ПНСТ 538-2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБОРУДОВАНИЕ И ТРУБОПРОВОДЫ БЛОКОВ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ

Расчет на прочность на стадии эксплуатации

Equipment and piping of nuclear power plant. Calculation of strength at the operation stage

ОКС 03.120.01

Срок действия с 2021-06-01
до 2022-06-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А.Доллежаля" (АО "НИКИЭТ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 "Атомная техника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 марта 2021 г. N 25-пнст

4 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за патентную чистоту настоящего стандарта. Патентообладатель может заявить о своих правах и направить в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии аргументированное предложение о внесении в настоящий стандарт поправки для указания информации о наличии в стандарте объектов патентного права и патентообладателе

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предположения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за четыре месяца до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 107140, Москва, ул.Малая Красносельская, д.2/8 и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к расчету на прочность оборудования и трубопроводов блоков атомных станций с водо-водяным энергетическим реактором, реактором большой мощности канальным и энергетическим гетерогенным петлевым реактором с температурой металла до 350°С.

1.2 Настоящий стандарт распространяется на оборудование и трубопроводы блоков атомных станций, удерживающие давление (включая детали разъемных соединений), соответствующие федеральным нормам и правилам в области использования атомной энергии [1], [2], [3] и относящиеся к 1-3-му классам безопасности, нарушение целостности и/или недопустимое деформирование которых может приводить к попаданию теплоносителя в смежные контуры или во внешнюю среду и/или к нарушению их функционирования, и устанавливает требования к расчетам на прочность.

1.3 Настоящий стандарт не распространяется на следующие компоненты оборудования и трубопроводов атомных станций:

- трубы, дистанционирующие решетки из циркониевых сплавов и переходники сталь-цирконий технологических каналов реакторов большой мощности канальных, каналов системы управления и защиты и специальных каналов;

- обечайки и сварные швы корпусов водо-водяных энергетических реакторов, облучаемые флюенсом нейтронов с энергией более 0,5 МэВ, превышающим 10 нейтрон/м.

1.4 Настоящий стандарт не регламентирует методы расчета, применяемые для определения расчетных нагрузок, внутренних силовых факторов, перемещений, напряжений и деформаций рассматриваемых элементов (компонентов).

1.5 Настоящий стандарт предназначен для обоснования остаточного ресурса оборудования и трубопроводов блоков атомной станции с учетом результатов оценки их прочности на стадии эксплуатации блоков атомной станции, включая эксплуатацию за пределами назначенного срока службы и при подготовке блока атомной станции к выводу из эксплуатации.

1.6 Настоящий стандарт действует до утверждения комплекса стандартов, регламентирующих обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, но не более трех лет.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 58328 Трубопроводы атомных станций. Концепция "течь перед разрушением"

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных изменений в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения, сокращения, обозначения

     3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 амплитуда напряжений (деформаций): Половина от разности максимального и минимального напряжения (деформации), возникающего в цикле изменения напряжений (деформаций).

3.1.2 группа категорий напряжений: Совокупность категорий таких напряжений, которые способны при неограниченном росте привести к возникновению одного или нескольких предельных состояний.

3.1.3 дилатационные нагрузки: Нагрузки, обусловленные стеснением относительных перемещений компонентов или элемента в целом.

Примечание - Температурные нагрузки и нагрузки вследствие радиационного распухания являются дилатационными нагрузками.

3.1.4 дополнительный срок службы элемента: Календарная продолжительность эксплуатации элемента сверх назначенного срока службы.

3.1.5 допускаемое напряжение: Нормативно установленное максимальное значение, которое может принимать приведенное напряжение, определяемое совокупностью напряжений, входящих в одну группу категорий напряжений.

3.1.6 затяг шпилек или болтов: Нагружение компонентов, возникающее при сборке резьбовых соединений.

3.1.7 категория напряжений: Составная часть поля напряжений элемента (компонента), выделенная по установленному нормативному признаку (по виду эпюры, по протяженности зоны действия, по виду нагружающего воздействия и т.п.).

3.1.8 компонент: Часть элемента, границы которого проходят по одному или нескольким неразъемным и/или разъемным соединениям.

3.1.9 макротрещина: Трещина, наличие которой учитывается в расчетах на прочность и размеры которой устанавливаются нормативными документами.

3.1.10 максимальное (минимальное) напряжение цикла: Максимальное (минимальное) алгебраическое значение напряжения для одного цикла их изменения.

3.1.11 местные мембранные напряжения , МПа: Напряжения, вызываемые действием механических нагрузок, возникающие в зоне неоднородности.

Примечание - В частности, мембранные напряжения относятся к категории местных, если размеры зоны, в пределах которой напряжения превосходят , не превышают в меридиональном направлении (где - минимальный радиус кривизны срединной поверхности рассматриваемой зоны), и эта зона расположена не ближе, чем на в меридиональном направлении от любой другой зоны, в которой местные мембранные напряжения превышают 1,1 . При различии в значениях и s для указанных зон для определения допустимого расстояния между ними используют средние арифметические значения и s для этих зон.

3.1.12 местные температурные напряжения , МПа: Напряжения, возникающие от неравномерного распределения температур по объему элемента или из-за различия температурного коэффициента линейного расширения материалов, которые не могут вызывать недопустимых остаточным изменениям формы и размеров конструкции.

3.1.13 механические нагрузки: Давление, весовые и инерционные силы и моменты (сосредоточенные и распределенные), действующие на компоненты конструкции.

Примечание - Усилие затяжки резьбовых соединений условно относится к механическим нагрузкам.

3.1.14 монтажная растяжка: Натяг трубопровода, который может применяться при монтаже или ремонте.

3.1.15 накопленная деформация: Необратимая деформация в рассматриваемой зоне компонента.

3.1.16 напряжения компенсации , МПа: Напряжения, возникающие вследствие стеснения свободного температурного расширения трубопроводов.

Примечание - В число этих напряжений входят средние напряжения , изгибные напряжения , а также напряжения кручения . Напряжения компенсации являются частным случаем общих температурных напряжений.

3.1.17 несущая способность: Способность элемента или компонента воспринимать возрастающие нагрузки без достижения предельного состояния его материалов или соединений, а также без образования механизма прогрессирующего изменения форм и размеров.

3.1.18 номинальное допускаемое напряжение: Допускаемое напряжение, значение которого определяется по значениям временного сопротивления и предела текучести материала и служит базовой величиной при назначении допускаемых напряжений для различных видов нормативных расчетов на прочность.

3.1.19 общие изгибные напряжения , МПа: Напряжения, вызываемые действием давления и механических нагрузок, меняющиеся от максимального положительного значения до минимального отрицательного значения по всему сечению и приводящие к изгибу корпуса сосуда или трубопровода в целом.

3.1.20 общие мембранные напряжения , МПа: Напряжения, вызываемые действием механических нагрузок, нормальные к рассматриваемому сечению, распределенные по всему сечению и равные среднему значению напряжений в данном сечении.

3.1.21 общие напряжения кручения , МПа: Касательные напряжения, вызываемые действием механических нагрузок.

3.1.22 общие температурные напряжения , МПа: Напряжения, возникающие от неравномерного распределения температур по объему элемента или из-за различия температурного коэффициента линейного расширения материалов, приводящие в предельном случае к недопустимым остаточным изменениям формы и размеров компонента.

3.1.23 опорная конструкция (опорно-подвесная система): Изделие, предназначенное для размещения, ориентации и закрепления опираемого (поддерживаемого или подвешенного) элемента, воспринимающее нагрузки со стороны опираемого элемента и передающее их на строительные конструкции.

Примечание - Опорная конструкция не является границей давления.

3.1.24 остаточные напряжения: Напряжения, существующие в деталях при отсутствии внешних воздействий (силовых и температурных).

3.1.25 полуцикл изменения напряжения (деформации): Изменение напряжений от максимального (минимального) значения до минимального (максимального) значения в рассматриваемом цикле.

3.1.26 предельный расчет (расчет по несущей способности): Упругопластический расчет в целях проверки несущей способности элемента или компонента, выполняемый в предположении идеального упругопластического поведения материала при выборе основных размеров и расчете на статическую прочность.

3.1.27 предельное состояние: Состояние элемента или его компонента, при котором его дальнейшая эксплуатация с учетом нормативных коэффициентов запаса недопустима.

Примечание - При переходе элемента или компонента в предельное состояние эксплуатация его должна быть временно или окончательно прекращена - он подлежит ремонту или выводится из эксплуатации.

3.1.28 приведенное напряжение (деформация): Эквивалентное, с позиции прочности, значение напряжения (деформации), приводящее многоосное напряженное состояние к условиям одноосного напряженного состояния.

3.1.29 приведенное истинное напряжение , МПа: Приведенное напряжение, вычисленное в рассматриваемой точке с учетом концентрации и пластического деформирования (если оно имеется).

3.1.30 размах напряжений: Разность значений максимального и минимального напряжений за рассматриваемую историю изменения напряжений расчетного режима.

3.1.31 расчетный дефект: Используемый в расчетах на прочность дефект, форма, размеры и пространственное положение которого в металле компонента определяется нормативными требованиями с учетом данных дефектоскопии либо без них.

3.1.32 режим нагружения элемента (компонента): Совокупность параметров нагружения (значение нагрузок, температур, доза облучения, количества циклов приложения нагрузок и т.д.) элемента (компонента), реализующаяся на стадии монтажа, сооружения или эксплуатации.

3.1.33 сечение приведения: Сечение, по которому проводится линеаризация.

3.1.34 температурные воздействия: Воздействия, обусловленные стеснением температурных перемещений элемента или его компонента.

3.1.35 техническое состояние: Совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент признаками, установленными технической документацией на этот объект.

3.1.36 трубопровод: Элемент, состоящий из оборудования и изделий (труб, отводов, тройников и пр.), соединенных между собой разъемными или неразъемными соединениями, и предназначенный для транспортирования рабочей среды.