4.2. Активная зона
4.2.1. Назначение и проектные основы.
В подразделе следует описывать назначение и проектные основы каждой активной зоны, загружаемой в реакторы судна в течение срока его службы, и ее элементов, основные характеристики активной зоны. Необходимо представлять перечень НД, требованиям которых удовлетворяет активная зона и ее элементы.
Следует приводить анализ соответствия активной зоны и ее элементов требованиям действующих НД по безопасности, а также требованиям технического задания на активную зону.
4.2.1.1. Материалы.
Необходимо представлять перечень НД, регламентирующих требования к применяемым материалам.
4.2.1.1.1. Конструкционные материалы.
Следует представлять информацию:
- об аттестации конструкционных материалов элементов активных зон или анализе опыта их эксплуатации в аналогичных условиях;
- об изменениях механических и теплофизических свойств в зависимости от флюенса нейтронов, температуры, времени, исходного состояния металла;
- о допустимых напряжениях и деформациях, в том числе с учетом циклических нагружений;
- о коррозионной стойкости с учетом влияния химического состава среды, исходного состояния металла, температуры, времени, флюенса нейтронов, паросодержания, особенностей теплосъема. Приводить доказательство стойкости к межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением, питтингу, стойкости в дезактивирующих растворах;
- о радиационной ползучести, распухании, формоизменении в зависимости от температуры, флюенса нейтронов, времени облучения, исходного состояния металла;
- о совместимости материалов (химическом и металлургическом взаимодействии) при контакте друг с другом при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации и авариях.
4.2.1.1.2. Сварка.
Необходимо представлять информацию:
- о видах применяемой сварки в соответствии с перечнем НД, регламентирующих требования к сварке;
- об опыте эксплуатации сварных соединений или их испытаниях в аналогичных условиях;
- об отличиях механических и коррозионных свойств сварных соединений по сравнению с основным металлом в условиях нормальной эксплуатации, при нарушениях нормальной эксплуатации и авариях.
4.2.1.1.3. Ядерное топливо.
Следует представлять информацию:
- о химическом составе, геометрических размерах, обогащении, плотности, загрузке (в том числе по делящимся изотопам), неравномерности распределения ЯТ, методах контроля, метрологической аттестации средств контроля;
- о допустимой глубине выгорания (анализ опыта эксплуатации);
- об объемных, линейных и фазовых изменениях, изменениях плотности, теплоемкости, теплопроводности, механических свойствах, газовыделении в ЯТ в зависимости от выгорания, температуры, термоциклирования, флюенса нейтронов;
- о совместимости с материалом оболочки, массопереносе, влиянии продуктов деления на стойкость конструкционных материалов;
- о поведении в аварийных ситуациях (разгерметизация твэлов, контакт с теплоносителем, повышение температуры);
- об экспериментальном обосновании информации о топливе (перечень расчетов и отчетов).
4.2.1.1.4. Поглощающие материалы.
Необходимо представлять информацию:
- о химическом составе, геометрических размерах (гранулометрическом составе), обогащении по поглощающим изотопам, плотности, методах контроля, метрологической аттестации методов контроля;
- о допустимом выгорании поглощающих изотопов (анализ опыта эксплуатации);
- об объемных, линейных и фазовых изменениях поглотителя, газовыделении, изменениях механических свойств, тепловыделения, теплопроводности, плотности в зависимости от времени, выгорания, температуры, флюенса нейтронов;
- о совместимости с материалом оболочки (покрытия);
- о поведении в аварийных условиях (разгерметизация твэлов, контакт с теплоносителем, повышение температуры);
- перечень расчетов и отчетов об экспериментальном обосновании информации о поглощающих материалах.
4.2.2. Описание конструкции и чертежи.
Следует представлять описание конструкции и чертежи общих видов или рабочие сборочные чертежи элементов активной зоны (ТВС, твэлов, рабочих органов систем управления и защиты, СВП, источников нейтронов и др.), показывающие взаимное расположение, размеры, шаг решетки твэлов и ТВС, допуски, зазоры, способы герметизации элементов, их крепления и ориентации.
Необходимо представлять картограмму загрузки активной зоны, информацию о загрузке ЯТ.
4.2.3. Следует представлять анализ выполнения требований Общих положений безопасности ЯЭУ судов и Правил безопасности ЯЭУ судов к активной зоне.
Необходимо приводить проектные пределы (эксплуатационные, пределы безопасной эксплуатации, пределы, установленные для проектных аварий). Для всех устанавливаемых пределов следует представлять допустимые погрешности измерений при контроле параметров или погрешности расчетов.
Следует приводить эксплуатационные характеристики активной зоны при маневренных режимах.
Теплотехнические, нейтронно-физические и прочностные анализы расчетов безопасности активной зоны должны учитывать:
- вибрационные характеристики элементов активной зоны в потоке теплоносителя, наличие резонансов;
- внутреннее и внешнее давление на оболочки твэлов, СВП, напряженно-деформированное состояние оболочек;
- коррозионные и эрозионные повреждения, образование водорода и гидридов, коррозионные отложения на оболочках;
- причины и последствия несоответствия между мощностью реактора и параметрами теплоносителя;
- изменения геометрических размеров и формы элементов активной зоны за счет облучения, ползучести, изменений температуры, заклиненных органов СУЗ;
- взаимодействие топлива с оболочкой (механическое, химическое), в том числе при разгерметизации твэлов и контакте топлива с теплоносителем;
- стойкость защитных покрытий;
- вероятность и ожидаемые размеры разгерметизации твэлов и СВП при НУЭ, аварийных ситуациях и проектных авариях;
- выделение энергии и возможные химические реакции при разгерметизации твэлов;
- выделение энергии и результирующий импульс давления при разрыве оболочки твэлов с заполнением твэлов водой и попаданием осколков топлива в теплоноситель;
- возможные отказы твэлов, СВП в случае снижения или прекращения циркуляции теплоносителя.
4.2.4. Управление, контроль и испытания.
Необходимо представлять и обосновывать перечень контролируемых параметров активной зоны и ее элементов, в котором приводить критерии целостности оболочек твэлов и ТВС, периодичность контроля, диапазоны измерений параметров, допустимые погрешности измерений, динамические характеристики каналов измерений. Следует представлять краткое описание СУЗ, системы диагностики, а также характеристики параметров (уставки), по которым срабатывает АЗ. Более подробная информация должна представляться в разделе 7 ООБ, о чем следует давать соответствующую ссылку.
Следует описывать программы и методики испытаний активной зоны и ее элементов, методы неразрушающего и разрушающего контроля и испытаний, подтверждающих расчетные характеристики элементов активной зоны; представлять перечень примененных НД, определяющих требования к объему и методикам контроля и испытаний. Необходимо представлять программы входного контроля элементов активной зоны, межведомственных испытаний активной зоны и приемный акт межведомственной комиссии, перечень ядерно-опасных работ с активной зоной и ее элементами.
4.2.5. Обеспечение качества.
Следует представлять на этапе проектирования основные положения программы обеспечения качества активной зоны и отчета о выполнении программы или давать ссылку на раздел 17 ООБ, в котором должна представляться подробная информация о программе качества.
4.2.6. Оценка проекта активной зоны.
Необходимо приводить оценку безопасности по критериям, принятым для активной зоны. В случае невыполнения каких-либо критериев или недостаточности представленных доказательств их выполнения следует указывать технические и (или) организационные мероприятия, которые необходимо проводить для их выполнения, доказывать, что при проведении этих мероприятий критерии будут выполняться, представлять график проведения мероприятий или представления недостающей информации.