РБ-057-10 Положение о проектировании и изготовлении тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым (МОКС) топливом

II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТВЭЛОВ И ТВС

Общие положения

5. Проектирование (разработка) твэлов, ТВС и их составных частей в общем случае предусматривает:

- разработку ТЗ на ОКР;

- проведение ОКР, включающей разработку технической документации (КД и ТД), изготовление и испытание опытных образцов, приемку результатов ОКР;

- постановку на производство, включающую подготовку и освоение производства, изготовление установочной серии и квалификационные испытания.

6. При проектировании твэлов, ТВС и их составных частей учитываются исходные требования к РУ, АЗ и ее составным частям (системе управления и защиты, ее рабочим органам, поглощающим элементам, источникам нейтронов, измерительным твэлам и т.д.), которые устанавливаются ТЗ на ОКР.

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.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы

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 твзлов, накоплению повреждений в оболочке, разгерметизации оболочки и отказу твэла, относятся:

- перегревы оболочки твэла вследствие ее окисления и отложения продуктов коррозии, а также локальных неравномерностей охлаждения твэлов;

- термомеханические напряжения, обусловленные градиентом температур и различными коэффициентами термического расширения топливного сердечника и оболочки;

- термомеханические воздействия вследствие асимметрии температурных полей из-за неравномерности нейтронного потока и несимметричности теплосъема;

- фрикционное взаимодействие топливного сердечника и оболочки;

- коррозионные и фреттинг-коррозионные воздействия со стороны теплоносителя;

- механическое воздействие на оболочку распухающего топливного сердечника;

- давление газообразных продуктов деления под оболочкой твэла;

- коррозионное воздействие со стороны агрессивных по отношению к оболочке продуктов деления;

- нейтронное облучение, приводящее к изменению механических свойств и структуры материалов.

13. При конструировании твэлов и их составных частей учитывается следующее.

Для режима нормальной эксплуатации и переходных процессов:

- распределение температуры внутри оболочки твэла, теплопередача между таблеткой и оболочкой, распределение температуры в топливе;

- изменение структуры топлива;

- взаимодействие таблетки с оболочкой твэла;