УТВЕРЖДЕНО |
| Введен
в действие
с 24 мая 2010 г. |
|
Положение о проектировании и изготовлении тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым (МОКС) топливом (далее – Положение) носит рекомендательный характер и не является нормативным правовым актом.
Настоящее Положение содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых при проектировании (разработке) тепловыделяющих элементов, тепловыделяющих сборок 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.
Положение распространяется на деятельность, связанную с проектированием и изготовлением тепловыделяющих элементов с таблетированным оксидным уран-плутониевым (МОКС) топливом и тепловыделяющих сборок, в состав которых входят тепловыделяющие элементы с МОКС-топливом, для атомных станций с реакторами типа ВВЭР и БН.
Положение разработано с учетом рекомендаций документов МАГАТЭ: Quality Assurance in the Procurement, Design and Manufacture of Nuclear Fuel Assemblies. IAEA Safety Guide, Safety Series No. 5-SG-QA11.
Выпускается впервые [1].
_______________________
[1] Разработано коллективом авторов в составе Р.Б. Шарафутдинова, М.А. Непейпиво, В.А. Денисова (НТЦ ЯРБ), В.А. Неретина (Ростехнадзор).
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
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 №
1 к настоящему Положению.
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.
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:
Для режима нормальной эксплуатации и переходных процессов:
15. Обоснование проектных решений включает подтверждение расчетными или экспериментальными методами выполнения следующих условий.
При нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации:
Для режима нормальной эксплуатации и переходных процессов:
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:
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, исследования поведения ТВС в условиях вибрации и при гидравлических нагрузках, износа конструкционных элементов ТВС, определения 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:
34. Рекомендуемые методы обоснования функциональных требований к ТВС при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации АЗ и при нагрузках, возникающих вне АЗ (изготовлении, хранении и транспортно-технологических операциях) представлены в приложении № 2 к настоящему Положению.
35. Рекомендуемые методы обоснования функциональных требований к твэлам
при нормальной эксплуатации АЗ, нарушениях нормальной эксплуатации
(авариях) и при нагрузках, возникающих вне АЗ (изготовлении, хранении и
транспортно-технологических операциях) представлены в приложении
№ 3 к настоящему Положению.
37. К началу проведения испытаний завершают мероприятия по их подготовке, предусматривающие:
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 изготовителем 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.
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.
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:
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:
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:
70. Контроль отдельных показателей твэлов, ТВС и составных частей можно не проводить, но при этом обеспечивается стабильность параметров технологического процесса 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№ 4 к настоящему Положению (таблицы 1-3).
|
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 «___»__________20__г.№_____
|
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:
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:
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 изготавливаемый с целью проверки предполагаемых решений и уточнения отдельных характеристик для использования при разработке этой продукции.
|
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 «___»__________20__г.№_____
|
| Функциональное
требование |
Цель обоснования | Методы обоснования |
|
|
||
| Прочностные и деформационные требования | Подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимой деформации конструкционных элементов ТВС и соединений | |
| головка и хвостовик | Подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимых деформаций при возможных нагрузках | расчетно-аналитическое
обоснование,
стендовые испытания |
| направляющие трубы | подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимых деформаций при возможных нагрузках; подтверждение прочности при сжатии | расчетно-аналитическое обоснование, испытания ТВС и отдельных элементов ТВС |
| решетки | подтверждение прочности при сжатии | испытания решеток |
| резьбовые соединения | подтверждение прочности соединений | расчетно-аналитическое обоснование |
| неразъемные (сварные, заклепочные) соединения | подтверждение прочности соединений | испытания соединений элементов ТВС на прочность или испытания на свидетелях |
| Удержание ТВС в потоке теплоносителя | Подтверждение, что равнодействующая нагрузок на ТВС направлена вниз (с учетом влияния облучения) | Гидравлические испытания, расчетно-аналитическое обоснование (расчетные методы подтверждаются экспериментальными исследованиями поведения ТВС при облучении) |
| Геометрическая совместимость ТВС – АЗ, твэл – ТВС | Подтверждение допустимости взаимодействия между элементами АЗ, твэлами и ТВС, формоизменения, распухания и роста твэла, конструкционных элементов ТВС и АЗ | Расчетно-аналитическое обоснование (расчетные методы подтверждаются экспериментальными исследованиями распухания конструкционных элементов ТВС и твэлов при облучении) |
| Поддержка твэла в конструкции ТВС | Подтверждение
отсутствия проскальзывания твэла под воздействием гидравлических сил
устойчивость твэла, ограничения износа оболочки, достаточность силы, приложенной пружинами решетки |
расчетно-аналитическое
обоснование (расчетные методы подтверждаются экспериментальными исследованиями
релаксации поддерживающей пружины экспериментальным путем)
испытания или аналитические расчеты (расчетные методы подтверждаются экспериментальными исследованиями при гидравлических испытаниях) |
| Прочность при вибрационных нагрузках на ТВС в условиях потока | Допустимость вибрации ТВС | Гидравлические испытания ТВС |
| Совместимость ТВС – СУЗ | Подтверждение
времени падения стержней СУЗ
подтверждение допустимости нагрузок ударного взаимодействия |
Расчетно-аналитическое обоснование, испытания ТВС |
| Поддержание геометрии ТВС | Допустимость искривления ТВС и их составных частей | Расчетно-аналитическое обоснование (расчетная модель подтверждается результатами экспериментальных исследований поведения ТВС при облучении) |
|
|
||
| Прочностные и деформационные требования | Подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимой деформации конструкционных элементов ТВС и соединений | |
| головка и хвостовик | подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимых деформаций при возможных нагрузках | расчетно-аналитическое обоснование |
| направляющие каналы | подтверждение прочности при осевом сжатии | расчетно-аналитическое обоснование |
| резьбовые соединения | подтверждение прочности соединений | расчетно-аналитическое обоснование |
| неразъемные (сварные, заклепочные) соединения | подтверждение прочности соединений | испытания на прочность соединений элементов ТВС или испытания на свидетелях |
| решетки | подтверждение устойчивости при боковых нагрузках (сохранение допустимого размещения твэлов в решетке и отсутствие радиальной деформации направляющих труб) | расчетно-аналитическое обоснование или испытания решеток |
|
|
||
| Прочностные и деформационные требования | Подтверждение механической прочности, целостности и отсутствии недопустимой деформации конструкционных элементов ТВС и соединений | |
| головка и хвостовик | подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимых деформаций при возможных нагрузках | расчетно-аналитическое обоснование |
| направляющие трубы | подтверждение
механической прочности, целостности и отсутствия недопустимых деформаций
при возможных нагрузках;
подтверждение прочности при сжатии |
расчетно-аналитическое
обоснование
испытания ТВС и отдельных элементов ТВС |
| решетки | подтверждение
прочности при сжатии;
подтверждение сопротивления (устойчивости) периферийных пластин решетки к нагрузкам, возникающим при загрузке ТВС в АЗ подтверждение выполнения условий фиксации твэла в решетках и отсутствие смещения твэла в конструкции ТВС |
испытания
решеток
испытания решеток или расчетно-аналитическое обоснование |
|
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 «___»__________20__г.№_____
|
| Функциональное
требование |
Цель обоснования | Методы обоснования |
|
|
||
| Деформационные и прочностные требования | Подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимых повреждений твэла | |
|
допустимая деформация твэлов
(изменение размеров и геометрии) |
структурные деформации, изменения диаметра и удлинение оболочки твэла не превышают установленных предельных значений при возможных нагрузках, подтверждение окружной устойчивости | расчетно-аналитическое
обоснование
испытания |
| усталостная прочность | подтверждение устойчивости оболочки к усталости с учетом циклических и статических нагрузок | расчетно-аналитическое обоснование, испытания |
|
прочность на истирание при
трении |
отсутствие недопустимого снижения прочности оболочки и разгерметизации | расчетно-аналитическое обоснование, испытания, опыт эксплуатации |
| допустимое искривление твэла | подтверждение допустимости деформации с учетом термогидравлических нагрузок в АЗ | расчетно-аналитическое обоснование (расчетная модель подтверждается результатами эксплуатации) |
|
допустимое распухание при
облучении |
отсутствие недопустимой деформации и взаимодействия между различными элементами твэла, ТВС и АЗ | расчетно-аналитическое обоснование (расчетную модель подтверждается результатами эксплуатации) |
| устойчивость оболочки | сохранение
окружной устойчивости оболочки, допустимости круговой деформации оболочки
твэла;
допустимость уплотнения топлива, допустимость зазоров между таблетками и оболочкой |
расчетно-аналитическое обоснование (прочностной расчет) |
| Коррозионные требования | Окисление
различных элементов твэла, гидрирование оболочки, толщина коррозионного
слоя на поверхности оболочки не превышают установленных пределов;
отсутствие недопустимого снижения прочности и повреждения целостности оболочек |
|
|
коррозионная стойкость (в том
числе, к фреттинг-коррозии) |
ограничения толщины коррозионного слоя (оксидной пленки) и/или коррозионной кинетики | расчетно-аналитическое
обоснование (прочностной расчет);
стендовые испытания ТВС, опыт эксплуатации ТВС в АЗ |
| гидрирование оболочки (для ВВЭР) | подтверждение того, что гидрирование (наводороживание) оболочки не оказывает недопустимого воздействия на целостность твэла | расчетно-аналитическое обоснование, испытания |
| Теплофизические требования (ограничение максимальной температуры топлива и оболочки, давления газов под оболочкой твэла и линейной мощности твэла) | Температура
топливных таблеток и оболочки твэла (локальная и средняя) не превышает
установленных предельных значений.
Для ВВЭР: максимальная температура оболочек твэла не приводит к отклонению от условий пузырькового кипения |
Расчетно-аналитическое обоснование (теплофизический и термомеханический расчеты) |
|
|
||
| Отсутствие повреждений твэлов сверх проектных пределов, возможность охлаждения АЗ | Охрупчивание
не превышает предельных установленных значений (для ВВЭР);
Ограничение выхода водорода (для ВВЭР); Ограничение максимальной температуры топлива и оболочки, отсутствие локального расплавления. Ограничение удельной пороговой энергии разрушения твэлов, фрагментации твэлов; ограничение роста энтальпии (для аварии с быстрым возрастанием реактивности) |
Расчетно-аналитическое
обоснование
(термомеханический, теплофизический, прочностной расчеты) |
|
|
||
| Прочность, отсутствие недопустимой деформации твэла | Напряжения
и нагрузки, возникающие при обращении с твэлами и их транспортировании,
не оказывают недопустимого воздействия на работоспособность твэлов при
эксплуатации;
подтверждение механической прочности, целостности и отсутствия недопустимой деформации твэла; отсутствие движения топливных таблеток, смещения топливного столба до и после облучения |
Расчетно-аналитическое обоснование, испытания |
|
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 «___»__________20__г.№_____
|
| Контролируемый
показатель |
Метод контроля | Вид и объем контроля |
| Содержание урана и плутония | Амперометрическое титрирование, альфа-радиографичекий метод | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Изменчивость условных массовых долей изотопов тяжелого металла | Соответствующий метод | Анализ отдельных таблеток партии |
| Изотопный состав (содержание 238Pu 242Pu, 235U, 232U) | Масс-спектрометрический метод | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Равномерность распределения плутония | Амперометрическое титрирование, альфа-радиографичекий метод | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Кислородный коэффициент (отношение О/U + Pu + Am) | Кулонометрический метод, метод равновесия контролируемой атмосферы и др. | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Структура (размер зерен, поры, однородность) | Контроль с помощью оптического микроскопа, альфа-автора-диографический метод | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Содержание Pu на установленную дату | Расчет | - |
| Содержание примесей | Соответствующие методы для различных элементов | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Суммарный борный эквивалент | На основании расчета по результатам химического анализа | Анализ представительных выборок таблеток от партии |
| Массовая
доля общего водорода
(или отдельно влаги и водорода) |
Кулонометрический метод, иные методы контроля содержания водорода и измерения влажности | Анализ представительных выборок |
| Плотность | Прямое измерение (по геометрическим размерам и массе), косвенное измерение (радиометрический метод и др.) | Статистический выборочный контроль партии |
| Растворимость | Определение массы нерастворившегося осадка при растворении в азотной кислоте | Статистический выборочный контроль партии |
| Объемная доля открытых пор | Гидростатическое взвешивание | Статистический выборочный контроль партии |
| Доспекаемость (термическая стабильность) | Измерение плотности (наружного диаметра) до и после повторного спекания | Статистический выборочный контроль партии |
| Расчетная масса столба таблеток | Взвешивание | Статистический выборочный контроль партии |
| Внешний
вид,
состояние поверхности: сколы, трещины, раковины, чистота;
|
Визуальное сравнение с эталоном, измерение | Сплошной контроль при визуальном осмотре, выборочный - при измерении |
| Размеры:
диаметр;
|
Измерение |
Статистический выборочный контроль партии |
| Маркировка | Визуально по паспортам | Контроль каждой тары |
| Контролируемый
показатель |
Метод контроля | Вид и объем контроля |
| Качество газа наполнителя | Газохроматографический метод | Контроль представительных выборок партии (при необходимости) |
| Качество газа сварки | Газохроматографический метод | Контроль представительных выборок партии (при необходимости) |
| Содержание изотопов урана и плутония | Нейтронно-активационный или автоэмиссионный метод | Сплошной контроль, допускается выборочный контроль при условии, что обеспечивается контроль параметров технологического процесса на соответствие заданным величинам |
| Обогащение | Гамма-сканирование | Сплошной |
| Объемная доля гелия | Газохроматографический метод | Сплошной контроль неразрушающим методом; допускается выборочный контроль при условии, что обеспечивается контроль параметров технологического процесса на соответствие заданным величинам |
| Масса топливного столба | Расчет по документам | Сплошной |
| Сплошность топливного столба | Гамма-абсорбционный метод | Сплошной |
| Длина компенсационного объема | Гамма-абсорбционный метод, радиодефектоскопия, измерение автоматическими средствами контроля | Сплошной |
| Давление гелия | Термоиндукционный метод, ультразвуковые и тепловые методы | Сплошной контроль неразрушающим методом |
| Качество сварных швов | Зависит
от вида сварного шва.
Контроль качества сварных швов №1 и 2: - автоматический сплошной контроль суммарной протяженности сварного шва на ультразвуковом дефектоскопе (неразрушающий метод); - путём металлографического контроля продольного шлифа контролировать суммарную протяженность сварного шва (разрушающий метод) |
Зависит
от вида сварного шва.
Контроль качества сварных швов № 1 и 2: - сплошной (неразрушающий метод); - выборочный (разрушающий метод) на одном твэле сменной выработки или образце-свидетеле) |
| Контроль
качества сварного шва №3:
- радиографическим методом; - неразрушающим методом на ультразвуковых установках (для контроля непровара) |
Контроль
качества сварного шва № 3
- сплошной (на ультразвуковом дефектоскопе для величины непровара); - выборочный (радиографическим методом для внутренних пор) |
|
| Внешний вид | Визуальный (путем сравнения с контрольными образцами внешнего вида) | Сплошной |
| Состояние поверхности (шероховатость, глубина царапин, сдиры и т.д) | Визуальный (путем сравнения с контрольными образцами внешнего вида) | Сплошной |
| Герметичность | Масс-спектрометрические методы (контроль гелиевым течеискателем) | Сплошной |
| Размеры:
величина наружного диаметра; длина; прямолинейность |
Автоматические средства контроля | Сплошной |
| Контроль
наличия фиксатора,
длина его компенсирующей части |
Гамма-абсорбционный метод, контроль длины допускается проводить автоматическими средствами контроля | Сплошной |
| Маркировка (обогащение) | Визуально или на установке автоматического контроля по технологическому процессу завода-изготовителя | Сплошной |
| Содержание
водорода,
влажность |
Газохроматический метод и иные методы измерения влажности и содержания водорода | Выборочный |
| Фиксированное загрязнение поверхности | Радиометрический метод | Сплошной контроль, допускается выборочный контроль при условии, что обеспечивается контроль параметров технологического процесса на соответствие заданным величинам |
| Нефиксированное загрязнение | Метод сухого мазка, радиометрический метод | Сплошной |
| 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 фактических 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 выборочный статистический |
| 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 | Выборочный |
| Маркировка | Визуально на соответствие требованиям чертежа | Сплошной |
| Контроль загрузки твэлов | Регистрация соответствующим методом | Сплошной |