5. "НП-023-2000. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии. Требования к отчету по обоснованию безопасности ядерных энергетических установок судов" (утв. Постановлением Госатомнадзора РФ от 28.12.2000 N 15)

В разделе рассматриваются вопросы безопасности функционирования первого контура и сохранения его целостности при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных ситуациях и после постулированных исходных событий, не связанных с разгерметизацией первого контура. Герметичный первый контур представляет собой следующий за оболочкой твэлов барьер, ограничивающий распространение РВ.

Первый контур реализует перенос тепла от активной зоны к рабочей среде второго контура и включает в себя реактор, ЦНПК, ПГ, трубопроводы (если они есть), соединяющие перечисленные элементы.

Достоверность информации, приведенной в разделе, должна подтверждаться включенными в ООБ результатами анализов безопасности. Информация должна быть достаточно полной, и все необходимые анализы безопасности выполнены.

Следует представлять информацию об элементах первого контура и связанных с ним системах и показывающую, что система первого контура удовлетворяет требованиям НД, в том числе Основным положениям обеспечения безопасности ЯЭУ судов и Правилам ядерной безопасности ЯЭУ судов.

Необходимо приводить перечень документов технического проекта, на основе которых написан раздел.

В разделе следует рассматривать элементы и системы, входящие в состав первого контура и связанные с ним системы:

- основной циркуляционный тракт теплоносителя;

- системы (или части систем), связанные с основным циркуляционным трактом, в пределах границы давления первого контура:

- корпус и крышка реактора;

- системы, обеспечивающие нормальное функционирование основного циркуляционного тракта первого контура:

- компенсации давления;

- нормального расхолаживания реактора;

- аварийного расхолаживания и аварийного охлаждения активной зоны;

- газа высокого давления;

- второго, третьего и четвертого контуров;

- предотвращения переопрессовки первого контура и ПГ;

- очистки теплоносителя;

- вспомогательные системы:

- подпитки первого контура;

- воздухоудаления, отбора проб и дренажа;

- загрузки, выгрузки сорбентов фильтра активности;

- ввода жидкого поглотителя;

- обнаружения неплотности в оборудовании первого контура;

- арматура первого контура;

- крепления и компенсаторы температурных расширений протяженных магистралей.

Разделительные элементы (опоры, амортизаторы, ограничители перемещений и т.д.) между элементами первого контура и судовыми (фундаментными) конструкциями рассматриваются в составе каждой системы.

Примечание. Полный набор систем и элементов определяется конкретным проектом.

5.1.1. Первый контур и связанные с ним системы.

В подразделе необходимо показывать, как выполняется основная функция безопасности первого контура - отвод тепла от активной зоны достаточным количеством теплоносителя надлежащего качества при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, проектных авариях с соблюдением эксплуатационных пределов и пределов безопасности, в том числе пределов повреждения оболочек твэлов, и приводить перечень постулированных исходных событий.

Необходимо представлять:

- информацию о конструкции, результатах анализа безопасности систем и элементов первого контура;

- описание и назначение первого контура, его основных элементов и связанных с ним систем. В описании следует выделять элементы, выполняющие самостоятельные функции, а также функции безопасности каждого элемента и системы;

- таблицы расчетных и рабочих (эксплуатационных) характеристик;

- принятые в проекте критерии и принципы безопасности;

- ссылки на ведомости проекта систем и элементов первого контура;

- информацию о проведенных при проектировании расчетах, перечень экспериментальных работ и анализ результатов экспериментов;

- ссылки на другие разделы ООБ, в которых приведены более подробные требования к отдельным системам и элементам первого контура;

- описание всех установленных на трубопроводах и оборудовании элементов для восприятия нагрузок, возникающих при морском волнении, статическом крене, дифференте и других внешних воздействиях;

- сведения о том, что проектом предусмотрено получение оператором информации;

- о нарушениях условий нормальной эксплуатации первого контура;

- о достижении эксплуатационных пределов и (или) пределов безопасной эксплуатации или текущих значений параметров.

В подразделе показывать, что:

- проектом предусмотрен контроль температуры, давления в первом контуре и уровня в компенсаторах объема при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных ситуациях и проектных авариях;

- все системы и элементы первого контура проектировались с учетом возможности выдерживать в течение всего срока эксплуатации неблагоприятные условия окружающей среды (давление, температура, влажность, радиация, качка, ударные нагрузки и т.д.), возникающие при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных ситуациях, проектных авариях и их последствиях;

- имеется возможность дренажа радиоактивного теплоносителя при отсутствии (наличии) застойных зон, возможности заполнения водой и газоудаления из системы. Показывать, что первый контур спроектирован так, что обеспечивается доступ к оборудованию для проведения дезактивации, инспекций, работ по техническому обслуживанию и ремонту, а дозы облучения персонала не превышают установленных проектом пределов.

5.1.2. Принципиальная технологическая схема.

Следует представлять принципиальную технологическую схему первого контура с указанием границы первого контура и всех основных элементов, величин рабочего давления, температур, расходов и объема теплоносителя в стационарном режиме работы установки на полной мощности. На схеме должны указываться все подключенные к первому контуру системы, способы подключения и отключения их от первого контура. Это важно для систем с нерадиоактивными средами и систем с меньшим, чем в первом контуре, рабочим давлением.

Необходимо представлять трассировку трубопроводов в пределах реакторного отсека в изометрическом изображении.

5.1.3. Система газа высокого давления.

Приводить значения основных параметров, при которых включаются в работу основные и резервные группы, их характеристики и эффективность при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации и аварийных ситуациях. Указывать резервирование элементов систем и запасов газа, а также, в случаях потери газа, - состояние системы при проектных авариях. Информацию приводить по схеме, указанной в п. 5.2.2.

5.1.4. Схема КИП и аппаратуры.

Представлять схему КИП и аппаратуры первого контура и связанных с ним неотключаемых систем, находящихся в зоне давления первого контура. Приводить перечень аппаратуры КИП для измерений давления, температуры, расхода, уровня, химического состава воды и газа, а также контроля расхода воды и герметичности первого контура с указанием класса точности приборов.

5.1.5. Чертежи общего вида системы первого контура.

Представлять чертежи общего вида с указанием взаимного расположения оборудования и основных размеров элементов первого контура, относительно опорных и окружающих конструкций, на которых показано обеспечение возможности обслуживания и инспекций. Если проектом предусмотрена биологическая защита, ее следует показывать.

В подразделе необходимо представлять обоснование принятых в проекте мер по обеспечению прочности и плотности оборудования и трубопроводов первого контура.

Следует показывать, что все оборудование и трубопроводы выдерживают без разрушения статические и динамические нагрузки.

5.2.1. Соответствие нормам и правилам.

Необходимо представлять таблицу, показывающую соответствие требованиям норм и правил, надзор за соблюдением которых осуществляет Госатомнадзор России.

5.2.2. Система защиты первого контура от превышения давления.

Следует представлять перечень элементов, выполняющих функции защиты от превышения давления в первом контуре.

В подразделе следует перечислять все меры и способы защиты систем первого контура от превышения давления сверх проектных пределов при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, аварийных ситуациях и проектных авариях.

Необходимо приводить ссылки на другие разделы ООБ, в которых следует описывать отдельные системы и элементы, обеспечивающие защиту первого контура от разрушения. Информацию об отдельных системах следует давать по схеме, приведенной в разделе "Общие положения".

5.2.2.1. При обосновании безопасности необходимо показывать, какие технические меры приняты для уменьшения вероятности разрыва трубопроводов, поломки оборудования с отрывом деталей.

При этом необходимо приводить:

5.2.2.1.1. Критерии разрушения трубопроводов.

Данные о потенциально возможных местах концентраций напряжений разрыва трубопроводов, а также зоны, где существует потенциальная опасность нанесения ущерба смежному оборудованию, важному для безопасности.

Для низкотемпературного режима приводить данные проекта, подтверждающие, что давление в элементах первого контура при низких температурах (ниже рабочей) ограничивается такими значениями, при которых исключается хрупкое разрушение, или давление соответствует тому уровню напряжений, которое допускается для данного уровня температур.

5.2.2.1.2. Анализ последствий разрушения трубопроводов.

В подразделе должны представляться результаты анализа последствий разрушений трубопроводов, в которых рассматривать воздействия на смежное оборудование:

- температурные, давления, струй воды и пара на разрушенный трубопровод и на присоединенные к нему агрегаты;

- нагрузок от кинетической энергии струй на смежное оборудование и трубопроводы, обусловленные выбросом воды и пара;

- реактивных нагрузок, приводящих к вибрации и биению труб, в которых имеется разрушение;

- повреждений, наносимых летящими телами;

- влажности и радиации;

- затопления оборудования, важного для безопасности.

В случае применения концепции "Течь перед разрушением" указывать, для каких трубопроводов она применяется, и давать ссылку на документ, обосновывающий ее применение.

5.2.2.1.3. Защита от последствий разрушения трубопроводов.

Необходимо излагать методы, использованные в проекте для физического разделения трубопроводов и ограничениях перемещений с целью доказательства того, что:

- разрыв одного трубопровода первого контура не ведет к разрыву другого, который необходим для смягчения последствий аварии;

- разрыв трубопровода, не относящегося к первому контуру, не является причиной аварии с потерей теплоносителя;

- разрыв трубопровода первого контура не вызовет разрушение защитной оболочки;

- выброс теплоносителя не препятствует работе на постах управления и не мешает системам, используемым для ликвидации последствий аварии.

5.2.2.2. Необходимо приводить:

- описание способов защиты первого контура от превышения давления;

- результаты расчетов этих нагрузок и результирующих напряжений;

- результаты анализа, показывающие влияние на характеристики системы изменений режимов эксплуатации, параметров и рабочих характеристик оборудования.

5.2.2.3. Испытания и проверки.

Указывать испытания и проверки, которые должны выполняться до начала эксплуатации, во время пуска РУ для подтверждения функциональных характеристик и в процессе эксплуатации.

5.2.3. Материалы первого контура.

Следует представлять данные, подтверждающие, что материалы, методы изготовления и контроля элементов зоны давления первого контура отвечают требованиям норм и правил, действующих в атомном судостроении.

5.2.3.1. ТУ на материалы.

Представлять перечень технических условий на ферритные и аустенитные нержавеющие стали, цветные металлы, в том числе титановые (если они применяются), из которых изготовляются элементы первого контура, включая крепеж, а также сварочные и наплавочные материалы.

Необходимо показывать, каким образом при выборе материала первого контура учитываются перечисленные ниже свойства материалов, в значительной мере влияющие на обеспечение целостности границы давления:

- химическая совместимость с теплоносителем;

- совместимость с материалом контактирующих с контуром давления элементов (теплоизоляция, опоры, покрытия, детали узлов уплотнения и т.д.);

- циклическая и длительная прочности и ползучесть;

- коррозионные (включая коррозию под напряжением), коррозионно-циклические и эрозионные характеристики;

- радиационные повреждения (для сталей, подвергающихся нейтронному облучению);

- стойкость к образованию трещин;

- сопротивление хрупкому разрушению;

- технологичность в производстве;

- активация под действием облучения;

- поведение в аварийных ситуациях.

Следует приводить данные о наличии в используемых сталях химических элементов, неблагоприятно влияющих на их эксплуатационные характеристики (например, содержание кобальта в никельсодержащих сталях; меди, никеля и фосфора в корпусной стали; углерода, серы, фосфора и кремния в углеродистых сталях и т.д.), а также о мерах по ограничению применения таких материалов.

5.2.3.2. Совместимость конструкционных материалов с теплоносителем первого контура.

Представлять следующую информацию, относящуюся к совместимости теплоносителя первого контура с конструкционными материалами и внешней теплоизоляцией зоны давления:

- химический состав теплоносителя первого контура со ссылкой на соответствующий нормативный документ и указанием ожидаемых изменений химического состава при различных режимах работы реактора, предельно допустимого содержания хлоридов, фтористых соединений, кислорода, водорода и растворимых продуктов коррозии;

- совместимость конструкционных материалов с теплоносителем первого контура с указанием перечня конструкционных материалов, соприкасающихся с теплоносителем первого контура, и описанием совместимости материалов с теплоносителем, примесями и продуктами радиолиза, с которыми они могут оказаться в контакте. Если с теплоносителем первого контура соприкасаются неметаллические материалы, то давать описание совместимости этих материалов с теплоносителем;

- совместимость конструкционных материалов с внешней теплоизоляцией первого контура с указанием перечня конструкционных материалов первого контура, имеющих теплоизоляцию, и описанием их совместимости с внешней теплоизоляцией, особенно в случае утечки теплоносителя. Представлять информацию о неметаллической теплоизоляции аустенитной нержавеющей стали, показывающую, будет ли концентрация хлоридов, фтористых соединений, натрия и силикатов в теплоизоляции находиться в допустимых пределах, приводить обоснование этих пределов.

5.2.3.3. Изготовление и обработка элементов из углеродистых сталей.

Приводить информацию об изготовлении и обработке углеродистых и низколегированных сталей, в частности:

- выполнение технологического процесса изготовления полуфабрикатов и изделий в соответствии с сопроводительной документацией;

- описание операций неразрушающего контроля всех элементов, находящихся в зоне давления первого контура. Давать ссылку на ПОК.

5.2.3.4. Изготовление и обработка аустенитных нержавеющих сталей.

Приводить информацию об изготовлении и обработке изделий из аустенитных нержавеющих сталей, используемых в элементах первого контура:

- об особенностях технологического процесса обработки изделий (ковка, сварка, термообработка), предотвращающих растрескивание вследствие коррозии под напряжением, а также ограничения по ферритной фазе. Указывать методы контроля, применяемые при изготовлении и позволяющие обнаруживать в изделиях коррозию под напряжением;

- о контроле технологических процессов в целях уменьшения контакта со средами, способными вызвать коррозию под напряжением. Меры защиты поверхности элементов от загрязнений и повреждений, способствующих коррозионному растрескиванию (от этапа изготовления до окончания монтажа);

- о характеристиках и механических свойствах деформированных в холодном состоянии аустенитных нержавеющих сталей для элементов первого контура и допустимой степени их деформации;

- о мерах предотвращения горячего растрескивания во время сварки и сборки. Указывать требования к сварочным материалам. Показывать соответствие технологии сварки, включая ремонт швов и контроль (в том числе аттестацию сварщиков), требованиям норм и правил, действующих в атомном судостроении;

- об операциях неразрушающего контроля элементов первого контура, давать ссылку на программу контроля качества.

5.2.3.5. Связи со вторым контуром.

Необходимо приводить:

- технически возможное количество теплоносителя, перетекающего во второй контур при межконтурной течи в ПГ;

- минимальный объем воды и максимальный объем пара в ПГ при нормальной эксплуатации.

5.2.3.6. Эксплуатационные проверки и испытания первого контура.

Следует приводить описание программы эксплуатационного контроля и испытаний элементов первого контура. Описание должно содержать:

- границы систем, подвергающихся контролю, включая опоры и элементы крепления;

- расположение систем и элементов с учетом обеспечения доступа для их контроля;

- способы и методы контроля;

- периодичность контроля;

- требования программы эксплуатационного контроля;

- способы оценки результатов контроля;

- периодичность и порядок гидравлических испытаний (на прочность и плотность).

Указывать специфику эксплуатационных проверок и испытаний отдельных элементов первого контура и давать ссылки на соответствующие разделы проекта.

5.2.4. Определение течей через границы давления первого контура.

Описывать систему определения течей в соответствии со схемой, приведенной в п. 5.2.2.

Представлять описание применяющихся способов определения течей, чувствительности и времени срабатывания, а также надежности функционирования приборов и оборудования, указывать минимальную величину течей, которая может быть обнаружена с помощью применяемых способов.

Кроме того, представлять системы (способы), которые используются для сигнализации и служат косвенными указателями наличия течей.

Показывать, сочетанием каких способов (систем), предусмотренных в проекте, определяется место течи.

Описывать программу обработки сигналов от датчиков, обеспечивающую оператору представление надежной информации о месте и величине течи.

Описывать методики испытаний систем определения течей первого контура.

В подразделе следует приводить информацию об элементах, входящих в границы давления первого контура и связанных с ним систем. Она должна быть достаточной для оценки их влияния на безопасность судна в целом и включать назначение элементов и систем, критерии проектирования, характеристики и описание конструкции, оценку выполнения принятых критериев проектирования.

Указывать аналог элемента (или системы), опыт эксплуатации которого известен, описаны отличия от аналога и пояснения, почему они вводятся.

Если элемент (или система) полностью заимствован из других установок или используются серийные изделия, следует показывать, что они по техническим характеристикам, режимам и условиям эксплуатации соответствуют требованиям рассматриваемой РУ.

В том случае, если элемент (или система) представляет собой новую разработку, приводить обоснование ее необходимости.

Описывать ПОК, действие которых распространяется на данный элемент (или систему). Показывать, как влияют повреждения и отказы элементов на безопасность РУ, с выделением тех отказов, последствия которых требуют специального анализа.

Поскольку для различных типов РУ количество элементов первого контура и систем, связанных с ним, может отличаться, заявитель должен сам определять набор этих элементов и систем для конкретного типа ЯЭУ и подразделы для каждого элемента и системы в зависимости от их особенностей. Однако в любом случае для каждого элемента или системы, связанных с первым контуром, следует приводить, кроме указанной выше информации, расчетное обоснование, описание, необходимые испытания, дезактивацию и инспекции, давать оценку элементов или системы в целом. Следует учитывать особенности обслуживания, связанные с уровнем радиации.

Ниже приводятся требования к конкретной информации, которую следует представлять в ООБ в дополнение к указанной в настоящем подразделе. Эта информация должна отражать особенности отдельных элементов первого контура.

5.3.1. Циркуляционные насосы первого контура.

В объем представляемой информации следует включать сведения о конструкции и характеристиках ЦНПК, а также описание вспомогательных систем ЦНПК, их характеристики, критерии проектирования с обоснованием их выполнения. Давать краткое описание КИП и аппаратуры ЦНПК, вспомогательных систем с перечнем защит и блокировок, ограничивающих условия эксплуатации ЦНПК.

5.3.2. Парогенераторы.

Информацию следует представлять в виде, приведенном в п. 5.2.2. Кроме того, в состав характеристик ПГ следует включать расчетные пределы уровня радиоактивности во втором контуре ПГ в режимах нормальной эксплуатации, приводить обоснование этих пределов.

Следует рассматривать радиационные последствия разрыва теплообменных трубок, коллектора ПГ и других проектных аварий, связанных с течью из первого контура во второй.

Представлять проектные критерии по предотвращению недопустимых повреждений теплообменных трубок ПГ (вследствие вибрации, коррозионных повреждений и т.д.) и обосновывать их выполнение в проекте.

В расчетном обосновании приводить:

- расчетные условия и допущения, перечень рассмотренных режимов эксплуатации (из числа режимов нормальной эксплуатации, нарушений нормальной эксплуатации и аварийных), являющихся определяющими для оценки прочности теплообменных трубок, мест их заделки в коллекторах;

- результаты расчетов и экспериментов, подтверждающие, что принятый уровень интенсивности напряжений обеспечивает надежную работу ПГ;

- доказательства сохранения целостности теплообменных трубок, коллекторов ПГ при проектных авариях с большими течами (разрывом) трубопроводов первого и второго контуров вне ПГ;

- запас теплообменной поверхности.

5.3.2.1. Материалы ПГ.

Следует приводить информацию о выборе материалов, с учетом специфических особенностей ПГ и технологии его изготовления, влияющих на требования к материалам (например, наличие зоны раздела паровой и водяной среды, пульсации температур, конструкция и способ заделки теплообменных трубок и т.д.). Показывать, каким образом эти особенности учитываются при выборе материалов (например, необходимость улучшения характеристик материалов по трещиностойкости, коррозионной стойкости).

Приводить информацию об особенностях конструкции ПГ (если они имеются), которые могут повлиять на изменение свойств материалов в процессе эксплуатации.

Обосновывать совместимость материалов ПГ с теплоносителем первого и второго контуров. Кратко описывать технологию изготовления основных элементов ПГ. Описывать способы очистки теплообменной поверхности при изготовлении и методы контроля чистоты. Обосновывать выбор материала теплообменных трубок, приводить требования к состоянию поверхности, термообработке, их коррозионной стойкости и другим параметрам, важным для обеспечения работоспособности трубок.

Приводить описание способа транспортирования ПГ, мер, принятых в проекте для исключения повреждения элементов ПГ при транспортировании и монтаже, необходимость и способ консервации теплообменной поверхности, контроль консервации и чистоты внутренней поверхности при хранении, монтаже и окончательной сборке на судостроительном предприятии. Кратко описывать порядок монтажа ПГ.

5.3.2.2. Контроль и обслуживание ПГ в процессе эксплуатации.

Описывать принятые в проекте ПГ меры по обеспечению контроля состояния его элементов в процессе эксплуатации.

Приводить подробное описание способов и методов контроля теплообменных трубок. Оценивать трудоемкость контроля и связанные с ним дозозатраты.

Приводить описание оборудования, используемого для контроля, точности контроля, методов регистрации, критериев оценки, периодичность контроля, мер, принимаемых при обнаружении дефектов, в том числе способов устранения дефектов теплообменных трубок.

Описывать наиболее важные операции по обслуживанию ПГ при эксплуатации, в том числе способ очистки теплообменных трубок для восстановления их теплопередающей способности, дезактивации, приводить характеристики водно-химического режима второго контура и предусмотренные проектом меры по его обеспечению. Указывать ограничения по водному режиму, при нарушении которых эксплуатация ПГ не допускается.

5.3.3. Трубопроводы, содержащие теплоноситель первого контура.

Необходимо представлять информацию о трубопроводах, находящихся во время работы под давлением первого контура (неотключаемая часть первого контура).

Информацию следует представлять в виде, приведенном в п. 5.2.2.

При описании трубопроводов необходимо делать соответствующие ссылки на информацию о критериях, методах и материалах, приведенных в разделе 5.2.3.

При составлении общего описания следует показывать меры по контролю факторов, способствующих растрескиванию нержавеющей стали из-за коррозии под напряжением.

При использовании в проекте концепции "Течь перед разрушением" следует приводить НД, обосновывающие ее применение.

5.3.4. Арматура, локализующая оборудование второго и третьего контуров.

Давать описание и технические характеристики локализующей арматуры второго и третьего контуров, отсекающей оборудование от первого контура при межконтурных течах.

5.3.5. Система аварийного расхолаживания.

Необходимо перечислять все примененные в проекте способы (системы) отвода остаточных тепловыделений от активной зоны с указанием их функций.

Подробная информация должна представляться для систем, отводящих тепло от первого контура при авариях.

При изложении информации следует руководствоваться ее схемой по системам и оборудованию, приведенной в п. 5.2.2.

5.3.6. Компенсатор давления.

При изложении информации следует руководствоваться схемой систем и оборудования, приведенной в п. 5.2.2.

5.3.7. Арматура.

Приводить информацию о запорной, локализующей и регулирующей арматуре связанных с первым контуром систем. Схема представления информации - в соответствии с п. 5.2.2.

5.3.8. Опорные конструкции основных элементов.

Приводить эскизы и краткое описание опорных конструкций реактора, ПГ и ЦНПК с указанием нагрузок, на которые рассчитаны опорные конструкции.