— Все документы — Нормативные документы по надзору в области строительства — Нормативные документы по атомному надзору — НП 094-15 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ ПРОЧНОСТИ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ РЕАКТОРОВ ВВЭР

НП 094-15 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ ПРОЧНОСТИ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ РЕАКТОРОВ ВВЭР

НП 094-15 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ ПРОЧНОСТИ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ РЕАКТОРОВ ВВЭР

Проект Приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору "Об утверждении федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Основные требования к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР"
(подготовлен Ростехнадзором 28.04.2015 г.)

Досье на проект

В соответствии со статьей 6 Федерального закона от 21 ноября 1995 г. N 170-ФЗ "Об использовании атомной энергии" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1995, N 48, ст. 4552; 1997, N 7, ст. 808; 2001, N 29, ст. 2949; 2002, N 1, ст. 2; N 13, ст. 1180; 2003, N 46, ст. 4436; 2004, N 35, ст. 3607; 2006, N 52, ст. 5498; 2007, N 7, ст. 834; N 49, ст. 6079; 2008, N 29, ст. 3418; N 30, ст. 3616; 2009, N 1, ст. 17; N 52, ст. 6450; 2011, N 29, ст. 4281; N 30, ст. 4590; ст. 4596; N 45, ст. 6333; N 48, ст. 6732; N 49, ст. 7025; 2012, N 26, ст. 3446; 2013, N 27, ст. 3451), подпунктом 5.2.2.1 пункта 5 Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. N 401 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, N 32, ст. 3348; 2006, N 5, ст. 544; N 23, ст. 2527; N 52, ст. 5587; 2008, N 22, ст. 2581; N 46, ст. 5337; 2009, N 6, ст. 738; N 33, ст. 4081; N 49, ст. 5976; 2010, N 9, ст. 960; N 26, ст. 3350; N 38, ст. 4835; 2011, N 6, ст. 888; N 14, ст. 1935; N 41, ст. 5750; N 50, ст. 7385; 2012, N 29, ст. 4123; N 42, ст. 5726; 2013, N 12, ст. 1343; N 45, ст. 5822; 2014, N 2, ст. 108; N 35, ст. 4773; 2015, N 2, ст. 491; N 2, ст. 491; N 4, ст. 661), приказываю:

Утвердить прилагаемые федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии "Основные требования к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР" (НП-094-15).

Руководитель

А.В. Алёшин

УТВЕРЖДЕНЫ приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от "__" __________ 20__ г. N _____

Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии "ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ ПРОЧНОСТИ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ РЕАКТОРОВ ВВЭР"
(НП-094-15)

I. Назначение и область применения

1. Настоящие федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии "Основные требования к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР" (НП-094-15) (далее - Основные требования) разработаны в соответствии со статьей 6 Федерального закона от 21 ноября 1995_г. N 170 ФЗ "Об использовании атомной энергии" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1995, N 48, ст. 4552; 1997, N 7, ст. 808; 2001, N 29, ст. 2949; 2002, N 1, ст. 2; N 13, ст. 1180; 2003, N 46, ст. 4436; 2004, N 35, ст. 3607; 2006, N 52, ст. 5498; 2007, N 7, ст. 834; N 49, ст. 6079; 2008, N 29, ст. 3418; N 30, ст. 3616; 2009, N 1, ст. 17; N 52, ст. 6450; 2011, N 29, ст. 4281; N 30, ст. 4590; ст. 4596; N 45, ст. 6333; N 48, ст. 6732; N 49, ст. 7025; 2012, N 26, ст. 3446; 2013, N 27, ст. 3451), постановлением Правительства Российской Федерации от 1 декабря 1997 г. N 1511 "Об утверждении Положения о разработке и утверждении федеральных норм и правил в области использования атомной энергии" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, N 49, ст. 5600; 1999, N 27, ст. 3380; 2000, N 28, ст. 2981; 2002, N 4, ст. 325; N 44, ст. 4392; 2003, N 40, ст. 3899; 2005, N 23, ст. 2278; 2006, N 50, ст. 5346; 2007, N 14, ст. 1692; N 46, ст. 5583; 2008, N 15, ст. 1549; 2012, N 51, ст. 7203).

2. Настоящие Основные требования устанавливают требования к определению численных значений критериев и требования к обоснованиям прочности и работоспособности тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов проектируемых, сооружаемых и действующих атомных станций с реакторными установками типа ВВЭР в режимах "нормальная эксплуатация", "нарушение нормальной эксплуатации" и "проектная авария".

3. Подготовленные в соответствии с настоящими Основными требованиями обоснования прочности и работоспособности тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов не распространяются на следующие случаи:

при наличии в теплоносителе первого контура реакторной установки посторонних предметов;

при нарушениях норм ведения водно-химического режима теплоносителя первого контура реакторной установки;

при реактивностных авариях, авариях с потерей теплоносителя и иных авариях с нарушениями теплоотвода от тепловыделяющих элементов, а также при авариях с падением тепловыделяющих сборок при транспортно-технологических операциях.

4. Действие настоящих Основных требований не распространяется на обоснования прочности пружин тепловыделяющих сборок, а также расположенных внутри тепловыделяющих элементов пружин и фиксирующих шайб, разрушение которых не может привести к выходу радиоактивных веществ из тепловыделяющих элементов.

5. Используемые сокращения и термины и определения приведены в приложениях N 1 и N 2 к настоящим Основным требованиям соответственно, используемые условные обозначения приведены в приложении N 3.

II. Основные положения

6. Прочность и работоспособность твэлов и ТВС должны быть обоснованы в проекте РУ, а результаты обоснования должны представляться в отчетах по обоснованию безопасности АС. При внесении изменений в конструкции твэлов и ТВС, применении новых конструкционных материалов, изменениях химического состава топлива, при изменениях технологии изготовления элементов ТВС, топлива или оболочек твэлов, изменениях норм ведения водно-химического режима теплоносителя первого контура РУ, изменениях проектных условий эксплуатации прочность и работоспособность твэлов и ТВС должны быть обоснованы.

7. Обоснование прочности и работоспособности твэлов и ТВС должно основываться на результатах расчетов и/или экспериментов, которые должны показать, что предельные состояния твэлов и ТВС не будут достигнуты в течение всего проектного срока их службы во всех предусмотренных проектом РУ режимах НЭ, ННЭ и ПА.

8. Значения коэффициентов запаса прочности для предельных состояний твэлов и ТВС должны устанавливаться таким образом, чтобы в течение проектного срока службы твэлов и ТВС была обеспечена их прочность и работоспособность с учетом эксплуатационных нагрузок в режимах НЭ, ННЭ и ПА.

9. Методы, применяемые для расчета напряженно-деформированного состояния твэлов и ТВС и прогнозирования их термомеханического поведения в процессе эксплуатации, должны учитывать все действующие на твэлы и ТВС нагрузки в режимах НЭ, ННЭ и ПА и определять численные значения параметров, характеризующих достижение или недостижение предельных состояний при эксплуатации. Программные средства, используемые для обоснования прочности и работоспособности ТВС и твэлов, должны быть аттестованы.

III. Требования к физико-механическим характеристикам конструкционных материалов тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок

10. Используемые для изготовления твэлов и ТВС конструкционные материалы должны обладать радиационной и химической стойкостью в теплоносителе реакторов ВВЭР и должны иметь физико-механические характеристики, обеспечивающие срок службы твэлов и ТВС до проектных значений выгорания топлива.

11. Физико-механические характеристики материалов твэлов и ТВС должны быть определены в температурном диапазоне, охватывающем все проектные режимы НЭ, ННЭ и ПА, и должны учитывать анизотропию свойств материалов (при ее наличии) и влияние облучения. Диапазон доз облучения, при которых определяются физико-механические характеристики материалов, должен быть достаточным для обоснования прочности и работоспособности твэлов и ТВС в течение срока службы ТВС до проектных значений выгорания топлива. Эксплуатация твэлов и ТВС при значениях доз облучения, при которых физико-механические характеристики материалов не определены, не допускается.

12. Все необходимые для выполнения обоснования прочности и работоспособности твэлов и ТВС физико-механические характеристики материалов (модули упругости первого и второго рода, предел прочности, предел текучести, коэффициент Пуассона, относительное удлинение, относительное сужение, предел длительной прочности, диаграммы деформирования материалов ТВС при различных скоростях деформирования, кривые длительной прочности, скорости терморадиационной ползучести, коэффициенты анизотропии пластичности и ползучести, характеристики трещиностойкости, кривые усталости, изохронные кривые ползучести, константы, определяющие скорость подроста трещин при эксплуатации) должны быть определены специализированной материаловедческой организацией, оформлены в виде стандартов и включены в сводный перечень документов по стандартизации.

13. Специализированная материаловедческая организация должна обеспечить хранение отчетных документов, положенных в основу содержащих физико-механические характеристики материалов твэлов и ТВС стандартов.

14. Кривые усталости, характеристики трещиностойкости и константы, определяющие скорость подроста трещин при эксплуатации должны быть определены с учетом влияния облучения и химического состава теплоносителя. Для материала оболочек твэлов указанные параметры должны также учитывать влияние химического состава газов под оболочкой твэла.

IV. Критерии прочности и работоспособности тепловыделяющих элементов

15. В качестве критериев прочности и работоспособности твэлов должны использоваться следующие предельные состояния:

а) пороговое значение первого главного напряжения в оболочке твэла, непревышение которого исключает страгивание исходной трещины, размеры которой устанавливаются разработчиком конструкции твэла;

б) потеря устойчивости оболочки твэла (как мгновенная, так и длительная при прогрессировании исходной овальности за счет ползучести) под воздействием давления теплоносителя;

в) предельное значение повреждения металла оболочки твэла за счет циклически повторяющихся нагрузок;

г) предельное значение повреждения металла оболочки твэла за счет терморадиационной ползучести;

д) предельная величина общих изгибных напряжений (или изгибных деформаций) в оболочках твэлов при сейсмических или иных динамических воздействиях;

е) предельное значение интенсивности пластической деформации оболочки твэла;

ж) предельное значение изменения диаметра оболочки твэла;

з) предельное значение удлинения твэла;

и) температура плавления топлива (для определенных проектом химического состава, выгорания и технологии изготовления);

й) предельное значение давления газов под оболочкой твэла;

к) предельная толщина окисной пленки на наружной поверхности оболочки твэла;

л) предельное содержание водорода в оболочке твэла, при превышении которого происходит недопустимое охрупчивание металла оболочки.

16. Численные значения критериев прочности и работоспособности твэлов по указанным в пункте 15 настоящих Основных требований предельным состояниям должны быть определены и обоснованы разработчиками проектов твэла и ТВС на основе экспериментов и/или расчетов. Указанные значения должны обосновываться в проекте РУ и приводиться в ООБ АС.

V. Критерии прочности и работоспособности тепловыделяющих сборок

17. В качестве критериев прочности и работоспособности ТВС должны использоваться следующие предельные состояния:

а) охват пластическими деформациями (потеря несущей способности) всего сечения наиболее нагруженного элемента конструкции ТВС в отсутствии дефектов;

б) нестабильное развитие трещины (хрупкое разрушение);

в) потеря устойчивости ТВС в целом или ее элемента;

г) зарождение трещины по механизму усталости;

д) предельная величина пластической деформации, при достижении которой может произойти разрушение элемента;

е) зарождение трещины по механизму коррозионного растрескивания.

18. Для элементов конструкций ТВС, изготовленных из сплавов на основе циркония, наряду с предельными состояниями, указанными в пункте 17 настоящих Основных требований, дополнительно должны использоваться следующие предельные состояния:

а) значение накопленных деформаций ползучести, при достижении которого может произойти разрушение элемента;

б) значение толщины окисной пленки на поверхности тонкостенных элементов ТВС, при достижении которого может произойти недопустимое охрупчивание металла;

в) значение содержания водорода в металле, при достижении которого происходит его недопустимое охрупчивание.

19. Для ТВС в целом в качестве предельного состояния должны использоваться значения предельно-допускаемых изменений геометрических размеров и формоизменения ТВС, включая прогибы. Значения предельных изменений геометрических размеров и формоизменения ТВС устанавливаются для каждой модификации ТВС разработчиком ТВС и должны приводиться в ООБ АС.

20. В случаях обнаружения трещин в тонкостенных элементах ТВС дополнительно к предельным состояниям, приведенным в пунктах 17-18 настоящих Основных требований, должна быть добавлена минимальная длина макротрещины в указанных элементах, способная привести к достижению предельных состояний, указанных в подпунктах а), б), в) пункта 17 и в пункте 19 до окончания срока эксплуатации ТВС и достижения проектных значений выгорания топлива.

21. Для тех предельных состояний, которые характеризуются численными значениями критериев прочности и работоспособности (предельные состояния, указанные в подпункте д) пункта 17, подпунктах а), б), в) пункта 18 и пунктах 19, 20), значения этих критериев должны быть установлены для каждой модификации ТВС, обоснованы в проекте РУ и приведены в ООБ АС. При изменениях конструкции ТВС, применении новых материалов, изменениях конструкции твэлов, изменениях норм ведения водно-химического режима теплоносителя первого контура РУ, изменениях технологии изготовления ТВС численные значения критериев прочности и работоспособности должны быть обоснованы или должно быть подтверждено сохранение их прежних значений.

VI. Коэффициенты запаса для критериев прочности и работоспособности тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок

22. В обоснованиях прочности и работоспособности твэлов и ТВС должны быть предусмотрены коэффициенты запаса для всех перечисленных в пункте 15, пунктах 17-19 настоящих Основных требований предельных состояний. Численные значения коэффициентов запаса должны обеспечивать недостижение предельных состояний при эксплуатации и должны быть обоснованы экспериментально и подтверждены опытом эксплуатации прототипов (за исключением коэффициентов запаса, устанавливаемых настоящими Основными требованиями).

23. При обосновании численных значений коэффициентов запаса необходимо учитывать:

а) опыт эксплуатации твэлов и ТВС аналогичной конструкции (при его наличии);

б) результаты экспериментов на стендах и в исследовательских реакторах;

в) погрешность расчетов напряженно-деформированного состояния и термомеханического поведения твэлов и ТВС;

г) погрешность, вызванную разбросом значений физико-механических характеристик материалов твэлов и ТВС.

Численные значения коэффициентов запаса должны обосновываться в проекте РУ и приводиться в ООБ АС.

VII. Требования к расчетным обоснованиям прочности и работоспособности тепловыделяющих элементов

24. При выполнении расчетного обоснования прочности и работоспособности твэлов необходимо учитывать:

а) механическое взаимодействие топлива и оболочки твэла в процессе эксплуатации, включая исчезновение и повторное появление газового зазора между топливом и оболочкой твэла;

б) влияние облучения, температуры и водорода на физико-механические и теплофизические свойства материалов топлива и оболочек твэлов;

в) изменение давления и состава газов под оболочкой твэла, в том числе за счет газовыделения из топлива;

г) анизотропию физико-механических и теплофизических свойств материалов топлива и оболочек твэлов;

д) ползучесть, распухание, усадку, радиационный рост материалов топлива и оболочек твэлов;

е) влияние величины газового зазора между топливом и оболочкой твэла, давления и состава газов на величину его термического сопротивления.

25. В процессе эксплуатации твэлов достижение перечисленных в пункте 15 настоящих Основных требований предельных состояний с учетом установленных коэффициентов запаса не допускается.

26. Обоснование прочности твэлов при сейсмических и иных динамических воздействиях должно выполняться в рамках единой расчетной схемы ТВС с учетом накопленных геометрических изменений твэлов, при этом ползучесть, распухание, усадка, радиационный рост материалов топлива и оболочек твэлов за время сейсмического или иного динамического воздействия не учитываются.

VIII. Требования к расчетным обоснованиям прочности и работоспособности тепловыделяющих сборок

27. Обоснования прочности и работоспособности ТВС должны основываться на расчетах напряженно-деформированного состояния либо ТВС в целом, либо ее отдельных элементов конструкции, а также на расчетах термомеханического поведения активной зоны в целом. Расчетным путем должно быть выполнено обоснование недостижения в процессе эксплуатации ТВС всех перечисленных в пунктах 17-20 настоящих Основных требований предельных состояний, за исключением тех предельных состояний, недостижение которых обосновывается экспериментально.

28. При выполнении расчетов необходимо учитывать:

а) влияние облучения и температуры на физико-механические и теплофизические свойства материалов ТВС;

б) анизотропию физико-механических свойств металла элементов ТВС (при ее наличии);

в) ползучесть, радиационный рост (при их наличии) металла деталей ТВС, изготовленных из сплавов на основе циркония в процессе эксплуатации;

г) проскальзывание (или отсутствие проскальзывания в случае заклинивания) и повороты твэлов в дистанционирующих решетках;

д) проскальзывание направляющих каналов (или отсутствие проскальзывания в случае заклинивания) в дистанционирующих решетках;

е) распределение потока нейтронов и температуры как по высоте ТВС, так и в горизонтальной плоскости;

ж) изменение усилий взаимодействия твэлов с дистанционирующими решетками в процессе эксплуатации;

з) изменение геометрических характеристик твэлов и ТВС в процессе эксплуатации;

и) поперечные силы взаимодействия между ТВС (при наличии механического взаимодействия);

й) осевые нагрузки на ТВС (механические, весовые и гидравлические).

29. Прочность и работоспособность ТВС должна обосновываться следующими расчетами:

а) на статическую прочность;

б) на длительную статическую прочность (только для элементов ТВС, изготовленных из сплавов на основе циркония);

в) на циклическую прочность;

г) на длительную циклическую прочность (только для элементов ТВС, изготовленных из сплавов на основе циркония);

д) на сопротивление хрупкому разрушению (нестабильное развитие постулированной трещины);

е) на прогрессирующее формоизменение;

ж) на вибропрочность;

з) на сейсмические и иные внешние динамические воздействия;

и) времени зарождения трещины по механизму коррозионного растрескивания (только для материалов, склонных к коррозионному растрескиванию);

й) подроста трещины в пластинчатых элементах ТВС (в случаях обнаружения трещин).

30. Геометрические размеры элементов конструкций ТВС должны устанавливаться разработчиком проекта ТВС исходя из обеспечения требуемых физических и теплогидравлических характеристик активной зоны, а также опыта эксплуатации прототипов ТВС.

31. Разработчиком проекта ТВС должны быть заданы все режимы эксплуатации ТВС, их количество за время эксплуатации, а также последовательность чередования этих режимов при эксплуатации.

32. Напряженное состояние ТВС (или элемента конструкции ТВС) должно определятся согласно установленной в проекте последовательности режимов эксплуатации с учетом механических и температурных нагрузок, изменения физико-механических характеристик конструкционных материалов ТВС, а также радиационного формоизменения. Классификация напряжений в элементах конструкций ТВС (отнесение к различным категориям) должна выполняться в соответствии с приложением N 4 к настоящим Основным требованиям.

Расчет на статическую прочность

33. Расчет ТВС на статическую прочность должен выполняться для обоснования недостижения в процессе эксплуатации предельного состояния, указанного в подпункте а) пункта 17 настоящих Основных требований для всех элементов ТВС для всех режимов эксплуатации РУ, установленных проектом.

34. При расчете на статическую прочность необходимо учитывать все статические (механические, от температурного и радиационного формоизменения) нагрузки на ТВС для всех эксплуатационных режимов. Остаточные напряжения при расчете на статическую прочность не учитываются.

35. Расчет ТВС на статическую прочность должен быть основан на ограничениях величин категорий напряжений, приведенных в приложении N 4 к настоящим Основным требованиям, относительно значений [у], RmT, Rp0,2T при расчетной температуре (см. пункты 36 - 43), либо на обосновании того, что фактические нагрузки на ТВС или ее элементы конструкций будут меньше нагрузок, приводящих к возникновению предельного состояния, указанного в подпункте а) пункта 17 настоящих Основных требований (см. пункт 44). Увеличение значений механических характеристик материалов ТВС в процессе эксплуатации при расчете ТВС на статическую прочность не учитывается.

36. Значение номинального допускаемого напряжения для элементов ТВС должно приниматься минимальным из следующих значений:

[у] = min {RmT/nm; Rp0,2T/n0,2} - для сталей;

[у] = min {Rp0,2T/n0,2; RmtT /nmt} - для сплавов на основе циркония.

37. Минимальные значения коэффициентов запаса по пределу прочности, по пределу текучести и по пределу длительной прочности должны быть не менее:

nm = 2,6;

n0,2 = 1,5;

nmt = 1,5.

38. При определении номинальных допускаемых напряжений значения RmT, Rp0,2T и RmtT должны приниматься по данным стандартов на стали и сплавы из сводного перечня документов по стандартизации.

39. Суммарная величина напряжений, входящих в группу категорий напряжений , вызывающих возникновение однородной пластической деформации в сечении элемента ТВС (см. Приложение N 4), должна быть не более:

[?] - при НЭ;

1,2 [?] - при ННЭ;

1,4 [?] - при ПА.

40. Суммарная величина напряжений, входящих в группу категорий напряжений , вызывающих возникновение пластического шарнира в сечении элемента ТВС (см. Приложение N 4), должна быть не более:

1,3 [?] - при НЭ;

1,6 [?] - при ННЭ;

1,8 [?] -?при ПА.

41. Размахи приведенных напряжений в элементах ТВС (см. Приложение N 4) не должны превышать:

.

При этом в зонах без концентрации напряжений максимальные и минимальные (по абсолютной величине) значения приведенных напряжений, входящих в определение категорий , не должны превышать .

42. Необходимость проверки условия прочности по размахам приведенных напряжений в элементах ТВС, указанного в пункте 41 настоящих Основных требований, устанавливается разработчиком проекта ТВС.

43. Для всех элементов ТВС в зонах приложения механической нагрузки средние напряжения смятия (у)s не должны превышать 1,5Rp0,2T, а средние касательные напряжения среза (t)s не должны превышать 0,5 [у].

44. Если статическая прочность обосновывается сопоставлением фактических нагрузок на ТВС или ее элементы с нагрузками, приводящими к возникновению предельного состояния, указанного в подпункте а) пункта 17, запас прочности должен быть не менее:

1,5 [?] - при НЭ;

1,25 [?] - при ННЭ;

1,1 [?] -?при ПА.

45. При сложном нагружении ТВС или ее элементов, а также при нелинейности действующих нагрузок консервативность расчета в соответствии с пунктом 44 должна быть обоснована.

Расчет на циклическую прочность

46. Расчет ТВС на циклическую прочность должен выполняться на стадии проектирования для обоснования недостижения всеми элементами конструкции ТВС предельного состояния, указанного в подпункте г) пункта 17 настоящих Основных требований, к концу срока службы ТВС.

47. Если на стадии эксплуатации ТВС возникли повышенные по сравнению с проектными нагрузки или ожидается превышение количества циклов нагружения ТВС по сравнению с проектными значениями, дальнейшая эксплуатация ТВС может быть продолжена только после подтверждения выполнения приведенного в пункте 52 условия циклической прочности с учетом указанных отклонений от проектных значений.

48. Для расчета ТВС на циклическую прочность формирование циклов нагружения должно выполняться на основе расчета напряженно-деформированного состояния ТВС и ее конструктивных элементов для всех проектных режимов эксплуатации ТВС. Выделение циклов из истории нагружения ТВС и ее конструктивных элементов должно осуществляться таким образом, чтобы вклад каждого выделенного цикла в суммарную величину накопленного повреждения металла в рассматриваемой точке за счет циклически повторяющихся нагрузок был максимальным.

49. Определение допускаемого числа циклов по заданным амплитудам приведенных напряжений или допускаемых амплитуд приведенных напряжений для заданного числа циклов должно проводиться:

a) по расчетным кривым усталости, характеризующим в пределах их применения зависимость между допускаемыми амплитудами напряжений (или условных напряжений при наличии пластических деформаций) и допускаемыми числами циклов;

б) по формулам, связывающим допускаемые амплитуды напряжений и допускаемые числа циклов.

50. Расчетные кривые усталости должны учитывать деградацию материала под облучением в температурном диапазоне эксплуатации ТВС, скорости деформаций, влияние теплоносителя, асимметрию циклов нагружения и должны быть построены с учетом коэффициентов запаса прочности по числу циклов и по напряжениям.

51. Амплитуда эксплуатационного напряжения во всех элементах ТВС не должна превышать допускаемую амплитуду напряжения [уaF], получаемую для заданных числа циклов Ni и максимального напряжения цикла [уF]max. Если заданы амплитуда напряжения и максимальное напряжение цикла, то эксплуатационное число циклов Ni не должно превышать допускаемого числа циклов [N0].

52. Суммарное повреждение металла элемента конструкции ТВС за счет циклически повторяющихся нагрузок для всей совокупности проектных режимов должно определяться по зависимости:

.

Для всех элементов конструкции ТВС к концу срока службы ТВС до проектных значений выгорания топлива максимальное по объему конструкции суммарное повреждение металла а не должно превышать единицу.

53. Для сварных соединений ТВС должен учитываться коэффициент снижения циклической прочности, уменьшающий допускаемое количество циклов нагружения металла сварных соединений по сравнению с допускаемым количеством циклов нагружения основного металла [N0].

54. В случаях, когда низкочастотные циклические напряжения, вызываемые пуском, остановом, изменением мощности, функционированием аварийной защиты реактора или другими режимами, сопровождаются наложением высокочастотных напряжений (например вызванных вибрацией, пульсацией температур при перемешивании потоков теплоносителя с различной температурой), расчет ТВС на циклическую прочность следует проводить с учетом суммирования повреждений от низкочастотных и высокочастотных нагружений.

55. Оценка циклической прочности на основе кривых усталости, полученных экспериментальным путем для рассматриваемых условий нагружения и состояния металла конструкции ТВС, или по результатам испытаний опытных образцов или их моделей, спроектированных и изготовленных в соответствии с требованиями, предъявляемыми к штатным ТВС, должна быть обоснована в проекте РУ и приведена в ООБ.

56. Значения коэффициентов запаса циклической прочности nN и nу должны быть:

nN - не менее 10;

nу - не менее 2.

57. Нагрузки на ТВС от динамических воздействий должны учитываться при расчете ТВС на циклическую прочность, если к концу срока службы ТВС максимальное суммарное накопленное повреждение металла элемента конструкции ТВС в режимах НЭ и ННЭ за счет циклически повторяющихся нагрузок превысит величину 0,8.

58. При обосновании циклической прочности ТВС должны применяться расчетные кривые усталости материалов (или зависимости, связывающие допускаемую амплитуду напряжений и допускаемое число циклов), коэффициенты снижения циклической прочности для сварных соединений, а также методы формирования расчетных циклов (или полуциклов) напряжений, установленные стандартами, включенными в сводный перечень документов по стандартизации.

Расчет на длительную циклическую прочность

59. Расчет ТВС на длительную циклическую прочность должен выполняться на стадии проектирования для элементов конструкции ТВС, изготовленных из сплавов на основе циркония, для обоснования недостижения этими элементами предельного состояния, указанного в подпункте г) пункта 17 настоящих Основных требований к концу срока службы ТВС с учетом ползучести.

60. Если на стадии эксплуатации ТВС возникли повышенные по сравнению с проектными нагрузки или ожидается превышение количества циклов нагружения ТВС по сравнению с проектными значениями, дальнейшая эксплуатация ТВС может быть продолжена только после подтверждения выполнения условия длительной циклической прочности с учетом указанных отклонений от проектных значений.

61. Расчет ТВС на длительную циклическую прочность должен выполняться по стандартам, включенным в сводный перечень документов по стандартизации.

Расчет на устойчивость

62. Расчет ТВС на устойчивость должен выполняться для обоснования недостижения как ТВС в целом, так и всеми элементами конструкции ТВС предельного состояния указанного в подпункте в) пункта 17 настоящих Основных требований для всех проектных режимов эксплуатации РУ, включая НЭ, ННЭ и ДВ.

63. При расчете ТВС на устойчивость должны быть определены нагрузки, достижение которых вызовет общую потерю устойчивости ТВС или локальную потерю устойчивости элементов конструкции ТВС как при статических, так и при динамических нагрузках (критические нагрузки). Должно быть обосновано, что для ТВС в целом и для всех элементов конструкции ТВС все способные привести к потере устойчивости нагрузки в процессе эксплуатации не превысят их критических значений с учетом коэффициента запаса, равного двум.

64. При расчете ТВС на устойчивость должны учитываться:

а) отрицательные допуски толщин стенок тонкостенных элементов ТВС;

б) значения утонений этих элементов ТВС к концу проектного срока службы вследствие коррозии и/или эрозии;

в) возможность механического взаимодействия ТВС друг с другом или с ВКУ вследствие изгиба ТВС;

г) результаты экспериментов по определению критических значений нагрузок на ТВС (при их наличии).

65. Критические нагрузки на ТВС в целом и элементы ТВС должны рассчитываться с помощью программных средств или аналитически. При использовании аналитических зависимостей для расчета значений критических нагрузок должна быть обоснована консервативность полученных результатов.

Расчет на сопротивление хрупкому разрушению

66. Расчет ТВС на СХР должен выполняться в следующих случаях:

а) при проектировании ТВС новых конструкций;

б) в конструкциях существующих ТВС использованы новые конструкционные материалы, не применяемые ранее в элементах активных зон реакторов ВВЭР;

в) величина выгорания топлива превысит ранее обоснованные проектные значения.

67. Расчет ТВС на СХР должен выполняться для обоснования недостижения элементами ТВС предельного состояния, указанного в подпункте б) пункта 17 настоящих Основных требований к концу срока службы ТВС для всех режимов эксплуатации ТВС, включая НЭ, ННЭ и ДВ.

68. Для выполнения расчета ТВС на СХР в элементах ТВС должны быть определены места расположения постулированных расчетных трещин. Указанные трещины должны задаваться в местах наибольших значений коэффициентов интенсивности напряжений KI или наименьших значений вязкости разрушения KJC или наименьших значений соотношения KJC / KI .

69. В расчетах ТВС на СХР должны учитываться остаточные напряжения в сварных соединениях элементов ТВС и зонах термического влияния.

70. При выполнении расчета ТВС на СХР выбор формы и размеров постулированной расчетной трещины, характеристик вязкости разрушения и критической температуры хрупкости материалов ТВС и последующий расчетный анализ должны выполняться по стандартам, включенным в сводный перечень документов по стандартизации.

Расчет на длительную статическую прочность

71. Расчет ТВС на длительную статическую прочность должен выполняться на стадии проектирования для элементов ТВС, изготовленных из сплавов на основе циркония, для обоснования недостижения этими элементами предельных состояний, указанных в подпункте а) пункта 17 и в подпункте а) пункта 18 настоящих Основных требований к концу срока службы ТВС с учетом ползучести.

72. Если на стадии эксплуатации ТВС возникли повышенные по сравнению с проектными значениями нагрузки, дальнейшая эксплуатация ТВС может быть продолжена только после подтверждения выполнения условия длительной статической прочности с учетом указанных отклонений от проектных значений.

73. Расчет ТВС на длительную статическую прочность должен выполняться по стандартам, включенным в сводный перечень документов по стандартизации.

Расчет на вибропрочность

74. Расчет ТВС на вибропрочность должен проводиться для каждой модификации ТВС и подтверждаться испытаниями.

75. Расчетом ТВС на вибропрочность должно быть обосновано, что пульсации теплоносителя не приведут к появлению недопустимых амплитуд колебаний элементов конструкции ТВС и ТВС в целом во всех проектных режимах эксплуатации ТВС.

76. Расчет ТВС на вибропрочность должен содержать:

а) определение частот и форм колебаний ТВС с помощью аттестованных программных средств;

б) определение максимальных амплитуд колебаний ТВС для всего спектра детерминированных частот пульсации потока теплоносителя;

в) проверку на отсутствие виброударных взаимодействий ТВС друг с другом или с другими элементами активной зоны с целью исключения повышенного износа;

г) расчет на циклическую и длительную циклическую прочность с учетом вибронапряжений в соответствии настоящими Основными требованиями.

77. В расчетах ТВС на вибропрочность должны использоваться базы данных результатов измерений вибрационных характеристик, полученные на экспериментальных стендах и при измерениях на реакторах ВВЭР при пусконаладочных работах.

Расчет на внешние динамические воздействия

78. С помощью расчета ТВС на внешние ДВ должно быть обосновано, что для всех режимов эксплуатации РУ, включая НЭ и ННЭ, для всех элементов ТВС при динамических нагрузках, передаваемых на ТВС при землетрясениях, падениях летательных аппаратов и взрывах, не будут достигнуты предельные состояния, указанные в подпунктах, а), б), в), д) пункта 17 и в пункте 19 настоящих Основных требований.

79. При расчете ТВС на ДВ значения динамических нагрузок на ТВС должны задаваться акселерограммами для трех взаимно перпендикулярных направлений с учетом одновременного воздействия в двух горизонтальных и вертикальном направлениях или спектрами реакций, соответствующих заданным акселерограммам, которые должны быть определены проектантом РУ или АС в соответствии с требованиями федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций" и "Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на объекты использования атомной энергии".

80. Расчет ТВС на внешние ДВ должен выполняться методом динамического анализа (по акселерограммам) или линейно-спектральным методом (по спектрам ответа) с использованием программных средств. Возможность применения линейно-спектрального метода расчета должна быть обоснована.

81. Применение статического метода расчета ТВС на сейсмические воздействия допускается только в случаях, когда низшая частота собственных колебаний конструкции ТВС больше 20 Гц, при этом если эта частота лежит в диапазоне 20 - 33 Гц, то должен быть задан коэффициент перегрузки по действующим нагрузкам, равный 1,3.

82. Значение относительного демпфирования k должно определяться на основе экспериментальных исследований, при отсутствии исследований значение k следует принимать равным 0,02.

83. При сейсмических воздействиях сочетания расчетных нагрузок и допускаемые напряжения в элементах конструкции ТВС должны приниматься в соответствии с требованиями федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций". При иных ДВ сочетания расчетных нагрузок и допускаемые напряжения должны задаваться в соответствии с таблицей N 1.

Таблица N 1

Сочетания нагрузок и допускаемые напряжения для элементов конструкции ТВС при ДВ

Вид деформации

Сочетание
нагрузок

Расчетная группа
категорий напряжений

Допускаемое
напряжение

Растяжение, сжатие

Изгиб

НЭ +ДВ,

ННЭ +ДВ

(?)1

(?)2

1,4 [?]

1,8 [?]

Смятие

НЭ +ДВ,

ННЭ +ДВ

??)s

2,7 [?]

Срез

НЭ +ДВ,

ННЭ +ДВ

?t)s

0,7 [?]

84. В случае невыполнения условий прочности по предельным состояниям, указанным в подпунктах а), в) пункта 17 настоящих Основных требований должен быть выполнен расчет накопленных пластических деформаций элементами ТВС и необратимых прогибов ТВС, и должно быть обосновано недостижение предельного состояния, указанного в подпункте д) пункта 17 настоящих Основных требований.

85. При расчете ТВС на ДВ с применением расчетной модели, включающей в себя твэлы, оценка прочности твэлов должна выполняться по критерию, указанному в подпункте д) пункта 15 настоящих Основных требований.

Расчет на прогрессирующее формоизменение

86. Расчетом ТВС на прогрессирующее формоизменение должно быть обосновано, что к концу срока службы ТВС изменения геометрических размеров ТВС, включая прогибы, зазоры между соседними ТВС (или размеры под ключ), не достигнут предельно-допускаемых величин (предельное состояние, указанное в пункте 19 настоящих Основных требований).

87. Расчет на прогрессирующее формоизменение должен выполняться с применением программных средств с учетом накопления элементами конструкции ТВС пластических деформаций и деформаций ползучести при всех проектных режимах эксплуатации ТВС, включая НЭ, ННЭ.

Расчет на коррозионно-статическую прочность

88. Расчетом ТВС на коррозионно-статическую прочность должно быть обосновано, что к концу срока службы ТВС не будет достигнуто предельное состояние, указанное в подпункте е) пункта 17 настоящих Основных требований.

89. Расчет ТВС на коррозионно-статическую прочность должен выполняется для элементов ТВС, изготовленных из материалов, склонных к коррозионному растрескиванию в среде теплоносителя ВВЭР при нейтронном облучении.

90. Расчет следует проводить для всех проектных режимов НЭ, ННЭ и ПА с учетом остаточных напряжений в сварных соединениях ТВС.

91. Для всех элементов ТВС минимальное время зарождения трещины по механизму коррозионного растрескивания должно быть больше срока службы ТВС.

92. Расчет ТВС на коррозионно-статическую прочность должен выполняться по стандартам, включенным в сводный перечень документов по стандартизации.

Расчет прочности элементов ТВС, содержащих несплошности

93. Расчет прочности элементов ТВС, содержащих несплошности, должен выполняться в случаях, когда при входном контроле ТВС или на стадии эксплуатации в элементах ТВС выявлены несплошности, которые могут быть схематизированы в виде трещины.

94. Для элемента конструкции ТВС со схематизированной трещиной должен быть выполнен расчет длины этой трещины на конец срока эксплуатации ТВС с учетом:

а) всех механических (за исключением нагрузок при ДВ) и тепловых нагрузок на ТВС в процессе эксплуатации;

б) подроста трещины за счет циклических нагрузок на элементы ТВС с учетом влияния теплоносителя;

в) подроста трещины по механизму коррозионного растрескивания (при склонности металла элемента ТВС к коррозионному растрескиванию);

г) ползучести (для сплавов на основе циркония);

д) остаточных напряжений в сварных соединениях элементов конструкции ТВС.

95. Схематизация несплошностей в виде трещин и расчет подроста трещины в процессе эксплуатации ТВС должны выполняться по стандартам из сводного перечня документов по стандартизации.

96. После определения размеров трещины на конец срока эксплуатации ТВС должен быть выполнен расчет ТВС на прочность согласно требованиям настоящих Основных требований. Если результаты расчетов в соответствии с указанными пунктами свидетельствуют о выполнении всех условий прочности, то эксплуатация ТВС может быть продолжена. В противном случае загрузка ТВС в реактор не допускается.

IX. Требования к экспериментальному обоснованию прочности и работоспособности тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов

97. Экспериментальное обоснование прочности и работоспособности твэлов и ТВС должно выполняться в исследовательских реакторах и/или на экспериментальных стендах (включая оборудование для послереакторных исследований) в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации твэлов и ТВС в реакторах ВВЭР.

98. Проведению экспериментов должна предшествовать разработка программы, в которой должны быть указаны цели и задачи экспериментов, перечень измеряемых характеристик и методы их контроля. В случаях, когда эксперименты выполняются на твэлах и ТВС, содержащих ядерное топливо, должна быть обоснована ядерная и радиационная безопасность проведения экспериментов.

99. Средства контроля (измерений) должны быть внесены в номенклатурные перечни средств измерений в соответствии с действующими национальными стандартами и проверены (калиброваны) в соответствии с Федеральным законом от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2008, N 26, ст. 3021; 2011, N 30, ст. 4590; N 49, ст. 7025; 2012, N 31, ст. 4322; 2013, N 49, ст. 4339; 2014, N 26, ст. 3366; N 30, ст. 4255).

100. Метрологическое обеспечение средств контроля (измерений) должно быть выполнено в метрологических службах, аккредитованных Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.

X. Переходные положения

101. Расчетные и экспериментальные обоснования прочности и работоспособности твэлов и ТВС, выполненные до ввода настоящих Основных требований в действие, переработке не подлежат.

102. При отсутствии необходимых для обоснования прочности стандартов в течение 3 лет с момента ввода настоящих Основных требований в действие допускается применять вместо этих стандартов обоснования, подготовленные разработчиками проектов твэлов и ТВС с учетом требований настоящих Основных требований.

______________

ПРИЛОЖЕНИЕ N 1 к Основным требованиям к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР, утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору

от "__" _________ 20__ г. N _____

Список сокращений

АС

-

атомная станция

ВВЭР

-

водо-водяной энергетический реактор

ВКУ

-

внутрикорпусные устройства реакторов ВВЭР

ДВ

-

динамические воздействия

КИН

-

коэффициент интенсивности напряжений

ННЭ

-

нарушение нормальной эксплуатации

НЭ

-

нормальная эксплуатация

МРЗ

-

максимальное расчетное землетрясение

ООБ

-

отчет по обоснованию безопасности

ПА

-

проектная авария

ПЗ

-

проектное землетрясение

РУ

-

реакторная установка

СХР

-

сопротивление хрупкому разрушению

ТВС

-

тепловыделяющая сборка

Твэл

-

тепловыделяющий элемент

ПРИЛОЖЕНИЕ N 2 к Основным требованиям к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР, утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору

от "__" _________ 20__ г. N _____

Термины и определения

В настоящем документе используются следующие термины и определения.

1. Авария с потерей теплоносителя - резкое ухудшение условий охлаждения твэлов вследствие разуплотнения контура циркуляции теплоносителя первого контура реактора.

2. Локальная потеря устойчивости - местное выпучивание отдельных элементов ТВС под действием сжимающих и/или касательных напряжений.

3. Несущая способность - максимальная нагрузка, которую могут нести элементы твэлов или ТВС без потери функциональных качеств.

4. Номинальное допускаемое напряжение - условная величина, равная предельно-допустимому напряжению при одноосном напряженном состоянии, которая определяется по пределам прочности, текучести и длительной прочности материалов ТВС при расчетной температуре в рассматриваемом режиме.

5. Общая потеря устойчивости - потеря устойчивости ТВС под воздействием продольных сжимающих нагрузок и/или крутящего момента с изгибом или кручением всей ТВС.

6. Повреждение (повреждаемость) металла - условная мера накопления в металле деструктивных факторов при его деформировании, способном привести к нарушению сплошности или разрушению. Обычно состоянию разрушения или нарушению сплошности соответствует повреждаемость металла, равная единице.

7. Постулированная трещина - искусственно введенный в расчетную схему дефект в виде трещины (сквозной, полуэллиптической или четвертьэллиптической формы) с целью расчета на сопротивление хрупкому разрушению или расчета кинетики ее подроста и определения ее размеров в конце проектного срока эксплуатации.

8. Предельное состояние - значение какого-либо параметра твэла или ТВС, превышение которого при эксплуатации приведет к нарушению целостности, к появлению перемещений, превышающих проектные значения, или к старту механизмов разрушения металла.

9. Работоспособность - способность твэлов и ТВС выполнять функции, определенные требованиями нормативной и проектной документации в течение проектного срока службы.

10. Реактивностная авария - резкое увеличение мощности реактора вследствие его разгона на мгновенных нейтронах.

11. Сводный перечень документов по стандартизации - составленные в соответствии с действующим законодательством перечни документов (части документов) по стандартизации, которые применяются на обязательной основе.

12. Специализированная материаловедческая организация - организация, оказывающая услуги эксплуатирующей организации по разработке и обоснованию возможности использования материалов элементов активных зон реакторов.

13. Схематизация несплошностей - основанное на принципах консерватизма представление не поддающихся расчетному анализу несплошностей (поры, включения, раковины, непровары, расслоения и пр.) в виде трещины, учитываемой в расчетах на прочность.

14. Термомеханическое поведение - процессы механического взаимодействия конструкционных элементов твэлов и ТВС при циклах разогрева и расхолаживания при эксплуатации или испытаниях.

15. Тонкостенные элементы ТВС - элементы ТВС, толщина стенки которых намного меньше их геометрических размеров (дистанционирующие решетки, уголки каркаса, чехловые трубы).

______________

ПРИЛОЖЕНИЕ N 3 к Основным требованиям к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР, утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору

от "__" _________ 20__ г. N _____

Условные обозначения

а

-

повреждение (повреждаемость) металла;

k

-

относительное демпфирование;

N

-

число циклов нагружения;

[N0]

-

допускаемое число циклов нагружения;

-

минимальное значение предела прочности при расчетной температуре, МПа;

RmtT

-

минимальное значение предела длительной прочности при расчетной температуре, МПа;

-

минимальное значение предела текучести при расчетной температуре, МПа;

[у]

-

номинальное допускаемое напряжение, МПа;

уm

-

общие мембранные напряжения, МПа;

уmL

-

местные мембранные напряжения, МПа;

уb

-

общие изгибные напряжения, МПа;

уbL

-

местные изгибные напряжения, МПа;

уs

-

напряжения смятия, МПа;

фs

-

напряжения среза, МПа;

уT

-

общие температурные напряжения, МПа;

уTL

-

местные температурные напряжения, МПа;

уnl

-

нелинейные составляющие напряжений, МПа;

у1, у2, у3

-

главные напряжения, МПа;

(у)RV

-

размах приведенных напряжений в элементах ТВС, МПа;

(уaF)

-

амплитуда цикла местных условных упругих приведенных напряжений с учетом концентрации напряжений, МПа;

(уF)max

-

максимальные местные условные упругие приведенные напряжения с учетом концентрации напряжений, МПа;

nm

-

коэффициент запаса по пределу прочности;

n0,2

-

коэффициент запаса по пределу текучести;

nmt

-

коэффициент запаса по пределу длительной прочности;

nN

-

коэффициент запаса прочности по числу циклов при расчетах на циклическую прочность;

nу

-

коэффициент запаса прочности по условным местным приведенным напряжениям при расчетах на циклическую прочность;

KI

-

коэффициент интенсивности напряжений для трещины нормального отрыва, МПа·м1/2;

KJc

-

вязкость разрушения, МПа·м1/2.

______________

ПРИЛОЖЕНИЕ N 4 к Основным требованиям к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне реакторов ВВЭР, утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору

от "__" _________ 20__ г. N _____

Классификация напряжений

1. При проведении расчета ТВС на прочность используются следующие категории напряжений:

общие мембранные напряжения;

местные мембранные напряжения;

общие изгибные напряжения;

местные изгибные напряжения;

общие температурные напряжения;

местные температурные напряжения;

местные напряжения смятия;

местные напряжения среза.

Из указанных категорий формируются расчетные группы категорий напряжений, которые используются для оценки прочности. Другие категории напряжений, используемые при проведении расчетов, входящих в состав поверочного расчета, указаны в соответствующих подразделах.

Для удобства проведения расчетов ниже приведены примеры разделения напряжений по категориям.

2. Различные категории напряжений объединяют в группы (группы категорий напряжений) в зависимости от вида, характера нагрузок и целей расчета.

3. При проведении расчета определяют приведенные напряжения каждой группы, которые сопоставляют с соответствующими допускаемыми напряжениями.

4. На основании анализа напряжений от механических нагрузок и температурных воздействий для оценок прочности следует выбирать наиболее напряженные области элементов ТВС, а также области с изменением физико-механических свойств и области интенсивного коррозионного воздействия, причем для различных расчетных случаев эти области могут быть различными.

5. При оценке циклической прочности и сопротивления хрупкому разрушению учитываются все напряжения, создаваемые в данной точке приложенными нагрузками, с учетом концентрации напряжений.

6. Используемые при расчетах на статическую и циклическую прочность приведенные напряжения групп , , , применительно к различным элементам конструкций приведены в таблице N 1.

7. Наиболее типичные примеры объединения категорий напряжений в группы , , в различных зонах конструкций приведены в таблице N 2.

8. В группу входят все категории напряжений, определяемые от всех видов нагружения с учетом концентрации напряжений, и в таблице N 2 группа не приводится.

9. Местные напряжения смятия (у)s и среза (t)s используются только для оценки прочности в зонах приложения нагрузки.

Таблица N 1

Примеры объединения категорий напряжений в группы

Название группы

Обозначение приведенных напряжений группы

Категории напряжений, входящие в группу

Приведенные общие мембранные напряжения

Приведенные напряжения, определяемые по суммам общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений

Размах приведенных напряжений, определяемый по суммам составляющих общих или местных мембранных, общих и местных изгибных, общих температурных напряжений

Амплитуда приведенных напряжений, определяемая по суммам составляющих общих или местных мембранных, общих и местных изгибных, общих и местных температурных напряжений с учетом концентрации напряжений

с учетом концентрации напряжений

Таблица N 2

Нагрузки на ТВС, определяющие расчетные группы категорий напряжений , ,

Рассчитыва-емая зона

Нагрузки, определяющие группу

Категории напряжений, входящие в группу

Обозначение приведенных напряжений группы

Протяженные по высоте элементы

Осевая сила + весовая нагрузка + усилия со стороны соседних ТВС

Общие мембранные

Общие мембранные + общие изгибные

Осевая сила + весовая нагрузка + усилия со стороны соседних ТВС + температурное поле

Общие мембранные + общие изгибные + общие температурные

Зона соединения протяжен-ных по высоте участков с плоскими элементам

Осевая сила + весовая нагрузка + усилия со стороны соседних ТВС+ усилия со стороны плоских элементов

Местные мембранные

Осевая сила + весовая нагрузка + усилия со стороны соседних ТВС+ усилия со стороны плоских элементов+ температурное поле

Местные мембранные + местные изгибные + общие температурные

Центральная часть плоских элементов

Осевая сила + весовая нагрузка + усилия со стороны протяженных элементов ТВС (механические)

Общие изгибные

Осевая сила + весовая нагрузка + усилия со стороны протяженных элементов ТВС (механические + поле температур)

Общие изгибные + общие температурные


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости