение заложенных в проект
конструкторских решений и расчетно-аналитических исследований.
Опытный образец
(опытная партия) - образец изделия (партия изделий), изготовленный(ая) по вновь разработанной документации для проверки путем
испытаний соответствия заданным техническим требованиям с целью принятия
решения о возможности постановки на производство и (или) использования по
назначению.
Освоение
производства - один из этапов постановки продукции на производство, включающий
отработку и проверку подготовленного технологического процесса, и овладение
практическими приемами изготовления продукции со стабильными значениями
показателей и в заданном объеме выпуска.
План контроля -
совокупность требований и правил (объем контролируемой партии, уровень и вид
контроля, тип плана выборочного контроля, объем выборки, контрольные нормативы,
решающие правила и т.д.), которые соблюдаются при решении о приемке партии
продукции.
Полуфабрикат -
промышленная продукция, подлежащая последующей обработке или используемая как
составная часть другого более сложного вида продукции.
К полуфабрикатам,
используемым для изготовления твэлов и ТВС, относятся следующие материалы и
изделия:
порошки
(UO ; PuO ; Gd O ; UO
+ PuO );
2 2 2 3
2 2
прутки для заглушек
твэлов;
прутки для центрального твэла кассет;
листы-полосы для
уголков кассет;
листы для чехлов
кассет;
листы для
дистанционирующих решеток;
проволока для
пружины;
гелий и др.
Приемка продукции -
процесс проверки соответствия продукции требованиям, установленным в
стандартах, КД, ТУ, договоре на поставку, и оформление документов.
Приемочный контроль
- контроль продукции, по результатам которого принимается решение о ее
пригодности к поставкам и (или) использованию.
Приемосдаточные
испытания - контрольные испытания продукции при приемочном контроле.
Реакторные
испытания - радиационные и другие испытания в ядерном реакторе.
Сборочная единица -
изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на
предприятии-изготовителе сборочными операциями.
Служба
(отдел) технического контроля - служба (отдел) изготовителя (поставщика) или
любая другая служба, персонал или отдельные специалисты, на которых возлагается
контроль готовой продукции.
Составная часть
изделия - деталь или сборочная единица, выполняющая определенные технические функции
в составе другого изделия и не предназначенная для самостоятельного применения.
Составные части
твэла включают: таблетки, сердечник, оболочку твэла, концевые заглушки,
дистанционирующую проволоку и конструкционные элементы (втулки, пружины).
Составными частями
ТВС являются: головка ТВС, хвостовик, дистанционирующие решетки, труба-чехол
(при наличии), твэлы, твэги, направляющие трубы, пружинные фиксаторы.
Технические условия
(ТУ) - документ, входящий в комплект технической документации на промышленную продукцию
(изделие), содержащий комплекс технических требований к продукции, ее
изготовлению, контролю, приемке и поставке, а также условия ее эксплуатации,
транспортирования и хранения.
Технологическая
документация (ТД) - совокупность технологических документов, определяющих
технологический процесс.
Экспериментальный
образец - образец продукции, обладающий основными признаками намечаемой к
разработке продукции и изготовляемый с целью проверки предполагаемых решений и
уточнения отдельных характеристик для использования при разработке этой
продукции.
Приложение
N 2
к Положению о
проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и
тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому и
атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N
406
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ
МЕТОДЫ
ОБОСНОВАНИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ТВС ПРИ НОРМАЛЬНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПРИ
НАРУШЕНИЯХ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЗ
И ПРИ
НАГРУЗКАХ, ВОЗНИКАЮЩИХ ВНЕ АЗ (ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ,
ХРАНЕНИИ И
ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ)
┌──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┐
│Функциональное│
Цель обоснования
│ Методы обоснования │
│ требование
│
│
│
├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤
│ При нормальной эксплуатации
в АЗ │
├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤
│Прочностные и │Подтверждение механической │ │
│деформационные│прочности,
целостности и │ │
│требования │отсутствии
недопустимой деформации│ │
│ │конструкционных элементов
ТВС и │ │
│ │соединений │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
головка и │подтверждение механической
│расчетно-аналитическое │
│
хвостовик │прочности,
целостности и
│обоснование, стендовые │
│ │отсутствия недопустимых
деформаций│испытания
│
│ │при возможных нагрузках │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
направляющие │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │
│
трубы │прочности,
целостности и │обоснование,
испытания │
│ │отсутствия недопустимых
деформаций│ТВС и отдельных
│
│ │при возможных
нагрузках; │элементов
ТВС │
│ │подтверждение прочности при │ │
│ │сжатии │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
решетки │подтверждение
прочности при
│испытания решеток
│
│ │сжатии │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│ резьбовые
│подтверждение прочности
│расчетно-аналитическое │
│
соединения │соединений │обоснование │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
неразъемные │подтверждение
прочности │испытания
соединений │
│ (сварные,
│соединений
│элементов ТВС на
│
│
заклепочные) │ │прочность
или испытания│
│
соединения │ │на
свидетелях │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Удержание
ТВС │Подтверждение, что
│Гидравлические испыта- │
│в
потоке │равнодействующая
нагрузок на ТВС │ния,
расчетно-аналити- │
│теплоносителя │направлена вниз (с
учетом влияния │ческое обоснование
│
│ │облучения) │(расчетные
методы │
│
│
│подтверждаются экспе-
│
│ │
│риментальными иссле-
│
│ │
│дованиями поведения ТВС│
│ │ │при облучении) │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Геометрическая│Подтверждение допустимости │Расчетно-аналитическое │
│совместимость │взаимодействия между
элементами │обоснование
(расчетные │
│ТВС
- АЗ, │АЗ, твэлами и ТВС,
формоизменения,│методы подтверждаются
│
│твэл
- ТВС │распухания и роста
твэла, │экспериментальными │
│ │конструкционных элементов
ТВС и АЗ│исследованиями распуха-│
│ │ │ния
конструкционных │
│ │
│элементов ТВС и твэлов │
│ │ │при
облучении) │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Поддержка │Подтверждение отсутствия │Расчетно-аналитическое │
│твэла в
│проскальзывания твэла под
│обоснование (расчетные │
│конструкции │воздействием гидравлических сил │методы подтверждаются │
│ТВС │
│экспериментальными
│
│ │
│исследованиями релак-
│
│ │ │сации
поддерживающей │
│ │ │пружины
эксперимен- │
│
│
│тальным путем)
│
│ │устойчивость твэла,
ограничения │испытания или
аналити- │
│
│износа оболочки, достаточность
│ческие расчеты (расчет-│
│ │силы, приложенной
пружинами │ные методы
подтвержда- │
│ │решетки │ются экспериментальными│
│ │
│исследованиями при гид-│
│
│
│равлических испытаниях)│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Прочность при │Допустимость вибрации
ТВС │Гидравлические │
│вибрационных
│ │испытания
ТВС │
│нагрузках
на │ │ │
│ТВС
в условиях│ │ │
│потока │ │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Совместимость
│Подтверждение времени падения
│Расчетно-аналитическое │
│ТВС
- СУЗ │стержней СУЗ.
Подтверждение │обоснование,
испытания │
│ │допустимости нагрузок ударного
│ТВС
│
│ │взаимодействия │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Поддержание │Допустимость искривления ТВС и их
│Расчетно-аналитическое │
│геометрии ТВС │составных частей │обоснование (расчетная
│
│ │ │модель
подтверждается │
│ │
│результатами
│
│ │
│экспериментальных
│
│ │
│исследований поведения │
│
│
│ТВС при облучении)
│
├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤
│ При нарушениях нормальной
эксплуатации АЗ │
├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤
│Прочностные и │Подтверждение механической │ │
│деформационные│прочности,
целостности и │ │
│требования │отсутствия недопустимой
деформации│
│
│ │конструкционных элементов
ТВС и │ │
│ │соединений │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
головка и │подтверждение механической
│расчетно-аналитическое │
│
хвостовик │прочности,
целостности и
│обоснование
│
│ │отсутствия недопустимых
деформаций│
│
│ │при возможных
нагрузках │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
направляющие │подтверждение прочности при осевом│расчетно-аналитическое
│
│
каналы │сжатии
│обоснование
│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│ резьбовые
│подтверждение прочности
│расчетно-аналитическое │
│
соединения │соединений │обоснование │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
неразъемные │подтверждение прочности │испытания на прочность
│
│
(сварные, │соединений │соединений элементов
│
│
заклепочные) │ │ТВС
или испытания на
│
│
соединения │ │свидетелях
│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
решетки │подтверждение
устойчивости при
│расчетно-аналитическое │
│
│боковых нагрузках (сохранение
│обоснование или
│
│ │допустимого размещения твэлов
в │испытания решеток │
│ │решетке и отсутствие
радиальной │ │
│ │деформации направляющих
труб) │ │
├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤
│ При нагрузках, возникающих вне АЗ, при изготовлении, хранении и │
│ транспортно-технологических операциях
│
├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤
│Прочностные и │Подтверждение механической │ │
│деформационные│прочности,
целостности и │ │
│требования │отсутствия недопустимой
деформации│
│
│ │конструкционных элементов
ТВС и │ │
│ │соединений │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
головка и │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │
│
хвостовик │прочности,
целостности и
│обоснование
│
│ │отсутствия недопустимых
деформаций│
│
│ │при возможных
нагрузках │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
направляющие │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │
│
трубы │прочности,
целостности и
│обоснование
│
│ │отсутствия недопустимых
деформаций│
│
│ │при возможных
нагрузках │ │
│ │подтверждение прочности при
│испытания ТВС и
│
│ │сжатии │отдельных
элементов ТВС│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
решетки │подтверждение
прочности при
│испытания решеток
│
│ │сжатии │ │
│ │подтверждение
сопротивления │испытания
решеток или │
│ │(устойчивости) периферийных
│расчетно-аналитическое │
│ │пластин решетки к
нагрузкам, │обоснование │
│ │возникающим
при загрузке ТВС в АЗ │ │
│ │подтверждение выполнения
условий │ │
│ │фиксации твэла в решетках
и │ │
│ │отсутствие смещения твэла в │ │
│ │конструкции ТВС │ │
└──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┘
Приложение
N 3
к Положению о
проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и
тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому и
атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N
406
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ
МЕТОДЫ ОБОСНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ
К ТВЭЛАМ ПРИ
НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЗ, ПРИ НАРУШЕНИЯХ
НОРМАЛЬНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ (АВАРИЯХ) И ПРИ НАГРУЗКАХ,
ВОЗНИКАЮЩИХ
ВНЕ АЗ (ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ, ХРАНЕНИИ
И
ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ)
┌──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┐
│Функциональное│
Цель обоснования
│ Методы обоснования │
│ требование
│
│
│
├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤
│ При нормальной эксплуатации
АЗ │
├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤
│Деформационные│Подтверждение
механической проч-
│
│
│и
прочностные │ности, целостности и отсутствия │ │
│требования │недопустимых повреждений твэла │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
допустимая
│структурные деформации, изменения │расчетно-аналитическое
│
│
деформация │диаметра и удлинение
оболочки │обоснование │
│
твэлов │твэла не превышают установленных
│
│
│ (изменение
│предельных значений при возможных │ │
│
размеров и │нагрузках │ │
│
геометрии) │подтверждение
окружной │испытания │
│ │устойчивости │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
усталостная
│подтверждение устойчивости
│расчетно-аналитическое │
│
прочность │оболочки к усталости
с учетом │обоснование,
испытания │
│ │циклических и статических
нагрузок│ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
прочность при│отсутствие недопустимого снижения
│расчетно-аналитическое │
│
истирании при│прочности оболочки и │обоснование,
испытания,│
│
трении
│разгерметизации
│опыт эксплуатации
│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
допустимое │подтверждение
допустимости
│расчетно-аналитическое │
│ искривление
│деформации с учетом
│обоснование (расчетная
│
│
твэла │термогидравлических
нагрузок в АЗ │модель подтверждается
│
│ │
│результатами
│
│ │
│эксплуатации)
│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
допустимое │отсутствие недопустимой
│расчетно-аналитическое │
│
при распуха- │деформации и взаимодействия между
│обоснование (расчетная │
│
ние при облу-│различными элементами твэла,
ТВС │модель подтверждается │
│
чении │и АЗ
│результатами
│
│ │
│эксплуатации)
│
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
устойчивость │сохранение окружной устойчивости │расчетно-аналитическое │
│
оболочки │оболочки,
допустимости круговой
│обоснование
│
│ │деформации оболочки
твэла; │(прочностной
расчет) │
│ │допустимость уплотнения
топлива, │ │
│ │допустимость зазоров между
│
│
│ │таблетками и
оболочкой │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Коррозионные
│Окисление различных элементов
│
│
│требования │твэла, гидрирование оболочки, │ │
│ │толщина коррозионного слоя
на
│ │
│ │поверхности оболочки не
превышают │
│
│ │установленных
пределов; │ │
│ │Отсутствие недопустимого
снижения │
│
│ │прочности и
повреждения │ │
│ │целостности оболочек │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
коррозионная │ограничения толщины коррозионного
│расчетно-аналитическое │
│ стойкость (в │слоя (оксидной пленки)
и/или │обоснование │
│
том числе к
│коррозионной кинетики
│(прочностной расчет);
│
│
фреттинг-
│
│стендовые испытания │
│
коррозии) │ │ТВС,
опыт эксплуатации │
│ │ │ТВС в
АЗ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│
гидрирование │подтверждение того, что гидриро- │расчетно-аналитическое │
│ оболочки (для│вание (наводороживание)
оболочки │обоснование, испытания
│
│ ВВЭР)
│не оказывает недопустимого
│
│
│ │воздействия на целостность
твэла │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤
│Теплофизиче- │Температура
топливных таблеток и
│Расчетно-аналитическое │
│ские
требова- │оболочки твэла (локальная и │обоснование │
│ния
(ограни-
│средняя) не превышает установлен- │(теплофизический и │
│чение
макси-
│ных предельных значений.
│термомеханический
│
│мальное
темпе-│Для ВВЭР: максимальная
температура│расчеты)
│
│ратуры
топлива│оболочек твэла не приводит к │ │
│и
оболочки, │отклонению от условий пузырькового│ │
│давление
газов│кипения
│
│
│под
оболочкой │ │ │
│твэла
и линей-│
│
│
│ной
мощности │ │ │
│твэла)
│
│
│
├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤
│При проектных авариях (с потерей
теплоносителя и с быстрым возрастанием
│
│ реактивности) │
├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤
│Отсутствие │Охрупчивание не превышает │Расчетно-аналитическое │
│повреждений │предельных установленных значений
│обоснование │
│твэлов сверх
│(для ВВЭР);
│(термомеханический,
│
│проектных
│Ограничение выхода водорода (для
│теплофизический,
│
│пределов,
│ВВЭР);
│прочностной расчеты)
│
│возможность │Ограничение максимальной │ │
│охлаждения
АЗ │температуры топлива и оболочки,
│
│
│ │отсутствие локального
│
│
│ │расплавления. │ │
│ │Ограничение удельной пороговой │ │
│ │энергии разрушения
твэлов, │ │
│ │фрагментации твэлов; │ │
│
│Ограничение роста энтальпии (для
│
│
│ │аварии с быстрым
возрастанием │ │
│ │реактивности) │ │
├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤
│ При нагрузках, возникающих вне АЗ, при изготовлении, хранении и │
│ транспортно-технологических операциях
│
├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤
│Прочность, │Напряжения и нагрузки,
возникающие│Расчетно-аналитическое │
│отсутствие │при обращении с твэлами и их │обоснование, испытания │
│недопустимой
│транспортировании, не оказывают
│
│
│деформации │недопустимого воздействия на │ │
│твэла │работоспособность твэлов при │ │
│ │эксплуатации; │ │
│ │Подтверждение механической
│
│
│ │прочности, целостности
и │ │
│ │отсутствия недопустимой
деформации│
│
│ │твэла; Отсутствие
движения │ │
│ │топливных таблеток,
смещения │ │
│ │топливного столба до и
после │ │
│ │облучения │ │
└──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┘
Приложение N
4
к Положению о
проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и
тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому и
атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N
406
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ
МЕТОДЫ
И ОБЪЕМ
ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТАБЛЕТОК ИЗ УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО
ПОРОШКА, ТВЭЛОВ И
ТВС ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ
Таблица 1
ТАБЛЕТКИ ИЗ
УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО ПОРОШКА
┌───────────────────────┬─────────────────────────┬───────────────────────┐
│ Контролируемый │
Метод контроля │ Вид и
объем контроля │
│ показатель │ │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Содержание
урана и │Амперометрическое │Анализ представительных│
│плутония │титрирование, альфа- │выборок
таблеток от │
│ │радиографичекий
метод │партии │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Изменчивость условных │Соответствующий метод │Анализ отдельных │
│массовых
долей изотопов│
│таблеток партии
│
│тяжелого
металла │ │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Изотопный
состав
│Масс-спектрометрический
│Анализ представительных│
│ 238 │метод │выборок таблеток от │
│(содержание
Pu, │ │партии │
│242 235
232 )
│
│
│
│ Pu,
U, U │ │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Равномерность │Амперометрическое │Анализ представительных│
│распределения
плутония │титрирование, альфа- │выборок таблеток от │
│ │радиографичекий
метод │партии │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Кислородный
коэффициент│Кулонометрический метод, │Анализ
представительных│
│(отношение O / U + Pu +│метод
равновесия │выборок
таблеток от │
│Am) │контролируемой
атмосферы │партии
│
│ │и др. │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Структура (размер │Контроль с помощью │Анализ представительных│
│зерен,
поры, │оптического
микроскопа, │выборок таблеток от │
│однородность) │альфа-авторадиографиче- │партии │
│ │ский метод │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Содержание
Pu на │Расчет │- │
│установленную
дату │ │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Содержание
примесей │Соответствующие
методы │Анализ
представительных│
│ │для различных
элементов │выборок таблеток от │
│ │ │партии │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Суммарный
борный │На
основании расчета по │Анализ
представительных│
│эквивалент │результатам химического
│выборок таблеток от
│
│ │анализа │партии │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Массовая доля общего │Кулонометрический метод,
│Анализ представительных│
│водорода (или отдельно │иные методы
содержания │выборок │
│влаги
и водорода) │водорода и
измерения │ │
│ │влажности │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Плотность │Прямое измерение (по │Статистический │
│ │геометрическим
размерам и│выборочный контроль
│
│ │массе), косвенное
│партии
│
│ │измерение
(радиометриче- │
│
│ │ский метод и
др.) │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Растворимость │Определение массы │Статистический │
│ │нерастворившегося
осадка │выборочный контроль
│
│ │при растворении
в │партии │
│ │азотной
кислоте │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Объемная
доля открытых │Гидростатическое │Статистический │
│пор │взвешивание │выборочный контроль │
│ │ │партии │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Доспекаемость │Измерение плотности │Статистический │
│(термическая │(наружного диаметра) до │выборочный контроль │
│стабильность) │и после повторного │партии │
│ │спекания │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Расчетная
масса столба │Взвешивание
│Статистический │
│таблеток │ │выборочный
контроль │
│ │ │партии │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Внешний
вид, состояние │Визуальное сравнение с │Сплошной контроль при │
│поверхности: │эталоном, измерение │визуальном осмотре, │
│
сколы, трещины, │ │выборочный - при
│
│
раковины, чистота; │ │измерении
│
│
шероховатость │ │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Размеры: │Измерение │Статистический │
│
диаметр; │ │выборочный
контроль │
│
высота таблеток; │ │партии │
│
отклонение от
│
│ │
│
прямолинейности │ │ │
│
образующей трубы; │ │ │
│
диаметр центрального
│
│
│
│
отверстия; │ │ │
│
глубина центрального
│
│
│
│
отверстия │ │ │
├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤
│Маркировка │Визуально по паспортам │Контроль каждой тары │
└───────────────────────┴─────────────────────────┴───────────────────────┘
Таблица 2
ТВЭЛЫ
┌───────────────┬──────────────────────────┬──────────────────────────────┐
│Контролируемый
│ Метод контроля │ Вид и объем контроля │
│ показатель
│
│
│
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Качество
газа- │Газохроматографический │Контроль представительных │
│наполнителя
│метод
│выборок партии (при
│
│ │
│необходимости)
│
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Качество
газа │Газохроматографический │Контроль представительных │
│сварки
│метод
│выборок партии (при
│
│ │ │необходимости) │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Содержание │Нейтронно-активационный │Сплошной контроль, допускается│
│изотопов
урана │или автоэмиссионный метод │выборочный контроль при усло-
│
│и
плутония │ │вии, что
обеспечивается конт- │
│ │ │роль
параметров технологиче- │
│ │ │ского процесса
на соответствие│
│ │ │заданным величинам │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Обогащение │Гамма-сканирование │Сплошной │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Объемная
доля │Газохроматографический │Сплошной контроль неразрушаю-
│
│гелия │метод │щим методом;
допускается │
│ │ │выборочный
контроль при ус-
│
│ │ │ловии, что
обеспечивается │
│ │ │контроль
параметров технологи-│
│ │ │ческого
процесса на соответ- │
│ │ │ствие заданным величинам │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Масса
топлив-
│Расчет по документам
│Сплошной
│
│ного
столба │ │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Сплошность │Гамма-абсорбционный
метод │Сплошной
│
│топливного │ │ │
│столба │ │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Длина │Гамма-абсорбционный
метод,│Сплошной
│
│компенсационно-│радиодефектоскопия, │ │
│го
объема │измерение
автоматическими │ │
│ │средствами контроля │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Давление
гелия │Термоиндукционный метод,
│Сплошной контроль
│
│ │ультразвуковые
и тепловые │неразрушающим методом
│
│ │методы │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Качество │Зависит
от вида сварного │Зависит от вида
сварного шва │
│сварных
швов │шва │ │
│ │Контроль качества сварных │Контроль качества сварных │
│ │швов N 1 и 2: │швов N 1 и N 2: │
│
│- автоматический сплошной │- сплошной (неразрушающий │
│ │контроль суммарной протя- │метод); │
│
│женности сварного шва
на │- выборочный (разрушающий │
│ │ультразвуковом дефекто- │метод) на
одном твэле сменной │
│
│скопе (неразрушающий
│выработки или образце-
│
│
│метод); │свидетеле) │
│ │- путем
металлографиче- │ │
│ │ского контроля
продольного│
│
│ │шлифа контролировать │ │
│ │суммарную
протяженность │ │
│
│сварного шва (разрушающий │ │
│ │метод). │ │
│ │Контроль качества
сварного│Контроль качества сварного
│
│ │шва N 3: │шва N 3: │
│
│- радиографическим
│- сплошной (на
│
│ │методом; │ультразвуковом дефектоскопе │
│ │- неразрушающим методом на│для величины непровара); │
│ │ультразвуковых установках
│- выборочный │
│ │образцами внешнего
вида) │(радиографическим методом для │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Внешний вид
│Визуальный (путем
│Сплошной
│
│ │сравнения с контрольными
│
│
│ │образцами внешнего
вида) │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Состояние
по-
│Визуальный (путем
│Сплошной
│
│верхности
(ше- │сравнения с контрольными │ │
│роховатость,
│образцами внешнего вида)
│
│
│глубина
цара- │ │ │
│пин,
сдиры и │ │ │
│т.д.) │ │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Герметичность │Масс-спектрометрические │Сплошной │
│
│методы (контроль гелиевым │ │
│
│течеискателем)
│
│
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Размеры: │Автоматические средства │Сплошной │
│
величина │контроля │ │
│
наружного │ │ │
│
диаметра; │ │ │
│
длина; │ │ │
│
прямолиней- │ │ │
│
ность │ │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Контроль
нали- │Гамма-абсорбционный │Сплошной │
│чия
фиксатора, │метод, контроль длины
│
│
│длина
его │допускается
проводить │ │
│компенсирующей
│автоматическими
│
│
│части │средствами контроля │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Маркировка │Визуально или на
установке│Сплошной
│
│(обогащение) │автоматического контроля │ │
│ │по технологическому │ │
│ │процессу завода- │ │
│ │изготовителя │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Содержание │Газохроматический метод и
│Выборочный
│
│водорода, │иные методы измерения │ │
│влажность │влажности и содержания │ │
│ │водорода │ │
│ │ │ │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Фиксированное
│Радиометрический метод
│Сплошной контроль, допускается│
│загрязнение │ │выборочный контроль
при
│
│поверхности │ │условии, что
обеспечивается │
│ │ │контроль
параметров │
│ │
│технологического процесса на │
│
│ │соответствие
заданным │
│ │ │величинам │
├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤
│Нефиксированное│Метод сухого мазка, │Сплошной │
│загрязнение │радиометрический метод │ │
└───────────────┴──────────────────────────┴──────────────────────────────┘
Таблица 3
ТВС
|
Контролируемый показатель
|
Метод контроля
|
Вид и
объем
контроля
|
|
Массовая
доля изотопов
плутония в смеси урана и
плутония
|
По
паспорту на твэлы
|
Сплошной
|
|
Масса
плутония в ТВС
|
По
паспорту на твэлы
|
Сплошной
|
|
Масса
смешанного уран-
плутониевого топлива в ТВС
|
Сверка
соответствия суммы фактиче-
ских масс в твэлах требованиям ТУ;
фактические массы берутся из
паспортов на партию твэлов
|
Сплошной
|
|
Герметичность
твэлов,
величина допустимой утечки
(натекания) гелия из твэлов
в составе ТВС
|
На
гелиевом течеискателе;
масс-спектрометрический метод;
способ вакуумной камеры с
предварительным введением
пробного вещества (гелия) в твэлы
|
Сплошной
|
|
Геометрические
размеры,
допуски формы и расположения
поверхностей ТВС
|
Универсальные
или специальные
средства измерения
|
Сплошной
|
|
Входимость
ТВС в стапель
|
В
специальном приспособлении -
стапеле
|
Сплошной
|
|
Контроль
кривизны и
скручивания
|
Метод
струны и щупов
|
Сплошной
|
|
Входимость
пучка поглощающих
стержней управления защиты
|
Динамометр,
измерение
|
Сплошной
|
|
Входимость
калибра во
внутреннюю полость
центральной трубы ТВС
|
В
соответствии с требованиями
чертежа
|
Сплошной
|
|
Расход
воды через ТВС
|
На
гидравлическом стенде
|
Сплошной
или вы-
борочный
стати-
стиче-
ский
|
|
Внешний
вид
|
Визуальное
сравнение с
контрольными образцами внешнего
вида
|
Сплошной
|
|
Механические
загрязнения
|
Метод
сухой чистой белой салфетки
|
Сплошной
|
|
Перемещение
спиралей (для
БН)
|
Перемещение
свободного конца
спиралей
|
Сплошной
|
|
Нефиксированное
загрязнение
|
Метод
сухого мазка, радиометрия
|
Выбороч-
ный
|
|
Маркировка
|
Визуально
на соответствие
требованиям чертежа
|
Сплошной
|
|
Контроль
загрузки твэлов
|
Регистрация
соответствующим
методом
|
Сплошной
|