РУКОВОДСТВО
ПО БЕЗОПАСНОСТИ «УСТАНОВЛЕНИЕ И МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА (РБ-133-17) Введено в действие с Москва 2017 Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Установление и методы мониторинга ресурсных характеристик насосов атомных станций» (РБ-133-17) разработано в соответствии со статьей 6 Федерального закона от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» в целях содействия соблюдению требований следующих федеральных норм и правил в области использования атомной энергии: «Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» (НП-089-15), утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 17 декабря 2015 г. № 521 (зарегистрирован Минюстом России 9 февраля 2016 г., регистрационный № 41010), «Требования к управлению ресурсом оборудования и трубопроводов атомных станций. Основные положения» (НП-096-15), утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2015 г. № 410 (зарегистрирован Минюстом России И ноября 2015 г., регистрационный № 39666). Настоящее Руководство по безопасности содержит рекомендации по установлению и методам мониторинга ресурсных характеристик насосов атомных станций при ее конструировании и эксплуатации. Действие настоящего Руководства по безопасности распространяется на корпуса и механическое оборудование насосов и насосных агрегатов атомных станций, включенных в программу управления ресурсом в соответствии с требованиями НП-096-15. Руководство по безопасности рекомендуется для применения юридическим и физическим лицам, осуществляющим конструирование и эксплуатацию насосов атомных станций. Выпускается впервые*. ________ * В разработке принимали участие: Рубцов В.С. (ФБУ «НТЦ ЯРБ»), Белов В.И., Гривизирский В.А. (Ростехнадзор) и Березанин А.А. (АО «Концерн Росэнергоатом»). СОДЕРЖАНИЕ I. Общие положения1. Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Установление и методы мониторинга ресурсных характеристик насосов атомных станций» (РБ-133-17) (далее - Руководство по безопасности) разработано в соответствии со статьей 6 Федерального закона от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» в целях содействия соблюдению требований следующих федеральных норм и правил в области использования атомной энергии: «Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» (НП-089-15); утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 17 декабря 2015 г. № 521 (зарегистрирован Минюстом России 9 февраля 2016 г., регистрационный № 41010) (далее - НП-089-15), «Требования к управлению ресурсом оборудования и трубопроводов атомных станций. Основные положения» (НП-096-15), утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2015 г. № 410 (зарегистрирован Минюстом России 11 ноября 2015 г., регистрационный № 39666) (далее - НП-096-15). 2. Настоящее Руководство по безопасности содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по установлению и методам мониторинга ресурсных характеристик насосов атомных станций при их проектировании, конструировании и эксплуатации. 3. Действие настоящего Руководства по безопасности распространяется на корпуса и механическое оборудование насосов и насосных агрегатов атомных станций, включенных в программу управления ресурсом в соответствии с требованиями НП-096-151. ________ 1 Установление и методы мониторинга ресурсных характеристик электротехнического оборудования насосов АС регламентируются Руководством по безопасности «Установление и методы мониторинга ресурсных характеристик электротехнического оборудования атомных станций». 4. Настоящее Руководство по безопасности не распространяется на тепломеханическое оборудование, корпуса реакторов, арматуру атомных станций. 5. Настоящее Руководство по безопасности разработано с учётом отечественного и зарубежного опыта по управлению ресурсом насосов атомных станций. 6. Перечень сокращений, использованных в настоящем Руководстве по безопасности, приведен в приложении № 1, термины и определения - в приложении № 2. 7. Примерный перечень насосов АС, включаемых в программу управления ресурсом и попадающих под действие настоящего Руководства по безопасности, приведен в приложении № 3. По согласованию с разработчиками проектов АС и реакторных установок эксплуатирующая организация может дополнять указанный перечень. II. Рекомендации по установлению ресурсных
|
к
руководству по безопасности |
В настоящем Руководстве по безопасности используются следующие сокращения:
АС - атомная станция
АЭУ - атомная энергетическая установка
БН - реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
ВПЭН - вспомогательный питательный электронасос
ГЦН - главный циркуляционный насос
КМПЦ - контур многократной принудительной циркуляции теплоносителя
КЭН - конденсатный электронасос
РБМК - реактор большой мощности канальный
РУ - реакторная установка
САКОР - система автоматизированного контроля остаточного ресурса
СУЗ - система управления и защиты
ТОиР - техническое обслуживание и ремонт
ТПН - турбопитательный насос
ЭГП-6 - энергетический гетерогенный петлевой реактор с 6-ю петлями циркуляции теплоносителя
к
руководству по безопасности |
В настоящем Руководстве по безопасности используются следующие термины и определения:
1. Доминирующий механизм старения, деградации, повреждений насосов - один из нескольких механизмов старения, деградации, повреждений элементов насосов, приводящий к наиболее быстрому исчерпанию их ресурса.
2. Кавитационный запас - превышение удельной энергии рабочей среды на входе в насос над удельной энергией, соответствующей давлению насыщенных паров жидкости при температуре перекачки.
3. Однотипные насосы - насосы, представленные в проекте РУ или АС как минимум в нескольких единицах (например, ГЦН, насосы аварийного впрыска высокого давления).
к
руководству по безопасности |
Примерный перечень однотипных насосов атомных станций,
включаемых в программу управления ресурсом
1. Насосы АС с реакторами ВВЭР, включаемые в программу управления ресурсом:
ГЦН;
ВПЭН;
КЭН I и II ступеней;
насосы аварийного впрыска высокого давления;
насосы аварийного впрыска низкого давления;
насосы подпитки; насосы борного регулирования;
насосы аварийного ввода бора;
насосы аварийной питательной воды;
питательный электронасос (для ВВЭР-1200);
спринклерные насосы;
ТПН.
2. Насосы АС с реакторами РБМК, включаемые в программу управления ресурсом:
ГЦН.
3. Насосы АС с реакторами БН, включаемые в программу управления ресурсом:
ГЦН первого контура;
ГЦН второго контура;
электромагнитные насосы.
4. Насосы АС с реакторами ЭГП-6, включаемые в программу управления ресурсом:
питательный электронасос;
насосы контура охлаждения каналов СУЗ;
насосы аварийной подачи питательной воды;
конденсатные насосы.
к
руководству по безопасности |
1. Время эксплуатации.
2. Общая толщина стенки корпуса или других элементов насоса.
3. Локальная толщина стенки корпуса или других элементов насоса.
4. Накопленное значение повреждаемости металла элемента насоса при циклически повторяющихся нагрузках.
5. Сдвиг критической температуры хрупкости металла сварных соединений и основного металла корпуса насоса вследствие температурного старения и циклической повреждаемости металла1.
________
1 Указанный параметр используется только в случаях, когда является обязательным расчет корпуса насоса на сопротивление хрупкому разрушению.
6. Накопленное значение пластических деформаций элемента насоса.
7. Накопленное значение деформаций ползучести элемента насоса.
8. Изменения размеров или формы элемента насоса вследствие упругих и неупругих деформаций.
9. Механические характеристики конструкционных материалов незаменяемых и заменяемых элементов насоса.
10. Качественное изменение структуры металла элемента насоса, приводящее к появлению новых механизмов его деградации и ускоренному исчерпанию ресурса.
11. Максимальное отклонение напора насоса от значения, установленного в конструкторской документации.
12. Максимальное отклонение подачи насоса от значения, установленного в конструкторской документации.
13. Необратимые изменения технологических параметров насосов вследствие отложений, износа или истирания, изменений размеров или формы элементов насоса.
14. Вибрационные характеристики насоса.
15. Кавитационный запас.
к
руководству по безопасности |
Примерный перечень критериев оценки ресурса насосов
атомных станций
№ п/п |
Параметр |
Критерий оценки ресурса |
Примечание |
1. |
Время эксплуатации |
Предельное значение, установленное конструкторской документацией |
Рекомендуется внести в паспорт и вести учет с занесением информации в паспорт |
2. |
Общая толщина стенки корпуса или других элементов насоса |
Минимальное значение, для которого выполняются требования расчета по выбору основных размеров, регламентированные федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии, устанавливающими нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ1 |
Рекомендуется внести в паспорт и проводить контроль с занесением информации в паспорт по результатам контроля в соответствии с Программой управления ресурсом) |
3. |
Локальная толщина стенки корпуса или других элементов насоса |
Минимальное значение, для которого выполняются условия прочности при поверочном расчете на прочность, приведенные в федеральных нормах и правилах в области использования атомной энергии, устанавливающих нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ1 |
Рекомендуется внести в паспорт и проводить контроль с занесением информации в паспорт (по результатам контроля в соответствии с Программой управления ресурсом) |
4. |
Накопленное значение повреждаемости металла элемента насоса при циклически повторяющихся нагрузках |
Предельное значение, приведенное в федеральных нормах и правилах в области использования атомной энергии, устанавливающих нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ1 |
|
5. |
Сдвиг критической температуры хрупкости металла сварных соединений и основного металла корпуса насоса вследствие температурного старения и циклической повреждаемости металла |
Предельное значение, для которого выполняются условия прочности при расчете на сопротивление хрупкому разрушению, приведенное в федеральных нормах и правилах в области использования атомной энергии, устанавливающих нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ1 |
|
6. |
Накопленное значение пластических деформаций элемента насоса |
Предельное значение для конструкционного материала, установленное в национальных или отраслевых стандартах, включенных в сводный перечень документов по стандартизации в области использования атомной энергии, применяемых на обязательной основе |
|
7. |
Накопленное значение деформаций ползучести элемента насоса |
Предельное значение для конструкционного материала, установленное в национальных или отраслевых стандартах, включенных в сводный перечень документов по стандартизации в области использования атомной энергии, применяемых на обязательной основе |
|
8. |
Изменения размеров или формы элемента насоса вследствие упругих и неупругих деформаций |
Предельное значение, установленное в конструкторской (проектной) документации |
|
9. |
Механические характеристики конструкционных материалов незаменяемых и заменяемых элементов насоса |
Предельные значения для конструкционных материалов, установленные в национальных или отраслевых стандартах, включенных в сводный перечень документов по стандартизации в области использования атомной энергии, применяемых на обязательной основе |
|
10. |
Качественное изменение структуры металла элемента насоса, приводящее к появлению новых механизмов его деградации и ускоренному исчерпанию ресурса |
Устанавливается эксплуатирующей организацией по результатам эксплуатационного контроля металла по согласованию с конструкторской организацией (при ее наличии) и профильной материаловедческой организацией |
Рекомендуется внести в паспорт (по результатам контроля в соответствии с Программой управления ресурсом) |
11. |
Максимальное отклонение напора насоса от значения, установленного в конструкторской документации |
Устанавливается в конструкторской документации на насос |
|
12. |
Максимальное отклонение подачи насоса от значения, установленного в конструкторской документации |
Устанавливается в конструкторской документации на насос |
|
13. |
Необратимые изменения технологических параметров насоса вследствие отложений, износа или истирания, изменения геометрических размеров или формы |
Предельные значения, установленные в конструкторской документации на насос |
|
14. |
Вибрационные характеристики насоса |
Недопустимые частоты или амплитуды колебаний насоса или его элементов, приводящие к нарушениям условий прочности самого насоса, его элементов или присоединенных трубопроводов. Определяются из условий прочности, приведенных в федеральных нормах и правилах в области использования атомной энергии, устанавливающих нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ1 |
|
15. |
Кавитационный запас |
Предельное значение, установленное в конструкторской документации на насос |
|
16. |
Состояние заменяемых элементов |
Предельное состояние, установленное в конструкторской документации |
Рекомендуется вносить в паспорт перечень замененных элементов, периодичность замены внутрикорпусных элементов. Рекомендуется вести учет |
1 Для элементов, не попадающих под действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии, расчет на прочность выполняется в соответствия с современным уровнем развития науки, техники.
к
руководству по безопасности |
Рекомендуемые методы мониторинга ресурсных
характеристик
насосов
№ п/п |
Ресурсная характеристика |
Рекомендуемые методы мониторинга |
1. |
Общая толщина стенки корпуса или других элементов насоса |
Ультразвуковая толщинометрия; |
визуальный и измерительный контроль |
||
2. |
Локальная толщина стенки корпуса или других элементов насоса |
Ультразвуковая толщинометрия; |
визуальный и измерительный контроль |
||
3. |
Накопленное значение повреждаемости металла элемента насоса при циклически повторяющихся нагрузках |
Расчет или автоматический метод (при использовании САКОР) |
4. |
Сдвиг критической температуры хрупкости металла сварных соединений и основного металла корпуса насоса вследствие температурного старения и циклической повреждаемости металла |
Расчет или эксперимент (по результатам испытаний образцов металла) |
5. |
Накопленное значение пластических деформаций элемента насоса |
Расчет или измерения |
6. |
Накопленное значение деформаций ползучести элемента насоса |
Расчет или измерения |
7. |
Изменения размеров или формы элемента насоса вследствие упругих и неупругих деформаций |
Расчет или измерения |
8. |
Механические характеристики конструкционных материалов незаменяемых и заменяемых элементов насоса |
Измерения (прямые или косвенные методы), испытания и (или) исследования на образцах металла |
10. |
Качественное изменение структуры металла элемента насоса, приводящее к появлению новых механизмов его деградации и ускоренному исчерпанию ресурса |
Исследования образцов металла |
11. |
Максимальное значение внешней утечки, установленное в конструкторской документации |
Измерения (прямые или косвенные методы) в процессе эксплуатации или при осмотрах |
12. |
Максимальное отклонение напора насоса от значения, установленного в конструкторской документации |
Расчет |
13. |
Максимальное отклонение подачи насоса от значения, установленного в конструкторской документации |
Расчет |
15. |
Необратимые изменения технологических параметров насоса вследствие отложений, износа или истирания, изменения геометрических размеров или формы |
Расчет или измерения |
16. |
Вибрационные характеристики насоса |
Расчет или измерения |
17. |
Кавитационный запас |
Расчет |
Примечание. Для контроля и мониторинга ресурсных характеристик насосов АС рекомендуется применять методы, которые включены в нормы и правила в области использования атомной энергии, национальные стандарты (предварительные национальные стандарты), руководства по безопасности, методики по контролю металла, методики по измерению вибрации.