Об утверждении федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Основные требования к обоснованию прочности и термомеханического поведения тепловыделяющих сборок и тепловыделяющих элементов в активной зоне водо-водяных энергетических реакторов" (с изменениями на 17 января 2017 года)

X. Расчет на циклическую прочность

47. Расчет ТВС на циклическую прочность должен выполняться на стадии проектирования ТВС для обоснования недостижения всеми элементами конструкции ТВС предельного состояния, указанного в подпункте "г" пункта 18 настоящих Основных требований, к концу срока службы ТВС.

48. Если на стадии эксплуатации ТВС возникли повышенные по сравнению с проектными нагрузки или ожидается превышение количества циклов нагружения ТВС по сравнению с проектными значениями, дальнейшая эксплуатация ТВС может быть продолжена только после подтверждения выполнения приведенного в пункте 53 настоящих Основных требований условия циклической прочности с учетом указанных отклонений от проектных значений.

49. Расчет ТВС на циклическую прочность должен выполняться на основе результатов предварительно выполненных расчетов напряженно-деформированного состояния ТВС и ее конструктивных элементов для всех проектных режимов эксплуатации. Формирование расчетных циклов (полуциклов) изменения напряжений для расчета на циклическую прочность должно выполняться с учетом методов расчета приведенных местных условных упругих напряжений (в зависимости от используемой теории прочности).

50. Определение допускаемого числа циклов по заданным амплитудам приведенных напряжений или допускаемых амплитуд приведенных напряжений для заданного числа циклов должно проводиться:

а) по расчетным кривым усталости, характеризующим в пределах их применения зависимость между допускаемыми амплитудами напряжений (или условных напряжений при наличии пластических деформаций) и допускаемыми числами циклов;

б) по формулам, связывающим допускаемые амплитуды напряжений и допускаемые числа циклов.

51. Расчетные кривые усталости должны учитывать деградацию материала под облучением в температурном диапазоне эксплуатации ТВС, скорость деформаций, влияние теплоносителя, асимметрию циклов нагружения и должны быть построены с учетом коэффициентов запаса прочности по числу циклов и по напряжениям.

52. Амплитуда эксплуатационного напряжения во всех элементах ТВС не должна превышать допускаемую амплитуду напряжения [], получаемую для заданных числа циклов и максимального напряжения цикла []. Если заданы амплитуда напряжения и максимальное напряжение цикла, то эксплуатационное число циклов не должно превышать допускаемого числа циклов [].

53. Суммарное повреждение металла элемента конструкции ТВС за счет циклически повторяющихся нагрузок для всей совокупности проектных режимов должно определяться по зависимости:

a = .

Для всех элементов конструкции ТВС к концу срока службы ТВС до проектных значений выгорания топлива максимальное по объему конструкции суммарное повреждение металла а не должно превышать единицу.

54. Для сварных соединений ТВС должен учитываться коэффициент снижения циклической прочности, уменьшающий допускаемое количество циклов нагружения металла сварных соединений по сравнению с допускаемым количеством циклов нагружения основного металла [].

55. В случае, когда низкочастотные циклические напряжения, вызываемые пуском, остановом, изменением мощности, функционированием аварийной защиты реактора или другими режимами, сопровождаются наложением высокочастотных напряжений, в том числе, вызванных вибрацией, пульсацией температур при перемешивании потоков теплоносителя с различной температурой, расчет ТВС на циклическую прочность следует проводить с учетом особенностей суммирования повреждений от низкочастотных и высокочастотных нагружений.

56. Оценка циклической прочности на основе кривых усталости, полученных экспериментальным путем для рассматриваемых условий нагружения и состояния металла конструкции ТВС, или по результатам испытаний опытных образцов или их моделей, спроектированных и изготовленных в соответствии с требованиями, предъявляемыми к штатным ТВС, должна быть обоснована в проекте РУ и приведена в ООБ.

57. Значения коэффициентов запаса циклической прочности и должны быть:

- не менее 10;

     
- не менее 2.

58. Нагрузки на ТВС от динамических воздействий должны учитываться при расчете ТВС на циклическую прочность, если к концу срока службы ТВС максимальное суммарное накопленное повреждение металла элемента конструкции ТВС в режимах НЭ и ННЭ за счет циклически повторяющихся нагрузок превысит величину 0,8.

59. При обосновании циклической прочности ТВС должны применяться расчетные кривые усталости материалов (или зависимости, связывающие допускаемую амплитуду напряжений и допускаемое число циклов), коэффициенты снижения циклической прочности для сварных соединений, а также методы формирования расчетных циклов (или полуциклов) напряжений, установленные документом по стандартизации.