ГОСТ Р 70429-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЕ СБОРКИ ВОДО-ВОДЯНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА

Расчет на прочность на стадии проектирования при действии динамических нагрузок

Fuel assemblies of the water-water power reactor. Rules for dynamic strength analysis at the design stage

ОКС 27.120.20

Дата введения 2023-02-01

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 27 декабря 2022 г. N 1655-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 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 установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к проведению расчетов на прочность тепловыделяющих сборок водо-водяных энергетических реакторов при действии динамических нагрузок.

1.2 Настоящий стандарт предназначен для применения при обосновании прочности тепловыделяющих сборок в соответствии с федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии [1] на стадии проектирования.

1.3 Настоящий стандарт не устанавливает требований к проведению расчетов на прочность тепловыделяющих элементов.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 59115.1 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Термины и определения

ГОСТ Р 70428 Тепловыделяющие сборки водо-водяного энергетического реактора. Расчет на прочность на стадии проектирования при действии статических нагрузок

ГОСТ Р 70430 Конструкционные материалы тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок водо-водяных энергетических реакторов. Общие требования

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 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 и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по [1], ГОСТ Р 59115.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 динамические характеристики конструкции: Параметры конструкции, характеризующие ее собственные колебания, включая собственные частоты и формы колебаний, модальные массы и жесткости форм колебаний, демпфирование, амплитудные и фазовые частотные характеристики (для установившихся вынужденных колебаний).

3.1.2 механическая система: Совокупность компонентов конструкции, рассматриваемая в расчете с учетом взаимодействия составляющих частей.

3.1.3 парциальные динамические характеристики: Характеристики собственных колебаний динамической подсистемы, определяемые в предположении неподвижности точек связи этой подсистемы с системой.

3.1.4 подсистема: Составляющая часть механической системы, обладающая собственными динамическими характеристиками.

3.1.5 расчетный случай нагружения: Сочетание условий нагружения компонентов конструкции, рассматриваемое при расчете на прочность.

3.1.6 собственные колебания: Колебания, которые совершает механическая система около положения устойчивого равновесия после первоначального возмущения под действием внутренних по отношению к системе упругих и инерционных сил.

3.1.7 собственная форма колебаний: Пространственное распределение амплитуд перемещений при колебаниях по определенному тону.

3.1.8 собственная частота: Частота колебаний механической системы по определенному тону собственных колебаний, (i - номер тона).

3.1.9 степени свободы: Совокупность независимых переменных (обобщенных координат), необходимых для полного описания движения механической системы.

3.1.10 тон колебаний: Вид колебаний, характеризуемый определенной частотой и формой колебаний.

3.2 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

3.3 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- повреждения от высокочастотных напряжений при постоянных эксплуатационных напряжениях;

- повреждения от высокочастотных напряжений в течение циклов переменных напряжений при переходных эксплуатационных режимах;

- повреждения от высокочастотных напряжений в течение циклов переменных напряжений при прохождении резонансных частот;

- минимальное значение условного предела текучести при расчетной температуре, МПа;

- номинальное допускаемое напряжение, МПа;

- группа приведенных общих мембранных напряжений с учетом сейсмических воздействий, МПа;

- группа приведенных мембранных и общих изгибных напряжений с учетом сейсмических воздействий, МПа;

- напряжения смятия с учетом сейсмических воздействий, МПа;

- критическое напряжение сжатия, МПа;

- допускаемое напряжение сжатия, МПа;

- номинальное допускаемое напряжение в болте (шпильке), МПа;

- касательные напряжения среза с учетом сейсмических воздействий, МПа;

- относительное демпфирование, %.

     4 Общие положения

4.1 Особенности нагружения при внешних динамических воздействиях

4.1.1 При оценке прочности ТВС (компонентов ТВС) в качестве внешних динамических воздействий рассматривают внешние динамические воздействия природного (сейсмические воздействия) и техногенного (воздушная ударная волна, падение летательного аппарата) происхождения. При этом динамические нагрузки на ТВС, возникающие при действии ударной волны или летательного аппарата на строительные конструкции, рассматривают как сейсмические нагрузки, соответствующие максимальному расчетному землетрясению.

4.1.2 Внешние динамические воздействия представляют собой динамические нагрузки, действующие на элементы (компоненты) активной зоны РУ, т.е. изменяющиеся во времени распределенные и сосредоточенные силы, вызывающие вынужденные колебания компонентов ТВС. При колебаниях на компоненты ТВС действуют (дополнительно к весу и эксплуатационным нагрузкам) силы инерции, силы внутреннего трения и трения в подвижных механических соединениях, а в случае контакта компонента с теплоносителем - также гидродинамические силы, связанные с относительным движением участков конструкции и теплоносителя.

4.1.3 Расчет на прочность ТВС при внешних динамических воздействиях следует проводить на совместное действие эксплуатационных и динамических нагрузок. Общие положения и методы расчета принимаются по 4.2 и 4.3 соответственно.

4.1.4 Динамические нагрузки, обусловленные внешними динамическими воздействиями, оказывают влияние:

- на максимальные значения перемещений, деформаций, напряжений и опорных реакций в компоненте;

- на параметры циклического нагружения (дополнительные циклы изменения напряжений, вызывающие усталостное повреждение металла).

4.2 Методология расчета при внешних динамических воздействиях

4.2.1 Расчет на прочность при ВДВ заключается в определении НДС и оценках прочности компонентов ТВС по допускаемым значениям параметров НДС, приведенным в 5.4, а также проверке выполнения дополнительных требований, предусмотренных в проекте РУ.

Описание методов расчета ТВС при внешних динамических воздействиях приведено в приложении А. При проведении расчета допускается использование других методов, обеспечивающих выполнение установленных требований и отвечающих современному уровню развития науки и техники.

4.2.2 Расчет на прочность при ВДВ проводят с учетом совместного действия эксплуатационных нагрузок и динамических нагрузок, обусловленных внешним динамическим воздействием.