РД 95 10547-99, Р-ТПР-01-99 Руководство по применению концепции безопасности "течь перед разрушением" к трубопроводам АЭУ

     5.3 Расчетные Процедуры

5.3.1. В соответствии с общей процедурой расчета должно быть продемонстрировано, что постулированная сквозная трещина является стабильной при максимальной расчетной/аварийной нагрузке (МРН), например, в режиме НУЭ+МРЗ. Анализ стабильности трещины при МРН базируется на использовании результатов определения напряженного состояния для всей системы трубопроводов, минимальных свойств материала и верифицированных методов нелинейной механики разрушения: (i) консервативных инженерных методов (предельная пластическая нагрузка и концепция локального напряжения течения); (ii) более усложненных методов упругопластической механики разрушения (двухпараметрическая процедура R6/3, -метод и др.). Оценка скорости истечения теплоносителя через сквозную трещину при нормальной эксплуатации на полной мощности выполняется с использованием методов термогидравлического анализа и базируется на результатах определения напряженного состояния, а также площади раскрытия трещины, рассчитанной с использованием методов механики разрушения и верхних огибающих свойств материала.

5.3.2. В соответствии с процедурой Siemens, анализ усталостного роста начального поверхностного дефекта (глубиной, , и длиной, ) должен продемонстрировать, что (а) начальный дефект не достигнет критического размера и не превратится в сквозную трещину в течение проектного срока эксплуатации установки, и (б) сквозная трещина, образовавшаяся в течение многократно увеличенного срока эксплуатации, будет стабильна и надежно выявлена установленной системой контроля течи.

5.3.3. Начальный размер дефекта определяют либо по результатам анализа данных неразрушающего контроля металла, либо устанавливают консервативно на начало эксплуатации: и (где обозначает толщину стенки рассматриваемого элемента), но не менее 4x20 мм и не более 10x50 мм.

5.3.4. Для рассматриваемых элементов на каждой стадии расчетного анализа стабильности трещин, скорости истечения теплоносителя и докритического роста трещины должны использоваться только аттестованные или верифицированные методы и программы расчета.

5.3.5. Расчетными критериями применимости концепции ТПР служат коэффициенты запаса на способность системы контроля течи обнаружить истечение теплоносителя, на размер выявляемой трещины и максимальную расчетную нагрузку (МРН). Эти коэффициенты либо предписаны (процедура NUREG-1061), либо должны быть определены расчетом с последующей оценкой их достаточности (процедура Siemens). В последнем случае для оценки резервных коэффициентов запаса выполняется анализ чувствительности полученных результатов к неопределенности входных параметров.

Предписанные коэффициенты запаса по процедуре NUREG-1061 (рис.1) составляют:

- коэффициент 10 на чувствительность системы контроля течи;

- запас 2 на длину постулируемой сквозной трещины (отношение к );

- запас 1.4 на максимальную расчетную нагрузку (стабильность постулируемой сквозной трещины при нагрузке 1,4хМРН). Этот запас снижается до 1.0, если максимальные динамические нагрузки определяются по методу абсолютного суммирования.

Рекомендованные коэффициенты запаса по процедуре Siemens (рис.2) составляют:

- коэффициент не менее 5 на чувствительность системы контроля течи;

- запас 2 на длину начальной трещины течи (отношение к , где );

- запас 2 на длину постулируемой сквозной трещины (отношение к ).

Если эти запасы не могут быть удовлетворены, концепция ТПР в ее расчетной части считается не применимой к анализируемым системам трубопроводов.

Диаграмма для расчетной части концепции ТПР в соответствии с процедурой NUREG-1061 (аналог - методика М-ТПР-01-93) показана на рис.1. Диаграмма для расчетной процедуры ТПР в соответствии с процедурой Siemens (аналог - методика М-ТПР-РУММ-01-97) показана на рис.2. Используемые методы и критерии даны на рис.3.