Требования к номинальным допускаемым напряжениям

I. Назначение и область применения

1. Настоящие федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Требования к обоснованию прочности корпуса блока реакторного, оборудования, трубопроводов
и внутрикорпусных устройств ядерной энергетической установки со свинцовым теплоносителем» (НП-108-21) (далее – Правила) разработаны в соответствии с Федеральным законом от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии», Положением о разработке и утверждении федеральных норм и правил в области использования атомной энергии, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 1 декабря 1997 г. № 1511 (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, № 49, ст. 5600; 2012, № 51, ст. 7203).

2. Настоящие Правила предназначены для ядерных энергетических установок со свинцовым теплоносителем и устанавливают требования к обоснованию прочности оборудования, трубопроводов, внутрикорпусных устройств, корпуса блока реакторного, а также их составных частей, находящихся в постоянном или периодическом контакте со свинцовым теплоносителем и (или) защитным газом до первой отсечной арматуры или гидрозатвора от корпуса блока реакторного, а также оборудования
и трубопроводов второго паро-водяного контура от парогенератора до второй со стороны парогенератора арматуры (отсечной или обратной).

3. Требования настоящих Правил распространяются на элементы и их составные части, подверженные проектным нагружающим воздействиям и подпадающие под действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Правила устройства и безопасной эксплуатации корпуса блока реакторного, оборудования, трубопроводов и внутрикорпусных устройств ядерных энергетических установок со свинцовым теплоносителем» утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомномунадзору от 2020 г. № (зарегистрирован Минюстом России ______ 20г. регистрационный.№__________) (далее − НП-107-21), для которых:

проектирование (конструирование), изготовление, монтаж, ввод
в эксплуатацию и эксплуатация должны выполняться согласно требованиям НП-107-21;

температура при нормальной эксплуатации и нарушении нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, не превышает:

* 650°С для металлических элементов;

* 700°С для бетонных элементов (бетонного наполнителя).

4. Требования настоящих Правил обязательны для исполнения эксплуатирующими организациями, а также организациями, выполняющими работы и предоставляющими услуги в области использования атомной энергии.

II. Требования к обоснованию прочности металлических элементов

Общие положения

5. Требования настоящей главы распространяются на оборудование, трубопроводы, внутрикорпусные устройства, а также на металлические обечайки, оболочки и иные металлические составные части КБР (далее – МЭ) (список сокращений и условных обозначений приведен в приложении
№ 1 к настоящим Правилам), кроме металлической арматуры бетона.

6. Расчетами на прочность должно быть обосновано, что в течение проектного срока службы в МЭ не будут достигнуты следующие предельные состояния (термины и определения приведены в приложении № 2 к настоящим Правилам):

а) кратковременное разрушение (без учета влияния длительности нагружения);

б) разрушение в условиях ползучести при статическом нагружении;

в) возникновение пластической деформации по всей площади какого-либо из возможных сечений либо только по части площади сечения, но по всей толщине стенки МЭ (или его компонента);

г) возникновение макротрещины при циклическом нагружении (при наличии ползучести или без нее)[1];

д) потеря устойчивости (при наличии ползучести или без нее);

е) накопление предельно допустимой деформации ползучести;

ж) достижение предельных изменений формы и (или) размеров;

з) накопление предельно допустимой вязко-пластической деформации[2];

и) накопление предельно допустимой пластической деформации[3],

с учётом коэффициентов запаса, установленных в следующих стандартах Госкорпорации «Росатом»:

СТО 95 12047-2019, утвержденного приказом Госкорпорации «Росатом» от 5 декабря 2019 г. № 1/1350-П-дсп (далее – СТО 95 12047-2019);

СТО 95 12048-2019, утвержденного приказом Госкорпорации «Росатом» от 10 декабря 2019 г. № 1/1374-П-дсп (далее - СТО 95 12048-2019);

СТО 95 12049-2019, утвержденного приказом Госкорпорации «Росатом» от 4 декабря 2019 г. № 1/1344-П-дсп (далее – СТО 95 12049-2019).

7. При проведении расчетов на прочность МЭ должны быть учтены нагружающие процессы и воздействия (включая перечисленные в пункте 8 настоящих Правил), влияющие по отдельности или в совокупности на достижение предельного состояния МЭ.

8. В расчете на прочность МЭ должны учитываться:

воздействие температур и нейтронных потоков на свойства материалов и на нагружение МЭ;

упругое или упругопластическое деформирование металла в зависимости от значений напряжений и температуры;

термическая ползучесть металла при температуре, равной или превышающей значение T _t, установленное стандартом Госкорпорации «Росатом» СТО 95 12040-2019, утвержденного приказом Госкорпорации «Росатом» от 5 декабря 2019 г. № 1/1351-П-дсп (далее - СТО 95 12040-2019);

влияние свинцового теплоносителя и газовой среды на прочность МЭ;

радиационная ползучесть и радиационное распухание металла в зависимости от уровня нейтронного облучения.

9. Расчет на прочность должен включать в себя расчет по выбору основных размеров и поверочный расчет, выполняемые с учетом предельных состояний, указанных в пункте 6 настоящих Правил. При обосновании прочности МЭ должны выполняться требования, установленные настоящими Правилами как для расчета по выбору основных размеров, так и для поверочного расчета.

10. В расчете на прочность должны применяться значения физических и механических характеристик основного металла и сварных соединений в соответствии с требованиями СТО 95 12040-2019, а также консервативным образом учитываться их изменения в процессе эксплуатации вследствие высокой температуры, особенностей деформирования, облучения и распухания металла, воздействия теплоносителя или газовой среды, а также их совместного влияния.

При отсутствии необходимых данных в указанном стандарте должны использоваться характеристики конструкционных материалов, обоснованные в соответствии с требованиями НП -107-21.

Требования к номинальным допускаемым напряжениям

11. Номинальные допускаемые напряжения при температуре Т, используемые в расчетах на прочность, должны определяться по временному сопротивлению, пределу текучести и пределу длительной прочности материала МЭ с учетом их изменений в процессе эксплуатации:

для компонентов МЭ, кроме болтов и шпилек:

[σ] = min { R^T_m/n_m; R^T_{p 0,2}/ n _0,2 } при Т ниже T_t,

[σ] = min{ R^T_m/n_m; R^T_{p 0,2}/ n _0,2; R^T_mt/n_mt } при Т, равной или выше T_t,

для болтов или шпилек:

[σ]_W = R^T_{p 0,2}/n_0,2 от действия давления и усилия затяга при температуре болтов и шпилек ниже T_t,

[σ]_Wt = min { R^T_{p 0,2}/ n _0,2 ; R^T_mt/n_mt } от действия давления при температуре болтов и шпилек равной или выше T_t,