Приказ Ростехнадзора от 24.05.2010 N 406
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:
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:
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)
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)
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
Таблица 2
ТВЭЛЫ
Таблица 3
ТВС