НП-054-04

ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА
В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ

НОРМЫ
РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ
ДЛЯ СУДОВЫХ АТОМНЫХ ПАРОПРОИЗВОДЯЩИХ УСТАНОВОК
С ВОДО-ВОДЯНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Дата введения 2005-01-05

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 4 октября 2004 г. N 6  

Настоящие нормы и правила предназначены для организаций и предприятий, осуществляющих расчеты на прочность и долговечность элементов оборудования и трубопроводов судовых атомных паропроизводящих установок.

Нормы распространяются на элементы 1-3 классов безопасности согласно Общим положениям обеспечения безопасности ядерных энергетических установок судов судовых паропроизводящих установок с водо-водяными реакторами под давлением, работающими при температуре теплоносителя не выше 623 К.

Нормы устанавливают общие требования к проведению расчетов на прочность и долговечность оборудования и трубопроводов на стадиях проектирования, сооружения и эксплуатации судовых атомных паропроизводящих установок, а также к проведению испытаний на виброустойчивость, вибропрочность и циклическую прочность.

Разработаны впервые*.

________________

* Разработка осуществлена в Научно-техническом центре по ядерной и радиационной безопасности. В разработке принимали участие Карпунин Н.И., Нещеретов И.И. (НТЦ ЯРБ), Европин С.В., Ташкинов А.В. (ИЦП МАЭ), Аношин В.М. (ФГУП ОКБМ имени Африкантова И.И.).

При разработке рассмотрены и учтены замечания специалистов ФГУП РНЦ РФ "ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова", ОАО ЦКБ "Айсберг", структурных подразделений и межрегиональных территориальных округов.

Перечень сокращений

ННЭ - нарушение нормальной эксплуатации

НЭ - нормальная эксплуатация

ППУ - паропроизводящая установка

ТУ - технические условия

Условные обозначения

- номинальная толщина стенки, мм

 - расчетная толщина стенки, мм

- суммарная прибавка к расчетной толщине стенки, мм     

- временное сопротивление (предел прочности) при расчетной температуре , МПа      

- предел текучести при расчетной температуре , МПа

- коэффициент запаса прочности по пределу прочности

- коэффициент запаса прочности по пределу текучести

- расчетная температура, К

- номинальное допускаемое напряжение, МПа

- номинальное допускаемое напряжение в болтах и шпильках, МПа

- критический коэффициент интенсивности напряжений при расчетной температуре , МПа·м      

Основные термины и определения

В целях настоящего документа используются следующие термины и определения.

1. Амплитуда напряжений - половина от разности максимального и минимального напряжений, возникающих в цикле изменения напряжений.

2. Вибрационные нагрузки - нагрузки со стороны корпусных конструкций и фундаментов судна, вызываемые ходовыми вибрациями первого и лопастного порядка, возмущающей силой от работающего поблизости механизма, и от гидродинамических сил.

3. Гидравлическое испытание - нагружение оборудования или трубопроводов давлением с целью проверки их прочности и герметичности после изготовления, монтажа, периода эксплуатации, ремонта или замены оборудования.

4. Группа категорий напряжений - совокупность категорий напряжений, вызывающих определенное предельное состояние.

5. Долговечность - свойство оборудования или трубопроводов (и ППУ в целом) сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния.

6. Затяг болтов и шпилек - нагружение оборудования или трубопроводов, вызываемое сборкой резьбовых соединений.

7. Изменение мощности реактора - эксплуатационный режим, при котором происходит переход с одного стационарного режима работы реактора на другой (за исключением режимов пуска и остановки).

8. Категория напряжений - тип напряжений, выделенный по какому-либо признаку (по виду эпюры; по протяженности зоны действия; по виду нагружения, вызывающего данное напряжение, и др.).

9. Критерий предельного состояния - признак или совокупность признаков предельного состояния элементов, установленный нормативной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

10. Назначенный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации ППУ (и ее элементов), установленная проектом, при достижении которой дальнейшая эксплуатация оборудования или трубопроводов (и установки в целом) может быть продолжена только после специального решения, принимаемого на основании проведенного обоснования безопасности данной эксплуатации.

11. Нарушение нормальной эксплуатации - нарушение в работе ППУ, при котором произошло отклонение от установленных эксплуатационных условий и пределов.

12. Нормальная эксплуатация - эксплуатация ППУ в определенных проектом эксплуатационных условиях и пределах.

13. Остановка - эксплуатационный режим, при котором температура и нагрузки в ППУ изменяются от значений параметров любого из эксплуатационных режимов до начальных значений параметров последующего режима пуска.

14. Паропроизводящая установка - часть ядерной энергетической установки судна, в состав которой входят реактор, оборудование, трубопроводы первого и второго контуров и парогенератор.

15. Полуцикл изменения напряжения - монотонное изменение напряжения от максимального (минимального) значения до минимального (максимального) значения.

16. Предельное состояние - состояние элементов, при котором их дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление их работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. При переходе элементов в предельное состояние их эксплуатация должна быть временно или окончательно прекращена (они выводятся из работы в ремонт или снимаются с эксплуатации).

17. Пуск - эксплуатационный режим, в процессе которого нагрузки и температура в ППУ меняются от начальных значений до значений, соответствующих стационарному режиму. При пуске температура и нагрузки могут превышать значения, соответствующие стационарному режиму.

18. Работоспособное состояние, работоспособность - состояние элементов, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.

19. Расчетное давление - избыточное максимальное давление, действующее на оборудование или трубопровод и используемое при расчете по выбору основных размеров, при котором допускается работа данного оборудования или трубопровода при режимах НЭ.

20. Расчетная температура - температура стенки оборудования или трубопровода, равная максимальному среднеарифметическому значению температур на его наружной и внутренней поверхности в одном сечении при стационарном режиме эксплуатации ППУ на максимальной мощности.

21. Ресурс - суммарная наработка оборудования или трубопроводов от начала их эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

22. Стационарный режим - эксплуатационный режим, при котором нагрузки и температура сохраняются в пределах ±5% от номинальных значений, заданных конструкторской (проектной) документацией.

23. Ударная нагрузка - нагрузка, характеризуемая малой продолжительностью действия (5-200 мс).

24. Условное упругое напряжение - напряжение за пределами упругости, величина которого определяется в соответствии с законом Гука.

25. Функционирование системы аварийной защиты - эксплуатационный режим, при котором происходит изменение температуры и нагрузок (как в сторону повышения, так и в сторону понижения) от их значений при стационарном режиме, пуске или остановке до соответствующих промежуточных значений.

26. Ходовая вибрация лопастного порядка - вибрация корпуса судна с частотой, кратной частоте вращения гребного вала на режимах полного хода и реверса.

27. Ходовая вибрация первого порядка - вибрация корпуса судна с частотой, равной частоте вращения гребного вала на режимах полного хода и реверса.

28. Цикл изменения напряжения - изменение напряжения от исходного значения до конечного, равного исходному, при котором достигаются одно максимальное и одно минимальное значения напряжений.

29. Эксплуатационные условия - установленные проектом условия по количеству, характеристикам, состоянию работоспособности и техническому обслуживанию оборудования и трубопроводов и ППУ в целом, необходимые для работы без нарушения эксплуатационных пределов.

30. Эксплуатационные пределы - значения параметров и характеристик состояния оборудования и трубопроводов (и ППУ в целом), заданные проектом ядерной энергетической установки для нормальной эксплуатации.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Назначение и область распространения

1.1.1. Федеральные нормы и правила "Нормы расчета на прочность элементов оборудования и трубопроводов судовых атомных паропроизводящих установок с водо-водяными реакторами" (далее - Нормы) должны применяться при обосновании прочности и долговечности элементов конструкций оборудования и трубопроводов судовых атомных ППУ.

1.1.2. Нормы распространяются на элементы 1-3 классов безопасности по классификации Общих положений обеспечения безопасности ядерных энергетических установок судов судовых ППУ с водо-водяными реакторами под давлением, работающими при температуре теплоносителя не выше 623 К, в том числе на сосуды под давлением, на корпуса насосов, арматуру и трубопроводы ППУ.

1.1.3. Нормы не распространяются на следующие элементы ППУ:

- тепловыделяющие элементы и сборки;

- стержни систем управления и защиты;

- элементы внутрикорпусных устройств реакторной установки;

- электромеханическое оборудование;

- опоры и подвески оборудования и трубопроводов;

- элементы, расположенные в корпусных частях оборудования и трубопроводов с целью изучения их работоспособности;

- набивные прокладки и неметаллические элементы узлов уплотнения.

1.1.4. Нормы устанавливают общие принципы обоснования прочности и требования к проведению расчетов на прочность и к определению ресурса оборудования и трубопроводов при проектировании, сооружении и эксплуатации судовых атомных ППУ, а также к проведению испытаний на виброустойчивость, вибропрочность и циклическую прочность.

1.1.5. Расчеты на прочность оборудования и трубопроводов на стадиях сооружения и эксплуатации должны проводиться в следующих случаях: