МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ
И АТОМНОМУ НАДЗОРУ
ПРИКАЗ
от 24 мая 2010 г. N 406
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПОЛОЖЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК
С УРАН-ПЛУТОНИЕВЫМ (МОКС) ТОПЛИВОМ
В целях реализации полномочий, установленных в пунктах 5.3.1.1 - 5.3.1.4, 5.3.1.13, 5.3.2, 6.2 Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного Постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. N 401, приказываю:
Утвердить прилагаемое Положение о проектировании и изготовлении тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым (МОКС) топливом.
Руководитель
Н.Г.КУТЬИН
Утверждено
Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому
и атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N 406
ПОЛОЖЕНИЕ
О ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
И ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК С УРАН-ПЛУТОНИЕВЫМ (МОКС) ТОПЛИВОМ
В настоящем документе применяются следующие сокращения:
АЗ - активная зона
АС - атомная станция
БН - реактор на быстрых нейтронах
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
КД - конструкторская документация
НИР - научно-исследовательская работа
НТД - нормативно-технический документ
ОКР - опытно-конструкторская работа
ОТК - отдел (служба) технического контроля
РКД - рабочая конструкторская документация
РУ - реакторная установка
СУЗ - система управления и защиты
ТВС - тепловыделяющая сборка
твэл - тепловыделяющий элемент
ТД - технологическая документация
ТЗ - техническое задание
ТУ - технические условия.
I. Назначение и область применения
1. Положение о проектировании и изготовлении тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым (МОКС) топливом (далее - Положение) входит в число руководств по безопасности, носит рекомендательный характер и не является нормативным правовым актом.
2. Настоящее Положение содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (далее - Ростехнадзор) по проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых при проектировании (разработке) твэлов, ТВС с уран-плутониевым (МОКС) топливом и их составных частей, обоснованию проектных решений расчетно-аналитическими и экспериментальными методами, а также рекомендации по их изготовлению, порядку, методам и объему производственного контроля.
3. Настоящее Положение распространяется на проектирование и изготовление твэлов с таблетированным оксидным уран-плутониевым (МОКС) топливом (далее - твэлы) и ТВС, в состав которых входят твэлы с МОКС-топливом (далее - ТВС), для АС с реакторами типа ВВЭР и БН.
4. Термины и определения приведены в Приложении N 1 к настоящему Положению.
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 твэлов, 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;
распухание и уплотнение таблеток, влияние эффекта уплотнения таблеток на линейную плотность энерговыделения и теплоперенос (для ВВЭР);
возникновение напряжений в оболочке, деформации и увеличение ее объема, удлинение оболочки вследствие облучения;
изменение размеров и геометрии твэлов (прогиб, распухание, удлинение, коробление);
взаимодействие конструкционных элементов твэлов, ТВС и теплоносителя;
усталостные явления в конструкционных элементах твэлов;
окисление и наводораживание (гидрирование) оболочки твэла (для ВВЭР);
выделение газообразных продуктов деления и зависимость от выгорания и истории облучения;
коррозия внутренней и внешней поверхности оболочки твэла (в том числе фреттинг-коррозия), формирование слоев продуктов коррозии и влияние коррозии на теплопередачу.
При нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии:
взаимодействие между элементами твэлов и ТВС;
распределение температуры и окисление оболочки твэла (для ВВЭР);
распухание и уплотнение топлива;
взаимодействие материала оболочки твэла с водой (для ВВЭР).
14. При конструировании твэлов также учитываются возможные при изготовлении отклонения геометрии и формы твэла, несплошность оболочки и топливного сердечника, отклонения от номинальных значений содержания легирующих элементов в материалах и состав топлива.
15. Обоснование проектных решений включает подтверждение расчетными или экспериментальными методами выполнения следующих условий.
При нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации:
не происходит разрушения оболочки твэла с образованием осевого зазора (неплотности);
температура топливных таблеток и оболочки не превышает предельную температуру топлива, обусловленную температурой плавления и зависящую от выгорания;
предельное внутреннее давление газов, вызванное образованием и выделением газообразных продуктов деления и повышением давления в твэле, не превышает давление теплоносителя, если только не продемонстрировано, что внутреннее давление в твэле не окажет недопустимого воздействия на поведение твэла;
предельная линейная мощность твэла не превышает установленных величин;
величина скачка мощности, определяемая как разность между локальной линейной нагрузкой в твэле в конце и начале цикла нагружения, не превышает установленных пределов;
деформации оболочки твэла, т.е. прогиб твэла, его искривление, удлинение диаметра оболочки твэла, удлинение оболочки, уплотнение и распухание твэла не превышают предельные деформации;
изменения диаметра твэла ограничиваются предельным значением, обеспечивается работоспособность в дистанцирующих решетках с требуемой силой трения, фреттиг-коррозии и фреттинг-износ оболочки ограничиваются допустимыми значениями, теплогидравлические характеристики обеспечивают надежный теплосъем;
повреждения, вызванные взаимодействием топлива с оболочкой, не превышают значений, установленных с учетом напряжения, вызванного коррозией;
окружные напряжения в оболочке не превышают порогового напряжения, при котором исходный (допустимый при изготовлении) технологический дефект не подрастает и оболочка не накапливает повреждений;
расчетная вязкопластическая деформация не превышает пороговой вязкопластической деформации, накапливаемой оболочкой в процессе эксплуатации;
максимальное эквивалентное напряжение в оболочке твэла не превышает предела текучести материала оболочки;
обеспечивается сохранение окружной устойчивости оболочки, расчетное предельное наружное напряжение, вызывающее потерю устойчивости оболочки, не превышает давления теплоносителя;
накопленная суммарная повреждаемость оболочки твэла под действием длительных циклических и статических нагрузок не превышает предельного значения повреждаемости;
толщина оксидной пленки на внешней поверхности оболочки и концентрации гидридов (для ВВЭР) на конец компании топлива не превышает установленного предельного значения;
фреттинг-коррозия оболочек не приводит к недопустимому снижению прочности и повреждению целостности оболочек в течение всего срока эксплуатации твэлов.
При проектных авариях (включая аварии с потерей теплоносителя и аварии с быстрым увеличением реактивности):
ограничиваются параметры процессов, которые могут привести к деградации твэла, не совместимой со стержневой геометрией, или вызвать дополнительный выход механической энергии;
охрупчивание оболочки твэла ограничивается допустимыми величинами, максимальная глубина локального окисления оболочки, максимальная температура оболочки не превышают установленных величин (для ВВЭР);
доля прореагировавшего с паром циркония в АЗ не превышает установленных величин (для ВВЭР);
температура топлива не превышает температуры плавления (зависящей от выгорания);
при аварии, вызванной возрастанием реактивности, величина энтальпии не превышает величину максимальной усредненной по сечению (среднерадиальной) энтальпии топлива в любой точке АЗ.
16. При разработке конструкции ТВС и их составных частей рассматриваются следующие нагрузки и воздействия:
гравитационные нагрузки;
гидравлические нагрузки, возникающие в результате выталкивания ТВС;
динамические нагрузки, возникающие из-за вибраций при прохождении теплоносителя через АЗ;
механические напряжения конструкционных элементов ТВС и их соединений, возникающие вследствие взаимодействия конструкционных элементов твэлов и ТВС, ТВС и теплоносителя в условиях давления теплоносителя;
термические напряжения от теплового потока;
циклические и термоциклические нагрузки, возникающие при изменениях мощности РУ;
нагрузки, возникающие при падении рабочих органов системы управления защитой, в том числе при ударном взаимодействии;
осевые и поперечные нагрузки, возникающие при нарушении нормальной эксплуатации, в частности, при аварии, связанной с потерей теплоносителя, и землетрясении.
17. При проектировании ТВС и их составных частей рекомендуется учитывать следующее.
Для режима нормальной эксплуатации и переходных процессов:
механические напряжения конструкционных элементов ТВС и их соединений, возникающие при облучении и повышении давления теплоносителя;
взаимодействие конструкционных элементов твэлов, ТВС и теплоносителя;
характеристики ударного взаимодействия;
вибрационные нагрузки;
изменение размеров и геометрии ТВС (изгиб, деформация конструкционных элементов);
изменение геометрии размещения твэлов;
прочность конструкционных элементов ТВС при осевом и поперечном сжатии;
усталостные явления в конструкционных элементах ТВС.
При нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии:
взаимодействие между элементами ТВС и АЗ;
закупоривание ТВС;
взаимодействие материала конструкционных элементов ТВС с водой (для ВВЭР).
18. На этапе проектирования твэлов ТВС исследуются следующие характеристики процессов и явлений:
температуры плавления топлива, оболочки, дистанционирующих элементов для всех условий эксплуатации и при проектных авариях;
температуры начала физико-химического или металлургического взаимодействия между топливом и оболочкой, теплоносителем и оболочкой, топливом и теплоносителем;
совокупности величин, определяющих кризис теплоотвода (для ВВЭР);
величины давления потери устойчивости оболочки, включая потерю устойчивости вследствие ползучести;
величины напряжения коррозионного растрескивания и глубина прорастания трещины в оболочке;
величины коррозии со стороны теплоносителя, включая локальное окисление при нормальных условиях эксплуатации;
величины окисления оболочки и доли прореагировавшего циркония при проектной аварии (для ВВЭР);
величины деформации, в том числе при проектной аварии, по предельному напряженному состоянию и по длительной прочности материала оболочки;
количество и величины циклических, реверсивных и односторонних деформаций;
величины динамических нагрузок, в том числе при максимальном расчетном землетрясении.
19. Для конкретной РУ, конфигурации АЗ, типа топливной загрузки, типов твэла и ТВС устанавливаются и обосновываются указанные ниже пределы и ограничения, определяющие условия выполнения требований к твэлам и ТВС, установленных федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии:
глубина выгорания ТВС, твэла и таблетки (средние и максимальные значения);
максимальный флюенс быстрых нейтронов, максимальную повреждающую дозу (для БН);
линейная тепловая нагрузка на твэл (средняя, максимальная);
предельная линейная мощность твэла, допустимое значение скачка линейной нагрузки в твэле;
максимальная усредненная по сечению (среднерадиальная) энтальпия, предельная энтальпия твэла при проектных авариях;
максимальная температура топлива, оболочки твэла, температурное распределение при нормальной эксплуатации и при нарушении нормальной эксплуатации, включая проектные аварии;
предельные напряжения, тепловые и механические нагрузки элементов конструкции твэла (в том числе максимальные напряжения в оболочке твэла, его упругость и эластичность, максимальное эквивалентное напряжение в оболочке твэла, гидравлические нагрузки, усталостная прочность оболочки);
предельно допустимая неупругая деформация оболочки твэла;
предельное давление газов под оболочкой твэла;
предельные величины деформации элементов конструкции твэла и ТВС (допустимый диапазон изменения диаметра оболочки твэла, длины твэла, допустимые изменения геометрии твэла, каркаса ТВС);
максимальная глубина окисления оболочки твэла (для ВВЭР);
предельное охрупчивание оболочки твэла при проектных авариях (для ВВЭР).
20. Обосновываются также продолжительность работы ТВС на номинальном уровне мощности между перегрузками, срок службы и срок хранения ТВС от момента изготовления до установки в РУ.
21. Количественные значения устанавливаются с коэффициентами запаса, которые определяются в ходе расчета с учетом погрешности методик, программ и расчетов, экспериментальным путем с учетом технологических допусков при изготовлении твэлов и ТВС, а также на основании опыта эксплуатации РУ с рассматриваемыми или аналогичными видами ядерного топлива.
22. Технические и конструкторско-технологические решения обосновываются расчетно-аналитическими и (или) экспериментальными исследованиями и подтверждаются результатами эксплуатации на АС.
23. Расчетно-аналитические исследования, проводимые при проектировании твэла и ТВС, включают получение и обоснование данных по эксплуатационным характеристикам твэлов и ТВС и их изменению при эксплуатации в АЗ, определение ресурса работы, анализ состояния при различных аварийных ситуациях.
24. Расчеты проводятся с использованием математических моделей, разработанных на основе фундаментальных физических законов, результатов исследований процессов и явлений, протекающих в АЗ и во внутритвэльной среде, а также свойств топливных и конструкционных материалов.
25. Экспериментальные исследования проводятся с целью отработки конструкции твэлов, ТВС и их составных частей, проверки работоспособности твэлов и ТВС, обоснования показателей надежности, исследования изменения свойств материалов при облучении и изучения эксплуатационных характеристик твэлов и ТВС.
26. Экспериментальные исследования включают:
механические испытания экспериментальных и опытных образцов твэлов и ТВС на стендах, имитирующие рабочие условия эксплуатации, испытания в ампульных устройствах;
испытания экспериментальных образцов в условиях облучения, приближенных к реальным условиям эксплуатации, проводимые в экспериментальных реакторных петлях, исследовательских реакторах;
реакторные испытания экспериментальных и опытных образцов твэлов и ТВС в АЗ реакторов энергетических установок.
27. Для проведения экспериментальных исследований на этапах подготовки эскизного и технического проектов разрабатываются, изготавливаются и испытываются макеты и экспериментальные образцы твэлов, ТВС и их составных частей.
28. Программы и методики испытаний макетов и экспериментальных образцов твэлов и ТВС разрабатываются в соответствии с требованиями НТД.
29. Механические испытания и испытания в ампульных устройствах проводятся с целью экспериментального исследования механических свойств конструкционных элементов ТВС (поперечная, продольная прочность, прочность на скручивание, износ, изгибная жесткость, ударо- и вибростойкость), изменений механических свойств, геометрии и размещения решетки ТВС в условиях, имитирующих реальные условия эксплуатации, исследование поведения ТВС в условиях вибрации и при гидравлических нагрузках, износа конструкционных элементов ТВС, определение протечек через уплотнения хвостовиков и т.д.
30. Испытания образцов твэлов и ТВС в условиях облучения проводятся с целью исследования изменения свойств топлива и конструкционных элементов твэлов и ТВС под воздействием излучения, установления предельных значений деформаций при распухании и изгибе твэлов, распухании и деформации ТВС; исследования процессов отложения продуктов коррозии, релаксации поддерживающей пружины и пружин решетки ТВС (для ВВЭР).
31. Реакторные испытания экспериментальных и опытных образцов твэлов и ТВС в РУ и их исследования после испытаний проводятся с целью экспериментального подтверждения свойств конструкционных элементов ТВС и их изменений в реальных условиях эксплуатации. Испытания проводятся по программам и методикам реакторных испытаний и исследований экспериментальных и опытных образцов.
32. Программа проведения испытаний экспериментальных и опытных ТВС в АЗ действующих АС разрабатывается в соответствии с требованиями НТД и включает следующую информацию:
цель проведения испытаний, перечень работ и их описание с указанием места их проведения (блок АС, хранилище ядерного топлива и т.д.);
описание программ и методик испытаний и исследований, в том числе после извлечения ТВС из АЗ;
обоснование ядерной и радиационной безопасности при проведении испытаний, описание технических и организационных мер по обеспечению ядерной безопасности;
теплогидравлические и нейтронно-физические расчеты АЗ с испытываемыми ТВС;
критерии и контроль правильности завершения ядерно опасных работ;
описание технологии транспортно-технологических операций;
сведения о внесении изменений в проектную, конструкторскую, технологическую и эксплуатационную документацию (технологического регламента эксплуатации блока АС);
указание о назначении ответственного лица за проведение ядерно опасных работ.
33. При опытно-промышленной и промышленной эксплуатации РУ подтверждаются данные, характеризующие механические и прочностные свойства твэлов и ТВС, прогноз изменения этих свойств в условиях эксплуатации, а также данные, характеризующие скорости окисления и осаждения продуктов коррозии и т.д.
34. Рекомендуемые методы обоснования функциональных требований к ТВС при нормальной эксплуатации, при нарушениях нормальной эксплуатации АЗ и при нагрузках, возникающих вне АЗ (при изготовлении, хранении и транспортно-технологических операциях), представлены в Приложении N 2 к настоящему Положению.
35. Рекомендуемые методы обоснования функциональных требований к твэлам при нормальной эксплуатации АЗ, при нарушениях нормальной эксплуатации (авариях) и при нагрузках, возникающих вне АЗ (при изготовлении, хранении и транспортно-технологических операциях), представлены в Приложении N 3 к настоящему Положению.
Испытания опытных образцов, подготовка
и освоение производства
36. С целью оценки и контроля качества результатов, полученных на определенных этапах ОКР, изготавливаются опытные образцы (опытная партия) твэлов и ТВС, которые затем подвергаются контрольным испытаниям по категориям предварительных и приемочных испытаний.
37. К началу проведения испытаний завершают мероприятия по их подготовке, предусматривающие:
проверку наличия, годности и готовности на месте проведения испытаний средств материально-технического и метрологического обеспечения, гарантирующих создание условий и режимов, соответствующих указанным в программе испытаний;
обеспечение условий ядерной и радиационной безопасности и условий, исключающих несанкционированное распространение ядерных технологий, оборудования и материалов;
обучение и, при необходимости, аттестацию персонала, допускаемого к испытаниям.
38. Методики испытаний, применяемые для определения соответствия твэлов и ТВС обязательным требованиям, аттестуются в установленном порядке.
39. В состав комиссии изготовителя, проводящей приемочные испытания твэлов, ТВС и их составных частей, могут быть включены представители заинтересованных организаций и Ростехнадзора. О проведении испытаний изготовителя Ростехнадзор уведомляется заблаговременно.
40. Подготовка и освоение производства (постановка на производство) проводятся с целью обеспечения его готовности к изготовлению и выпуску (поставке) твэлов, ТВС и их составных частей в заданном объеме в соответствии с требованиями КД и НТД.
41. Подготовка производства твэлов и ТВС считается законченной, когда изготовителем получена вся необходимая документация, разработана (отработана) ТД на их изготовление, опробованы и отлажены средства технологического оснащения и технологические процессы, производство укомплектовано персоналом, имеющим необходимую квалификацию и допущенным в установленном порядке к самостоятельной работе для производства работ по изготовлению, проведению испытаний и контролю твэлов и ТВС, обеспечены ядерная и радиационная безопасность при их производстве, проведении испытаний и контроле и условия, исключающие несанкционированное распространение ядерных технологий, оборудования и материалов.
42. С целью оценки готовности предприятия к выпуску твэлов и ТВС в заданном объеме на этапе освоения производства проводятся квалификационные испытания, которые включают в том числе проверку оснащения предприятия технологическим оборудованием, оснасткой и средствами контроля, достаточности и качества проведения контроля при производстве продукции, в частности метрологического обеспечения, а также стабильности выполнения основных и вспомогательных технологических операций.
43. В состав комиссии, проводящей испытания, включают, как правило, представителей разработчика продукции, разработчиков и поставщиков комплектующих изделий, при необходимости, Ростехнадзора и других заинтересованных сторон.
III. Изготовление твэлов и ТВС
Общие положения
44. Изготовление твэлов, ТВС и их составных частей, полуфабрикатов и комплектующих является объектом деятельности по обеспечению качества.
45. Для обеспечения требуемого качества твэлов, ТВС и их составных частей проводится контроль соответствия материалов, полуфабрикатов и комплектующих, поставляемых для их изготовления, требованиям ТУ и КД; производство твэлов, ТВС и их составных частей осуществляется в соответствии с ТД и проводится производственный контроль в соответствии с установленными требованиями.
46. Контроль качества твэлов и ТВС, поставляемых полуфабрикатов и комплектующих проводится поставщиком и изготовителем с участием (при необходимости) заказчика в соответствии с требованиями НТД, ТУ, РКД и ТД изготовителей в объеме, предусмотренном ТД (согласно ведомости операций контроля). Форма и содержание документа о качестве определяются по согласованию между изготовителем и потребителем.
Производственный контроль при изготовлении твэлов, ТВС
и их составных частей
47. При изготовлении твэлов, ТВС и их составных частей в процессе и после завершения изготовления проводится производственный (операционный и приемочный) контроль.
48. Операционный контроль проводится во время выполнения или после завершения технологической операции и может включать как контроль продукции, так и контроль технологического процесса. Операционный контроль при изготовлении твэлов и ТВС, а также полуфабрикатов и комплектующих, в состав которых входят плутонийсодержащие материалы, является предпочтительным.
49. Приемочный контроль проводится после завершения изготовления изделия при приемке продукции и заключается в проверке соответствия продукции требованиям, установленным в стандартах, КД, ТУ, договоре на поставку. Приемочный контроль включает периодические и приемосдаточные испытания.
50. Производственный контроль твэлов, ТВС и их составных частей проводится технологическим персоналом и ОТК изготовителя в соответствии с требованиями РКД, ТД и ТУ.
51. Операционный контроль продукции (процесса) проводится технологическим персоналом изготовителя по технологическому процессу изготовителя, согласованному с разработчиком. Контролируемые параметры и планы операционного контроля определяются операционными картами технического контроля.
52. Для контроля качества и приемки изготовленных твэлов, ТВС и их составных частей проводятся периодические и приемосдаточные испытания, которые в совокупности обеспечивают достоверную проверку всех свойств твэлов, ТВС и их составных частей, подлежащих контролю, на соответствие требованиям стандартов, КД и ТУ.
53. Периодические и приемосдаточные испытания проводятся изготовителем (поставщиком). К участию в испытаниях могут быть привлечены другие заинтересованные стороны, в том числе представители потребителя (заказчика), разработчика и Ростехнадзора. О проведении испытаний Ростехнадзор уведомляется заблаговременно.
54. Периодические испытания проводятся с целью подтверждения качества твэлов, ТВС и их составных частей, стабильности технологического процесса в установленный период для продолжения их изготовления по действующим КД и ТД.
55. Изготовленные твэлы, ТВС и их составные части до отгрузки, передачи или продажи заказчику подлежат приемке с целью установления их соответствия требованиям, установленным НТД и (или) ТУ. Приемочный контроль твэлов, ТВС и их составных частей проводится ОТК изготовителя.
56. Испытания проводятся в соответствии с требованиями ТУ на изготовленные твэлы, ТВС и их составные части, правилами приемки и методами испытаний.
57. В ТУ на твэлы, ТВС и их составные части указываются методики измерений или ссылки на документы, содержащие полное изложение методик.
58. При испытаниях и контроле применяются поверенные и откалиброванные средства измерения и контроля (приборы, установки), соответствующие технической документации на них, а испытательное оборудование аттестуется в установленном порядке.
59. В документах, по которым проводятся испытания, в общем случае приводится (непосредственно либо в виде ссылок на другие документы) следующая информация:
требования к изготовленным твэлам, ТВС и их составным частям, подлежащим контролю;
виды испытаний, включая состав проверок, последовательность их проведения и распределение проверок по видам испытаний;
требования к количеству единиц продукции, отбираемых для каждого вида испытаний этой продукции, установленной в документах, а также к порядку отбора единиц продукции (планы контроля);
методы испытаний, условия (режимы) испытаний;
требования к средствам испытаний (пределы измерений, пределы допускаемых погрешностей, расходуемые материалы и др.);
требования к подготовке и проведению испытаний;
порядок обработки данных, полученных при испытаниях, и критерии принятия решений по ним, а также порядок оформления и представления результатов;
требования к принимаемым решениям и к области распространения результатов испытаний.
60. Испытания могут включать один или несколько видов испытаний и (или) видов контроля (визуальный, измерительный и др.) и проводиться в один или несколько этапов.
61. Приемосдаточные испытания проводятся с применением сплошного или выборочного контроля в соответствии с ТУ.
62. Выборочный контроль рекомендуется выполнять статистическими методами. Выбор параметров твэлов, ТВС и их составных частей для статистического контроля осуществляется с учетом обеспечения эффективности результатов контроля.
63. Правила определения приемочных границ при проведении испытаний устанавливаются НТД.
64. Методы анализа согласуют с разработчиком изделия. Допустимые погрешности методов измерения контролируемых параметров указываются в ТУ для измерения данных параметров.
65. Выбор контролируемых параметров твэлов, ТВС и их составных частей осуществляется на основании анализа их влияния на функциональные и эксплуатационные характеристики твэлов, ТВС на безопасность эксплуатации РУ с учетом реальных условий эксплуатации.
66. Наиболее важными для безопасности эксплуатации РУ являются показатели твэлов, несоблюдение которых может стать причиной преждевременного отказа твэлов, а при проектной аварии вызвать повреждения, превышающие допустимые критерии безопасности АС. К таким показателям относятся:
содержание водорода, влаги, фтора, хлора, углерода, азота в топливных таблетках;
плотность топлива;
стехиометрия топлива;
наружный диаметр топливных таблеток и геометрия оболочек твэла;
дефекты в оболочке и в готовом твэле;
герметичность твэла;
качество сварных швов;
ориентация гидридов в оболочках;
давление гелия в готовом твэле;
загрязненность фтором внутренней поверхности оболочек твэла;
сплошность топливного столба;
состав внутритвэльной среды.
67. Для этих показателей рекомендуется устанавливать либо сплошной контроль (дефекты в оболочке твэла, герметичность, сплошность топливного столба, качество сварных швов, геометрия оболочек), либо выборочный статистический контроль с минимальным уровнем дефектности, который выбирается на основании результатов выпуска промышленных партий твэлов и их компонентов с учетом важности того или иного параметра.
68. Для показателей, отклонения которых от требований НТД могут приводить к ухудшению работоспособности твэлов, снижению технико-экономических характеристик АС, или которые могут быть оценены расчетным и экспериментальным путем, рекомендуется применять выборочный статистический контроль. К таким показателям относятся:
свойства и структура материала оболочек, включая анизотропию свойств;
коррозионная стойкость оболочек;
доспекаемость топлива;
микроструктура топлива;
овальность оболочек;
изотопный состав топлива;
суммарный борный эквивалент;
высота таблеток;
внешний вид таблеток;
масса топлива в твэле;
загрязненность наружной поверхности твэлов фтором.
69. Для контроля этих и иных показателей твэлов рекомендуется проводить выборочный приемочный контроль.
70. Контроль отдельных показателей твэлов, ТВС и составных частей можно не проводить, но при этом обеспечивается стабильность параметров технологического процесса их и проводится операционный контроль продукции (процесса).
71. Рекомендуемые методы и объем технического контроля таблеток из уран-плутониевого порошка, твэлов и ТВС при их изготовлении представлены в Приложении N 4 к настоящему Положению (таблицы 1 - 3).
Приложение N 1
к Положению о проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N 406
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Аттестация испытательного оборудования - определение нормированных точностных характеристик испытательного оборудования, их соответствия требованиям НТД и установление пригодности этого оборудования к эксплуатации.
Квалификационные испытания - контрольные испытания установочной серии или первой промышленной партии, проводимые с целью оценки готовности предприятия к выпуску продукции данного типа или в заданном объеме и заданного уровня качества.
Комплектующее изделие (комплектующее) - изделие определенного функционального назначения (деталь, сборочная единица), которое является составной частью твэла или ТВС и может подлежать или не подлежать соединению сборочными операциями.
К комплектующим изделиям, используемым при изготовлении твэлов и ТВС, относятся:
таблетки UPuO ;
2
трубы для оболочек твэлов;
заглушки (циркониевый сплав или нержавеющая сталь);
пружины, втулки;
трубы для направляющих каналов;
центральные трубы для кассет;
трубы для дистанционирующих решеток;
твэлы;
решетки;
верхние и нижние концевые крепления и др.
Конструкторская документация - совокупность конструкторских документов, содержащих в зависимости от их назначения данные, необходимые для разработки, изготовления, контроля, приемки, поставки и эксплуатации изделия.
Контролируемая партия (партия продукции) - совокупность единиц однородной продукции, изготовленных в течение определенного времени по одной и той же технологической документации (стандарту) и одновременно предъявляемых на испытания и (или) приемку, при оценке качества которых принимается одно общее решение.
Макет - упрощенное воспроизведение в определенном масштабе изделия или его части, на котором исследуются отдельные характеристики изделия, а также оценивается правильность принятых технических решений.
Обязательные требования - требования безопасности, устанавливаемые федеральными законами и федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии.
Операционный контроль - контроль продукции или процесса во время выполнения или после завершения технологической операции.
Опытно-конструкторская работа - комплекс работ по созданию КД и ТД, изготовлению и испытанию макетов, экспериментальных образцов, опытных или головных образцов изделий или изделий единичного производства, направленных на подтверждение заложенных в проект конструкторских решений и расчетно-аналитических исследований.
Опытный образец (опытная партия) - образец изделия (партия изделий), изготовленный(ая) по вновь разработанной документации для проверки путем испытаний соответствия заданным техническим требованиям с целью принятия решения о возможности постановки на производство и (или) использования по назначению.
Освоение производства - один из этапов постановки продукции на производство, включающий отработку и проверку подготовленного технологического процесса, и овладение практическими приемами изготовления продукции со стабильными значениями показателей и в заданном объеме выпуска.
План контроля - совокупность требований и правил (объем контролируемой партии, уровень и вид контроля, тип плана выборочного контроля, объем выборки, контрольные нормативы, решающие правила и т.д.), которые соблюдаются при решении о приемке партии продукции.
Полуфабрикат - промышленная продукция, подлежащая последующей обработке или используемая как составная часть другого более сложного вида продукции.
К полуфабрикатам, используемым для изготовления твэлов и ТВС, относятся следующие материалы и изделия:
порошки (UO ; PuO ; Gd O ; UO + PuO );
2 2 2 3 2 2
прутки для заглушек твэлов;
прутки для центрального твэла кассет;
листы-полосы для уголков кассет;
листы для чехлов кассет;
листы для дистанционирующих решеток;
проволока для пружины;
гелий и др.
Приемка продукции - процесс проверки соответствия продукции требованиям, установленным в стандартах, КД, ТУ, договоре на поставку, и оформление документов.
Приемочный контроль - контроль продукции, по результатам которого принимается решение о ее пригодности к поставкам и (или) использованию.
Приемосдаточные испытания - контрольные испытания продукции при приемочном контроле.
Реакторные испытания - радиационные и другие испытания в ядерном реакторе.
Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями.
Служба (отдел) технического контроля - служба (отдел) изготовителя (поставщика) или любая другая служба, персонал или отдельные специалисты, на которых возлагается контроль готовой продукции.
Составная часть изделия - деталь или сборочная единица, выполняющая определенные технические функции в составе другого изделия и не предназначенная для самостоятельного применения.
Составные части твэла включают: таблетки, сердечник, оболочку твэла, концевые заглушки, дистанционирующую проволоку и конструкционные элементы (втулки, пружины).
Составными частями ТВС являются: головка ТВС, хвостовик, дистанционирующие решетки, труба-чехол (при наличии), твэлы, твэги, направляющие трубы, пружинные фиксаторы.
Технические условия (ТУ) - документ, входящий в комплект технической документации на промышленную продукцию (изделие), содержащий комплекс технических требований к продукции, ее изготовлению, контролю, приемке и поставке, а также условия ее эксплуатации, транспортирования и хранения.
Технологическая документация (ТД) - совокупность технологических документов, определяющих технологический процесс.
Экспериментальный образец - образец продукции, обладающий основными признаками намечаемой к разработке продукции и изготовляемый с целью проверки предполагаемых решений и уточнения отдельных характеристик для использования при разработке этой продукции.
Приложение N 2
к Положению о проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N 406
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕТОДЫ
ОБОСНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ТВС ПРИ НОРМАЛЬНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПРИ НАРУШЕНИЯХ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЗ
И ПРИ НАГРУЗКАХ, ВОЗНИКАЮЩИХ ВНЕ АЗ (ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ,
ХРАНЕНИИ И ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ)
┌──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┐ │Функциональное│ Цель обоснования │ Методы обоснования │ │ требование │ │ │ ├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤ │ При нормальной эксплуатации в АЗ │ ├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤ │Прочностные и │Подтверждение механической │ │ │деформационные│прочности, целостности и │ │ │требования │отсутствии недопустимой деформации│ │ │ │конструкционных элементов ТВС и │ │ │ │соединений │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ головка и │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │ │ хвостовик │прочности, целостности и │обоснование, стендовые │ │ │отсутствия недопустимых деформаций│испытания │ │ │при возможных нагрузках │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ направляющие │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │ │ трубы │прочности, целостности и │обоснование, испытания │ │ │отсутствия недопустимых деформаций│ТВС и отдельных │ │ │при возможных нагрузках; │элементов ТВС │ │ │подтверждение прочности при │ │ │ │сжатии │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ решетки │подтверждение прочности при │испытания решеток │ │ │сжатии │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ резьбовые │подтверждение прочности │расчетно-аналитическое │ │ соединения │соединений │обоснование │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ неразъемные │подтверждение прочности │испытания соединений │ │ (сварные, │соединений │элементов ТВС на │ │ заклепочные) │ │прочность или испытания│ │ соединения │ │на свидетелях │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Удержание ТВС │Подтверждение, что │Гидравлические испыта- │ │в потоке │равнодействующая нагрузок на ТВС │ния, расчетно-аналити- │ │теплоносителя │направлена вниз (с учетом влияния │ческое обоснование │ │ │облучения) │(расчетные методы │ │ │ │подтверждаются экспе- │ │ │ │риментальными иссле- │ │ │ │дованиями поведения ТВС│ │ │ │при облучении) │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Геометрическая│Подтверждение допустимости │Расчетно-аналитическое │ │совместимость │взаимодействия между элементами │обоснование (расчетные │ │ТВС - АЗ, │АЗ, твэлами и ТВС, формоизменения,│методы подтверждаются │ │твэл - ТВС │распухания и роста твэла, │экспериментальными │ │ │конструкционных элементов ТВС и АЗ│исследованиями распуха-│ │ │ │ния конструкционных │ │ │ │элементов ТВС и твэлов │ │ │ │при облучении) │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Поддержка │Подтверждение отсутствия │Расчетно-аналитическое │ │твэла в │проскальзывания твэла под │обоснование (расчетные │ │конструкции │воздействием гидравлических сил │методы подтверждаются │ │ТВС │ │экспериментальными │ │ │ │исследованиями релак- │ │ │ │сации поддерживающей │ │ │ │пружины эксперимен- │ │ │ │тальным путем) │ │ │устойчивость твэла, ограничения │испытания или аналити- │ │ │износа оболочки, достаточность │ческие расчеты (расчет-│ │ │силы, приложенной пружинами │ные методы подтвержда- │ │ │решетки │ются экспериментальными│ │ │ │исследованиями при гид-│ │ │ │равлических испытаниях)│ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Прочность при │Допустимость вибрации ТВС │Гидравлические │ │вибрационных │ │испытания ТВС │ │нагрузках на │ │ │ │ТВС в условиях│ │ │ │потока │ │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Совместимость │Подтверждение времени падения │Расчетно-аналитическое │ │ТВС - СУЗ │стержней СУЗ. Подтверждение │обоснование, испытания │ │ │допустимости нагрузок ударного │ТВС │ │ │взаимодействия │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Поддержание │Допустимость искривления ТВС и их │Расчетно-аналитическое │ │геометрии ТВС │составных частей │обоснование (расчетная │ │ │ │модель подтверждается │ │ │ │результатами │ │ │ │экспериментальных │ │ │ │исследований поведения │ │ │ │ТВС при облучении) │ ├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤ │ При нарушениях нормальной эксплуатации АЗ │ ├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤ │Прочностные и │Подтверждение механической │ │ │деформационные│прочности, целостности и │ │ │требования │отсутствия недопустимой деформации│ │ │ │конструкционных элементов ТВС и │ │ │ │соединений │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ головка и │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │ │ хвостовик │прочности, целостности и │обоснование │ │ │отсутствия недопустимых деформаций│ │ │ │при возможных нагрузках │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ направляющие │подтверждение прочности при осевом│расчетно-аналитическое │ │ каналы │сжатии │обоснование │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ резьбовые │подтверждение прочности │расчетно-аналитическое │ │ соединения │соединений │обоснование │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ неразъемные │подтверждение прочности │испытания на прочность │ │ (сварные, │соединений │соединений элементов │ │ заклепочные) │ │ТВС или испытания на │ │ соединения │ │свидетелях │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ решетки │подтверждение устойчивости при │расчетно-аналитическое │ │ │боковых нагрузках (сохранение │обоснование или │ │ │допустимого размещения твэлов в │испытания решеток │ │ │решетке и отсутствие радиальной │ │ │ │деформации направляющих труб) │ │ ├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤ │ При нагрузках, возникающих вне АЗ, при изготовлении, хранении и │ │ транспортно-технологических операциях │ ├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤ │Прочностные и │Подтверждение механической │ │ │деформационные│прочности, целостности и │ │ │требования │отсутствия недопустимой деформации│ │ │ │конструкционных элементов ТВС и │ │ │ │соединений │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ головка и │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │ │ хвостовик │прочности, целостности и │обоснование │ │ │отсутствия недопустимых деформаций│ │ │ │при возможных нагрузках │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ направляющие │подтверждение механической │расчетно-аналитическое │ │ трубы │прочности, целостности и │обоснование │ │ │отсутствия недопустимых деформаций│ │ │ │при возможных нагрузках │ │ │ │подтверждение прочности при │испытания ТВС и │ │ │сжатии │отдельных элементов ТВС│ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ решетки │подтверждение прочности при │испытания решеток │ │ │сжатии │ │ │ │подтверждение сопротивления │испытания решеток или │ │ │(устойчивости) периферийных │расчетно-аналитическое │ │ │пластин решетки к нагрузкам, │обоснование │ │ │возникающим при загрузке ТВС в АЗ │ │ │ │подтверждение выполнения условий │ │ │ │фиксации твэла в решетках и │ │ │ │отсутствие смещения твэла в │ │ │ │конструкции ТВС │ │ └──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┘
Приложение N 3
к Положению о проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N 406
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕТОДЫ ОБОСНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ
К ТВЭЛАМ ПРИ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЗ, ПРИ НАРУШЕНИЯХ
НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ (АВАРИЯХ) И ПРИ НАГРУЗКАХ,
ВОЗНИКАЮЩИХ ВНЕ АЗ (ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ, ХРАНЕНИИ
И ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ)
┌──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┐ │Функциональное│ Цель обоснования │ Методы обоснования │ │ требование │ │ │ ├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤ │ При нормальной эксплуатации АЗ │ ├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤ │Деформационные│Подтверждение механической проч- │ │ │и прочностные │ности, целостности и отсутствия │ │ │требования │недопустимых повреждений твэла │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ допустимая │структурные деформации, изменения │расчетно-аналитическое │ │ деформация │диаметра и удлинение оболочки │обоснование │ │ твэлов │твэла не превышают установленных │ │ │ (изменение │предельных значений при возможных │ │ │ размеров и │нагрузках │ │ │ геометрии) │подтверждение окружной │испытания │ │ │устойчивости │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ усталостная │подтверждение устойчивости │расчетно-аналитическое │ │ прочность │оболочки к усталости с учетом │обоснование, испытания │ │ │циклических и статических нагрузок│ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ прочность при│отсутствие недопустимого снижения │расчетно-аналитическое │ │ истирании при│прочности оболочки и │обоснование, испытания,│ │ трении │разгерметизации │опыт эксплуатации │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ допустимое │подтверждение допустимости │расчетно-аналитическое │ │ искривление │деформации с учетом │обоснование (расчетная │ │ твэла │термогидравлических нагрузок в АЗ │модель подтверждается │ │ │ │результатами │ │ │ │эксплуатации) │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ допустимое │отсутствие недопустимой │расчетно-аналитическое │ │ при распуха- │деформации и взаимодействия между │обоснование (расчетная │ │ ние при облу-│различными элементами твэла, ТВС │модель подтверждается │ │ чении │и АЗ │результатами │ │ │ │эксплуатации) │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ устойчивость │сохранение окружной устойчивости │расчетно-аналитическое │ │ оболочки │оболочки, допустимости круговой │обоснование │ │ │деформации оболочки твэла; │(прочностной расчет) │ │ │допустимость уплотнения топлива, │ │ │ │допустимость зазоров между │ │ │ │таблетками и оболочкой │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Коррозионные │Окисление различных элементов │ │ │требования │твэла, гидрирование оболочки, │ │ │ │толщина коррозионного слоя на │ │ │ │поверхности оболочки не превышают │ │ │ │установленных пределов; │ │ │ │Отсутствие недопустимого снижения │ │ │ │прочности и повреждения │ │ │ │целостности оболочек │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ коррозионная │ограничения толщины коррозионного │расчетно-аналитическое │ │ стойкость (в │слоя (оксидной пленки) и/или │обоснование │ │ том числе к │коррозионной кинетики │(прочностной расчет); │ │ фреттинг- │ │стендовые испытания │ │ коррозии) │ │ТВС, опыт эксплуатации │ │ │ │ТВС в АЗ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │ гидрирование │подтверждение того, что гидриро- │расчетно-аналитическое │ │ оболочки (для│вание (наводороживание) оболочки │обоснование, испытания │ │ ВВЭР) │не оказывает недопустимого │ │ │ │воздействия на целостность твэла │ │ ├──────────────┼──────────────────────────────────┼───────────────────────┤ │Теплофизиче- │Температура топливных таблеток и │Расчетно-аналитическое │ │ские требова- │оболочки твэла (локальная и │обоснование │ │ния (ограни- │средняя) не превышает установлен- │(теплофизический и │ │чение макси- │ных предельных значений. │термомеханический │ │мальное темпе-│Для ВВЭР: максимальная температура│расчеты) │ │ратуры топлива│оболочек твэла не приводит к │ │ │и оболочки, │отклонению от условий пузырькового│ │ │давление газов│кипения │ │ │под оболочкой │ │ │ │твэла и линей-│ │ │ │ной мощности │ │ │ │твэла) │ │ │ ├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤ │При проектных авариях (с потерей теплоносителя и с быстрым возрастанием │ │ реактивности) │ ├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤ │Отсутствие │Охрупчивание не превышает │Расчетно-аналитическое │ │повреждений │предельных установленных значений │обоснование │ │твэлов сверх │(для ВВЭР); │(термомеханический, │ │проектных │Ограничение выхода водорода (для │теплофизический, │ │пределов, │ВВЭР); │прочностной расчеты) │ │возможность │Ограничение максимальной │ │ │охлаждения АЗ │температуры топлива и оболочки, │ │ │ │отсутствие локального │ │ │ │расплавления. │ │ │ │Ограничение удельной пороговой │ │ │ │энергии разрушения твэлов, │ │ │ │фрагментации твэлов; │ │ │ │Ограничение роста энтальпии (для │ │ │ │аварии с быстрым возрастанием │ │ │ │реактивности) │ │ ├──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┤ │ При нагрузках, возникающих вне АЗ, при изготовлении, хранении и │ │ транспортно-технологических операциях │ ├──────────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────────┤ │Прочность, │Напряжения и нагрузки, возникающие│Расчетно-аналитическое │ │отсутствие │при обращении с твэлами и их │обоснование, испытания │ │недопустимой │транспортировании, не оказывают │ │ │деформации │недопустимого воздействия на │ │ │твэла │работоспособность твэлов при │ │ │ │эксплуатации; │ │ │ │Подтверждение механической │ │ │ │прочности, целостности и │ │ │ │отсутствия недопустимой деформации│ │ │ │твэла; Отсутствие движения │ │ │ │топливных таблеток, смещения │ │ │ │топливного столба до и после │ │ │ │облучения │ │ └──────────────┴──────────────────────────────────┴───────────────────────┘
Приложение N 4
к Положению о проектировании
и изготовлении тепловыделяющих
элементов и тепловыделяющих
сборок с уран-плутониевым (МОКС)
топливом, утвержденному Приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от 24 мая 2010 г. N 406
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕТОДЫ
И ОБЪЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТАБЛЕТОК ИЗ УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО
ПОРОШКА, ТВЭЛОВ И ТВС ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ
Таблица 1
ТАБЛЕТКИ ИЗ УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО ПОРОШКА
┌───────────────────────┬─────────────────────────┬───────────────────────┐ │ Контролируемый │ Метод контроля │ Вид и объем контроля │ │ показатель │ │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Содержание урана и │Амперометрическое │Анализ представительных│ │плутония │титрирование, альфа- │выборок таблеток от │ │ │радиографичекий метод │партии │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Изменчивость условных │Соответствующий метод │Анализ отдельных │ │массовых долей изотопов│ │таблеток партии │ │тяжелого металла │ │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Изотопный состав │Масс-спектрометрический │Анализ представительных│ │ 238 │метод │выборок таблеток от │ │(содержание Pu, │ │партии │ │242 235 232 ) │ │ │ │ Pu, U, U │ │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Равномерность │Амперометрическое │Анализ представительных│ │распределения плутония │титрирование, альфа- │выборок таблеток от │ │ │радиографичекий метод │партии │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Кислородный коэффициент│Кулонометрический метод, │Анализ представительных│ │(отношение O / U + Pu +│метод равновесия │выборок таблеток от │ │Am) │контролируемой атмосферы │партии │ │ │и др. │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Структура (размер │Контроль с помощью │Анализ представительных│ │зерен, поры, │оптического микроскопа, │выборок таблеток от │ │однородность) │альфа-авторадиографиче- │партии │ │ │ский метод │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Содержание Pu на │Расчет │- │ │установленную дату │ │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Содержание примесей │Соответствующие методы │Анализ представительных│ │ │для различных элементов │выборок таблеток от │ │ │ │партии │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Суммарный борный │На основании расчета по │Анализ представительных│ │эквивалент │результатам химического │выборок таблеток от │ │ │анализа │партии │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Массовая доля общего │Кулонометрический метод, │Анализ представительных│ │водорода (или отдельно │иные методы содержания │выборок │ │влаги и водорода) │водорода и измерения │ │ │ │влажности │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Плотность │Прямое измерение (по │Статистический │ │ │геометрическим размерам и│выборочный контроль │ │ │массе), косвенное │партии │ │ │измерение (радиометриче- │ │ │ │ский метод и др.) │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Растворимость │Определение массы │Статистический │ │ │нерастворившегося осадка │выборочный контроль │ │ │при растворении в │партии │ │ │азотной кислоте │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Объемная доля открытых │Гидростатическое │Статистический │ │пор │взвешивание │выборочный контроль │ │ │ │партии │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Доспекаемость │Измерение плотности │Статистический │ │(термическая │(наружного диаметра) до │выборочный контроль │ │стабильность) │и после повторного │партии │ │ │спекания │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Расчетная масса столба │Взвешивание │Статистический │ │таблеток │ │выборочный контроль │ │ │ │партии │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Внешний вид, состояние │Визуальное сравнение с │Сплошной контроль при │ │поверхности: │эталоном, измерение │визуальном осмотре, │ │ сколы, трещины, │ │выборочный - при │ │ раковины, чистота; │ │измерении │ │ шероховатость │ │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Размеры: │Измерение │Статистический │ │ диаметр; │ │выборочный контроль │ │ высота таблеток; │ │партии │ │ отклонение от │ │ │ │ прямолинейности │ │ │ │ образующей трубы; │ │ │ │ диаметр центрального │ │ │ │ отверстия; │ │ │ │ глубина центрального │ │ │ │ отверстия │ │ │ ├───────────────────────┼─────────────────────────┼───────────────────────┤ │Маркировка │Визуально по паспортам │Контроль каждой тары │ └───────────────────────┴─────────────────────────┴───────────────────────┘
Таблица 2
ТВЭЛЫ
┌───────────────┬──────────────────────────┬──────────────────────────────┐ │Контролируемый │ Метод контроля │ Вид и объем контроля │ │ показатель │ │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Качество газа- │Газохроматографический │Контроль представительных │ │наполнителя │метод │выборок партии (при │ │ │ │необходимости) │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Качество газа │Газохроматографический │Контроль представительных │ │сварки │метод │выборок партии (при │ │ │ │необходимости) │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Содержание │Нейтронно-активационный │Сплошной контроль, допускается│ │изотопов урана │или автоэмиссионный метод │выборочный контроль при усло- │ │и плутония │ │вии, что обеспечивается конт- │ │ │ │роль параметров технологиче- │ │ │ │ского процесса на соответствие│ │ │ │заданным величинам │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Обогащение │Гамма-сканирование │Сплошной │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Объемная доля │Газохроматографический │Сплошной контроль неразрушаю- │ │гелия │метод │щим методом; допускается │ │ │ │выборочный контроль при ус- │ │ │ │ловии, что обеспечивается │ │ │ │контроль параметров технологи-│ │ │ │ческого процесса на соответ- │ │ │ │ствие заданным величинам │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Масса топлив- │Расчет по документам │Сплошной │ │ного столба │ │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Сплошность │Гамма-абсорбционный метод │Сплошной │ │топливного │ │ │ │столба │ │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Длина │Гамма-абсорбционный метод,│Сплошной │ │компенсационно-│радиодефектоскопия, │ │ │го объема │измерение автоматическими │ │ │ │средствами контроля │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Давление гелия │Термоиндукционный метод, │Сплошной контроль │ │ │ультразвуковые и тепловые │неразрушающим методом │ │ │методы │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Качество │Зависит от вида сварного │Зависит от вида сварного шва │ │сварных швов │шва │ │ │ │Контроль качества сварных │Контроль качества сварных │ │ │швов N 1 и 2: │швов N 1 и N 2: │ │ │- автоматический сплошной │- сплошной (неразрушающий │ │ │контроль суммарной протя- │метод); │ │ │женности сварного шва на │- выборочный (разрушающий │ │ │ультразвуковом дефекто- │метод) на одном твэле сменной │ │ │скопе (неразрушающий │выработки или образце- │ │ │метод); │свидетеле) │ │ │- путем металлографиче- │ │ │ │ского контроля продольного│ │ │ │шлифа контролировать │ │ │ │суммарную протяженность │ │ │ │сварного шва (разрушающий │ │ │ │метод). │ │ │ │Контроль качества сварного│Контроль качества сварного │ │ │шва N 3: │шва N 3: │ │ │- радиографическим │- сплошной (на │ │ │методом; │ультразвуковом дефектоскопе │ │ │- неразрушающим методом на│для величины непровара); │ │ │ультразвуковых установках │- выборочный │ │ │образцами внешнего вида) │(радиографическим методом для │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Внешний вид │Визуальный (путем │Сплошной │ │ │сравнения с контрольными │ │ │ │образцами внешнего вида) │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Состояние по- │Визуальный (путем │Сплошной │ │верхности (ше- │сравнения с контрольными │ │ │роховатость, │образцами внешнего вида) │ │ │глубина цара- │ │ │ │пин, сдиры и │ │ │ │т.д.) │ │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Герметичность │Масс-спектрометрические │Сплошной │ │ │методы (контроль гелиевым │ │ │ │течеискателем) │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Размеры: │Автоматические средства │Сплошной │ │ величина │контроля │ │ │ наружного │ │ │ │ диаметра; │ │ │ │ длина; │ │ │ │ прямолиней- │ │ │ │ ность │ │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Контроль нали- │Гамма-абсорбционный │Сплошной │ │чия фиксатора, │метод, контроль длины │ │ │длина его │допускается проводить │ │ │компенсирующей │автоматическими │ │ │части │средствами контроля │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Маркировка │Визуально или на установке│Сплошной │ │(обогащение) │автоматического контроля │ │ │ │по технологическому │ │ │ │процессу завода- │ │ │ │изготовителя │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Содержание │Газохроматический метод и │Выборочный │ │водорода, │иные методы измерения │ │ │влажность │влажности и содержания │ │ │ │водорода │ │ │ │ │ │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Фиксированное │Радиометрический метод │Сплошной контроль, допускается│ │загрязнение │ │выборочный контроль при │ │поверхности │ │условии, что обеспечивается │ │ │ │контроль параметров │ │ │ │технологического процесса на │ │ │ │соответствие заданным │ │ │ │величинам │ ├───────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────────────┤ │Нефиксированное│Метод сухого мазка, │Сплошной │ │загрязнение │радиометрический метод │ │ └───────────────┴──────────────────────────┴──────────────────────────────┘
Таблица 3
ТВС
┌────────────────────────────┬───────────────────────────────────┬────────┐ │ Контролируемый показатель │ Метод контроля │ Вид и │ │ │ │ объем │ │ │ │контроля│ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Массовая доля изотопов │По паспорту на твэлы │Сплошной│ │плутония в смеси урана и │ │ │ │плутония │ │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Масса плутония в ТВС │По паспорту на твэлы │Сплошной│ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Масса смешанного уран- │Сверка соответствия суммы фактиче- │Сплошной│ │плутониевого топлива в ТВС │ских масс в твэлах требованиям ТУ; │ │ │ │фактические массы берутся из │ │ │ │паспортов на партию твэлов │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Герметичность твэлов, │На гелиевом течеискателе; │Сплошной│ │величина допустимой утечки │масс-спектрометрический метод; │ │ │(натекания) гелия из твэлов │способ вакуумной камеры с │ │ │в составе ТВС │предварительным введением │ │ │ │пробного вещества (гелия) в твэлы │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Геометрические размеры, │Универсальные или специальные │Сплошной│ │допуски формы и расположения│средства измерения │ │ │поверхностей ТВС │ │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Входимость ТВС в стапель │В специальном приспособлении - │Сплошной│ │ │стапеле │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Контроль кривизны и │Метод струны и щупов │Сплошной│ │скручивания │ │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Входимость пучка поглощающих│Динамометр, измерение │Сплошной│ │стержней управления защиты │ │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Входимость калибра во │В соответствии с требованиями │Сплошной│ │внутреннюю полость │чертежа │ │ │центральной трубы ТВС │ │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Расход воды через ТВС │На гидравлическом стенде │Сплошной│ │ │ │или вы- │ │ │ │борочный│ │ │ │стати- │ │ │ │стиче- │ │ │ │ский │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Внешний вид │Визуальное сравнение с │Сплошной│ │ │контрольными образцами внешнего │ │ │ │вида │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Механические загрязнения │Метод сухой чистой белой салфетки │Сплошной│ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Перемещение спиралей (для │Перемещение свободного конца │Сплошной│ │БН) │спиралей │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Нефиксированное загрязнение │Метод сухого мазка, радиометрия │Выбороч-│ │ │ │ный │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Маркировка │Визуально на соответствие │Сплошной│ │ │требованиям чертежа │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────┤ │Контроль загрузки твэлов │Регистрация соответствующим │Сплошной│ │ │методом │ │ └────────────────────────────┴───────────────────────────────────┴────────┘
