III. Требования к расчету на прочность

19. Требования настоящей главы распространяются на расчеты на прочность, выполняемые при конструировании элементов а.з. для режимов нормальной эксплуатации и нарушений нормальной эксплуатации до проектной аварии включительно.

20. Требования настоящей главы не распространяются на сборочные единицы и детали, расположенные внутри твэлов или пэлов, а также на делящиеся и поглощающие материалы. Обоснование прочности сборочных единиц и деталей, расположенных внутри твэлов или пэлов, выполняется экспериментальным или расчетным способом.

21. Расчетами на прочность должно быть обосновано, что в течение назначенного срока службы в элементах а.з. не будут достигнуты следующие предельные состояния с коэффициентами запаса прочности <3>:

--------------------------------

<3> Разделы 5, 8 - 13 стандарта Госкорпорации "Росатом" СТО 95 12078-2022 "Элементы активной зоны реакторной установки со свинцовым теплоносителем. Расчет на прочность при статических воздействиях", утвержденного приказом Госкорпорации "Росатом" от 26 сентября 2022 г. N 1/1263-П (далее - СТО 95 12078-2022), подраздел 5.4 раздела 5 стандарта Госкорпорации "Росатом" СТО 95 12079-2022 "Элементы активной зоны реакторной установки со свинцовым теплоносителем. Расчет на прочность при динамических воздействиях", утвержденного приказом Госкорпорации "Росатом" от 26 сентября 2022 г. N 1/1264-П (далее - СТО 95 12079-2022), раздел 5 национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 71786-2024 "Тепловыделяющие элементы реакторов с натриевым и свинцовым теплоносителем. Расчет на прочность", утвержденного и введенного в действие 1 апреля 2025 г. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2024 г. N 2077-ст (М.: ФГБУ "Институт стандартизации", 2025) (далее - ГОСТ Р 71786-2024).

а) кратковременное разрушение;

б) разрушение в условиях ползучести при статическом нагружении;

в) возникновение пластической деформации от действия давления, весовых и инерционных нагрузок по всей площади хотя бы одного из возможных сечений;

г) возникновение трещины вследствие циклического нагружения (при наличии ползучести или при ее отсутствии);

д) потеря устойчивости (при наличии ползучести или при ее отсутствии);

е) достижение предельно допустимой деформации ползучести;

ж) достижение предельных изменений формы и (или) размеров;

з) достижение предельно допустимой вязкопластической деформации при наличии ползучести материала;

и) достижение предельно допустимой пластической деформации при отсутствии ползучести материала.

22. При обосновании прочности элементов а.з. рассматриваются процессы и нагружающие воздействия, влияющие по отдельности или в совокупности на достижение предельного состояния, в том числе:

а) изменения физических и механических характеристик конструкционных материалов в процессе эксплуатации вследствие нагрева, старения материала, облучения, распухания, воздействия теплоносителя, топлива, внутритвэльной среды;

б) проявление анизотропии физико-механических свойств конструкционных материалов (при наличии);

в) пластическое течение, термическая и радиационная ползучесть, радиационное распухание (при их наличии) конструкционных материалов;

г) перемещение, проскальзывание (или отсутствие проскальзываний в случае заклинивания) твэлов в дистанционирующих решетках и возникающие при этом усилия взаимодействия;

д) изменение геометрических характеристик элементов а.з. в процессе эксплуатации;

е) нагрузки от взаимодействия с топливом;

ж) коррозия оболочки твэла со стороны теплоносителя, внутренняя коррозия;

з) износ металла элементов а.з. вследствие трения контактирующих поверхностей элементов а.з.

23. Расчет на прочность элементов а.з. проводится в два этапа:

а) расчет по выбору толщин стенок (выполняется для элементов а.з., нагруженных избыточным давлением);

б) поверочный расчет.

24. Номинальные допускаемые напряжения, используемые в расчетах на прочность, определяются по временному сопротивлению, пределу текучести и пределу длительной прочности материала элемента а.з., включая изменения указанных характеристик в процессе эксплуатации.

25. Номинальные допускаемые напряжения определяются с применением коэффициентов запаса прочности согласно положениям раздела 5 СТО 95 12078-2022 и подразделе 5.1 раздела 5 ГОСТ Р 71786-2024.

26. В расчете по выбору толщин стенок вычисляются значения S_R элементов а.з. в зависимости от размеров и номинальных допускаемых напряжений этих конструкций. В качестве нагрузки рассматривается расчетное давление. Величина номинального допускаемого напряжения принимается в соответствии с расчетной температурой, установленной в ПКД.

27. Методы вычисления S_R основываются на условии недостижимости ни одного из предельных состояний, указанных в подпунктах "а" - "в" и "е" пункта 21 Правил.

28. Значение номинальной толщины стенки принимается не меньше суммы следующих значений: S_R, допусков на размеры исходных полуфабрикатов, возможных утонений при изготовлении и утонения стенки за счет сплошной коррозии под воздействием коррозионной среды теплоносителя, топлива и внутритвэльной среды за весь назначенный срок службы элемента а.з.

29. Расчет по выбору толщин стенок выполняется в соответствии с положениями раздела 4 СТО 95 12078-2022 и пунктом 4.2 ГОСТ Р 71786-2024.

30. Поверочный расчет элементов а.з. проводится по номинальным размерам, включая изменения размеров элементов а.з. от нагружающих воздействий в процессе эксплуатации, если эти изменения влияют на достижение предельных состояний, указанных в пункте 21 Правил.

31. В состав поверочного расчета включаются расчеты на:

а) статическую прочность;

б) устойчивость;

в) циклическую прочность;

г) длительную статическую прочность;

д) длительную циклическую прочность;

е) сопротивление хрупкому (вязкохрупкому) разрушению (нестабильному развитию трещины);

ж) прогрессирующее изменение формы и (или) размеров;

з) накопление вязкопластических (пластических) деформаций;

и) внешние динамические воздействия;

к) вибропрочность (вместо расчетного допускается приведение результатов расчетно-экспериментального обоснования).

32. Указанные в пункте 31 Правил расчеты проводятся в соответствии с требованиями к расчетам, выполняемым в составе поверочного расчета, приведенными в приложении N 3 к Правилам. Отсутствие в поверочном расчете хотя бы одного из указанных в пункте 31 Правил видов расчетов обосновывается организацией, выполняющей обоснование прочности.