ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ,
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ
|
УТВЕРЖДЕНО |
РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ
«РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОСТАВУ И СОДЕРЖАНИЮ ОТЧЕТА
ПО ОБОСНОВАНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ КОНТЕЙНЕРА
ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И
ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО
ТОПЛИВА»
(РБ-107-15)
Введено в действие
с 25 сентября 2015 г.
Москва 2015
Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Рекомендации по составу и содержанию отчета по обоснованию безопасности контейнера двойного назначения для хранения и транспортирования отработавшего ядерного» (РБ-107-15) (далее - Руководство) разработано в соответствии со статьей 6 Федерального закона от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» в целях содействия соблюдению требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Общие положения обеспечения безопасности объектов ядерного топливного цикла» (НП-016-05), утвержденных постановлением Ростехнадзора от 2 декабря 2005 г. № 11, «Правила безопасности при транспортировании радиоактивных материалов» (НП-053-04), утвержденных постановлением Ростехнадзора от 4 октября 2004 г. № 5, «Правила безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии» (НП-061-05), утвержденных постановлением Ростехнадзора от 30 декабря 2005 г. № 23.
Настоящее Руководство содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по составу и содержанию отчета по обоснованию безопасности контейнера двойного назначения для хранения и транспортирования отработавшего ядерного топлива при осуществлении деятельности по его межобъектовому транспортированию и хранению в централизованных хранилищах отработавшего ядерного топлива.
Настоящее Руководство распространяется на деятельность по межобъектовому транспортированию и хранению в централизованных хранилищах отработавшего ядерного топлива с использованием контейнеров двойного назначения.
Выпускается впервые1
________
1 Разработано коллективом авторов в составе: А.В. Курындин, А.А. Строганов, А.М. Киркин, И.А. Ляшко (ФБУ «НТЦ ЯРБ»),
1. Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Рекомендации по составу и содержанию отчета по обоснованию безопасности контейнера двойного назначения для хранения и транспортирования отработавшего ядерного топлива» (РБ-107-15) (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 федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Общие положения обеспечения безопасности объектов ядерного топливного цикла (ОПБ ОЯТЦ)» (НП-016-05), утвержденных постановлением Ростехнадзора от 2 декабря 2005 г. №11 (зарегистрировано Министерством юстиции Российской Федерации 1 февраля 2006 г., регистрационный № 7433; Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, 2006, № 12), федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Правила безопасности при транспортировании радиоактивных материалов» (НП-053-04), утвержденных постановлением Ростехнадзора от 4 октября 2004 г. № 5, федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Правила безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии» (НП-061-05), утвержденных постановлением Ростехнадзора от 30 декабря 2005 г. № 23.
2. Настоящее Руководство по безопасности содержит рекомендации Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по составу и содержанию отчета по обоснованию безопасности контейнера двойного назначения (далее - КДН) для хранения и транспортирования отработавшего ядерного топлива при осуществлении деятельности по его межобъектовому транспортированию и хранению в централизованных хранилищах отработавшего ядерного топлива.
3. Настоящее Руководство по безопасности предназначено для применения конструкторскими, проектными, научно-исследовательскими и эксплуатирующими организациями при обосновании безопасности КДН, а также Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору при оценке данного обоснования безопасности.
4. Требования федеральных норм и правил в области использования атомной энергии, регламентирующих безопасное обращение с КДН, могут быть выполнены с использованием иных способов, чем те, которые содержатся в настоящем Руководстве по безопасности, при условии обоснования выбранных способов для обеспечения безопасности.
5. Информацию в отчете по обоснованию безопасности КДН рекомендуется представлять в объеме, обеспечивающем возможность выполнения оценки данного обоснования.
6. Рекомендуемый перечень разделов отчета по обоснованию безопасности КДН приведен в приложении № 1 к настоящему Руководству по безопасности. Рекомендации по содержанию разделов отчета по обоснованию безопасности КДН приведены в приложениях № 2 - 9 к настоящему Руководству по безопасности.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендуемый перечень разделов отчета по обоснованию
безопасности контейнера двойного назначения
При подготовке отчета по обоснованию безопасности КДН рекомендуется придерживаться следующего перечня разделов:
Введение;
Раздел 1. Общее описание контейнера двойного назначения;
Раздел 2. Обоснование радиационной безопасности;
Раздел 3. Обоснование потерь радиоактивного содержимого;
Раздел 4. Обоснование ядерной безопасности;
Раздел 5. Обоснование температурных режимов;
Раздел 6. Обоснование прочности;
Заключение.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела «Введение»
При подготовке данного раздела рекомендуется привести:
наименование и обозначение КДН;
основание для разработки проекта КДН, сведения о заказчике, разработчике проекта, изготовителе КДН и разработчике отчета по обоснованию безопасности КДН;
область применения КДН;
сведения о типе и категории упаковки, индекс безопасности по критичности и классификационное обозначение при его использовании в хранилище;
виды транспорта, для которого проектируется контейнер.
|
к руководству
по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела
«Общее описание контейнера двойного назначения»
При подготовке данного раздела рекомендуется привести:
основные характеристики КДН (габаритные размеры, масса, вместимость, ограничения по суммарному тепловыделению, назначенный срок службы), привести эскизы (рисунки) общего вида (с указанием мест для установки пломб), основных узлов КДН и спецификацию приведенных на них конструкционных элементов КДН;
описание основных элементов, входящих в состав КДН, с указанием особенностей их изготовления и монтажа, используемых материалов, особенностей расположения и конструкции радиационной защиты, систем герметизации, методов обеспечения теплоотвода от облученных тепловыделяющих сборок (далее - ОТВС) и ядерной безопасности упаковки;
номенклатуру ОТВС, планируемых к загрузке в КДН;
описание операций, проводимых с КДН перед загрузкой, при загрузке и подготовке к межобъектовому транспортированию, при проведении периодических инспекций, выгрузке отработавшего ядерного топлива (далее - ОЯТ) из КДН и при подготовке КДН к вывозу из контейнерного хранилища;
описание транспортных средств, используемых для межобъектового транспортирования КДН, описание и основные характеристики централизованного контейнерного хранилища;
принятые при проектировании КДН принципы и критерии обеспечения безопасности и обоснование их выбора;
сведения об основных эксплуатационных характеристиках с описанием методов и средств, используемых для контроля герметичности, осушения внутренней полости КДН и вакуумной сушки;
установленные для КДН условия эксплуатации при межобъектовом транспортировании и хранении;
сведения о проведении предварительных, квалификационных, периодических, приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний; в частности, рекомендуется привести сведения об испытаниях (в том числе о визуальном контроле и измерениях контролируемых размеров, о контроле сварных соединений, о динамических (падение, удар) и статических испытаниях на прочность, об испытаниях давлением (на погружение в воду), об испытаниях на герметичность, об испытаниях компонентов и материалов, об испытаниях защитных свойств (эффективности биологической защиты) и о тепловых испытаниях);
основные положения программы технического обслуживания КДН на весь период эксплуатации с указанием периодичности и последовательности операций и приемочных критериев эксплуатационного контроля КДН, периодичности и последовательности операций и приемочных критериев контроля герметичности, основных операций по техническому обслуживанию и ремонту КДН.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендации по содержанию
раздела «Обоснование радиационной безопасности»
1. Для обоснования принятых исходных данных рекомендуется:
указать технические характеристики КДН (основные размеры и материальный состав), определяющие его радиационно-защитные свойства, и параметры ОЯТ, как источника излучений (в части его геометрии и материального состава), принятые при расчете параметров радиационной безопасности;
привести сведения об особенностях формирования источников излучения в ОЯТ и конструкционных элементах ОТВС;
при выборе источника излучения из всей номенклатуры планируемых к загрузке в КДН ОТВС выделить несколько групп ОТВС с наихудшими с точки зрения радиационной безопасности характеристиками и обосновать данный выбор;
привести характеристики источников излучения (суммарные интенсивности источников фотонов и нейтронов в ОЯТ и конструкционных элементах ОТВС, энергетические спектры источников фотонов и нейтронов в групповом приближении и их графические представления, профили распределения источников фотонов и нейтронов по высоте ОТВС);
выполнить анализ влияния старения материалов КДН на параметры радиационной безопасности (например, потеря связанной воды бетоном);
выполнить анализ устойчивости материалов конструкционных элементов КДН к дезактивирующим растворам и их совместимости.
2. Для обоснования используемых программных средств и методик рекомендуется:
привести сведения об используемых методиках расчета и используемых программных средствах (номер аттестационного паспорта, область применения и погрешность определения параметров радиационной безопасности), реализуемых ими методах, задействованных модулях;
указать принятые в расчетах приближения, выполнить анализ их влияния на результаты расчетов показателей радиационной безопасности.
3. При разработке расчетных моделей для обоснования радиационной безопасности при нормальной эксплуатации и авариях рекомендуется:
показать, как при введении упрощающих допущений в описании геометрии и материального состава консервативно учтены основные значимые допуски на размеры защитных элементов, на плотность и элементный состав материалов защиты, изменения защитных свойств гетерогенных элементов источника и защиты при их гомогенизации;
для расчетных моделей при авариях показать, как консервативно учтены возможные изменения в конструкции КДН и схеме размещения ОТВС в результате аварии (к таким изменениям могут быть отнесены потеря элементов радиационной защиты или ухудшение их защитных характеристик, деформация корпуса и крышек КДН, изменение шага расположения ОЯТ внутри КДН, изменение плотности воды внутри и снаружи КДН);
привести общий вид, осевое и азимутальное сечения расчетных моделей, используемых для обоснования радиационной безопасности при нормальной эксплуатации КДН и при авариях.
4. При представлении результатов выполненных расчетов и оценок рекомендуется:
в табличном виде привести максимальные расчетные значения мощности дозы, обусловленной фотонным и нейтронным излучением, а также суммарное значение мощности дозы за защитой КДН на всех нормируемых расстояниях для каждой группы ОТВС, выбранной согласно пункту 1 данного приложения к настоящему Руководству по безопасности, для нормальной эксплуатации КДН и при авариях;
в графическом виде привести радиальное и аксиальное распределения полученных значений мощности дозы;
выполнить анализ соответствия полученных значений параметров радиационной безопасности критериям, принятым при проектировании КДН.
|
к руководству
по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела
«Обоснование потерь радиоактивного содержимого»
1. Для обоснования принятых исходных данных рекомендуется:
указать технические характеристики КДН и параметры ОЯТ, принятые при расчете потерь радиоактивного содержимого;
привести подробное описание системы герметичности КДН при нормальных условиях эксплуатации и при авариях;
привести сведения об уровне герметичности КДН по реперному газу (например, по гелию);
указать учитываемые механизмы потери радиоактивного содержимого; к таким механизмам могут быть отнесены диффузионный и капиллярный механизмы переноса радионуклидов;
провести анализ процессов переноса значимых радионуклидов, содержащихся в ОЯТ и потенциально способных к высвобождению во внутренний объем КДН и далее за пределы КДН, для каждого механизма потери радиоактивного содержимого; рекомендуется обосновать перечень радионуклидов, учитываемых при оценке потерь радиоактивного содержимого;
привести принятые значения параметров, необходимых для оценки потерь радиоактивного содержимого из КДН при нормальной эксплуатации и при авариях (доля выхода значимых радионуклидов из топливной матрицы в газовый объем тепловыделяющего элемента (далее - твэл)), доля выхода значимых радионуклидов из газового объема твэла в свободный объем КДН, значения температур газа и газовых прокладок, величина свободного объема внутри КДН);
привести подробное описание герметизирующих прокладок с указанием их диаметра, толщины и материала изготовления;
выполнить анализ влияния старения материалов на потери радиоактивного содержимого из КДН;
привести обоснование возможности контроля герметичности уплотнений крышек на протяжении всего срока службы.
2. Для обоснования используемых программных средств и методик рекомендуется:
привести сведения об используемых методиках расчета и используемых программных средствах (аттестационный номер, область применения и погрешность определения параметров), реализуемых ими методах, задействованных модулях;
привести описание используемых расчетных моделей для оценки активности значимых радионуклидов и указать принятые в расчетах упрощающие допущения и расчетные приближения, выполнить анализ их влияния на расчеты потерь радиоактивного содержимого;
при анализе аварий, приводящих к изменению конструкции КДН и ОТВС, а также изменению в герметизирующей системе КДН, использовать консервативный подход;
привести используемые при расчетах формулы и константы.
3. При представлении результатов выполненных расчетов и оценок рекомендуется:
привести суммарную скорость утечки активности из КДН за счет всех механизмов потери радиоактивного содержимого из КДН для нормальной эксплуатации и при авариях;
выполнить анализ соответствия полученных значений скорости утечки активности из КДН критериям, принятым при проектировании КДН.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела
«Обоснование ядерной безопасности»
1. Для обоснования принятых исходных данных рекомендуется:
указать технические характеристики КДН, чехла и ОТВС, принятые при расчете параметров ядерной безопасности, а также указать конструкционные особенности КДН, чехла и ТВС с точки зрения расположения поглотителей нейтронов;
привести элементный и изотопный составы материалов КДН, чехла и тепловыделяющих сборок (далее - ТВС), учитываемых при оценке параметров ядерной безопасности, и соответствующие массовые доли и ядерные концентрации элементов;
указать основные геометрические характеристики ТВС и твэлов и привести их общий вид и чертежи;
выполнить анализ влияния старения материалов на параметры ядерной безопасности.
2. Для обоснования используемых программных средств и методик рекомендуется:
привести сведения об используемых методиках расчета и используемых программных средствах (номер аттестационного паспорта, область применения и погрешность определения параметров ядерной безопасности), реализуемых ими методах, задействованных модулях;
привести описание используемых расчетных моделей и указать принятые в расчетах упрощающие допущения и расчетные приближения, выполнить анализ их влияния на расчеты параметров ядерной безопасности;
привести общий вид, осевое и азимутальное сечения расчетных моделей, используемых для обоснования ядерной безопасности при нормальной эксплуатации КДН и при авариях;
при подготовке расчетных моделей для аварий, приводящих к изменениям в конструкции КДН и схеме размещения ОТВС, использовать консервативный подход; к таким изменениям могут быть отнесены потеря нейтронных поглотителей, деформация корпуса и крышек КДН, изменение шага расположения ОТВС внутри КДН, изменение плотности воды внутри и снаружи КДН;
при учете глубины выгорания для оценки показателей ядерной безопасности привести и обосновать перечень учитываемых радионуклидов (рекомендуется учитывать изменение нуклидного состава топлива в процессе хранения).
3. При представлении результатов выполненных расчетов и оценок рекомендуется:
привести максимальные расчетные значения эффективного коэффициента размножения нейтронов для одного КДН и группы КДН при нормальной эксплуатации КДН и при авариях;
выполнить анализ соответствия полученных значений параметров ядерной безопасности критериям, принятым при проектировании КДН.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела
«Обоснование температурных режимов»
1. Для обоснования принятых исходных данных рекомендуется:
указать технические характеристики и геометрические параметры КДН, чехла и параметры ОТВС, принятые при расчете температурных режимов;
указать принятое значение остаточного тепловыделения на одну ОТВС и профиль распределения остаточного тепловыделения по высоте ОТВС;
привести теплофизические характеристики (коэффициенты теплопроводности и теплоемкости, плотность, степень черноты) материалов КДН и ОТВС и давление газа во внутренней полости КДН при нормальной эксплуатации и при авариях; также рекомендуется привести зависимость принятых теплофизических характеристик от температуры;
указать особенности распределения тепловыделения в ОТВС и описать механизмы теплопередачи внутри КДН и механизмы отвода тепла от внешней поверхности КДН;
привести и обосновать принятые граничные условия при нормальной эксплуатации и при авариях;
выполнить анализ влияния старения материалов на теплофизические характеристики КДН.
2. Для обоснования используемых программных средств и методик рекомендуется:
привести сведения о применяемых методиках и используемых программных средствах (аттестационный номер, область применения и погрешность определения параметров температурных режимов), реализуемых ими методах, задействованных модулях;
привести описание используемых расчетных моделей для оценки температурных режимов и указать принятые в расчетах упрощающие допущения и расчетные приближения, выполнить анализ их влияния на расчеты температурных режимов;
привести общие виды, осевые и азимутальные сечения расчетных моделей, используемых для обоснования температурных режимов при нормальной эксплуатации КДН и при авариях;
при расчете температурных режимов обосновать, каким образом учитывается инсоляция на открытые поверхности КДН в течение дня при нормальной эксплуатации и при авариях;
при подготовке расчетных моделей при авариях, приводящих к изменениям в конструкции КДН и схеме размещения ОЯТ, использовать консервативный подход;
привести используемые при расчетах формулы и константы.
3. При представлении результатов выполненных расчетов и оценок рекомендуется:
привести максимальные значения температуры оболочек твэлов, температуры конструкционных элементов КДН, в том числе наружной поверхности, и температуры в районе герметизирующих прокладок крышек КДН при нормальной эксплуатации и при авариях;
привести на рисунках стационарное распределение температур в КДН;
при авариях привести в графическом виде зависимости температуры в районе герметизирующих элементов конструкции упаковки от времени;
выполнить анализ соответствия полученных значений температур критериям, принятым при проектировании КДН.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела «Обоснование прочности»
1. Для обоснования принятых исходных данных рекомендуется:
привести и обосновать перечень необходимых прочностных расчетов (к которым могут быть отнесены расчет на статическую прочность; расчет на динамическую прочность; расчет на циклическую прочность; расчет на вибропрочность; расчет на устойчивость; расчет на сопротивление хрупкому разрушению; расчет на длительную статическую прочность; расчет на прогрессирующее формоизменение; расчет на сейсмические воздействия; расчет максимального накопленного флюенса в конструкционных материалах КДН; расчет на прочность при падении грузоподъемных механизмов и строительных конструкций; расчет на воздействие летательного аппарата);
указать технические характеристики корпуса КДН, его конструкционных элементов, чехла и параметры ОТВС, принятые при прочностных расчетах;
подробно описать учитываемые в расчетах материалы, при этом рекомендуется привести свойства и технические требования к материалам; рекомендуется выполнить анализ и привести описание химических, гальванических и других реакций, выполнить анализ воздействия излучения на материалы; при описании воздействия источников излучения на материалы рекомендуется оценить максимальный накопленный флюенс в материалах КДН, предназначенного для длительного контейнерного хранения ОТВС, и его влияние на изменение (деградацию) прочностных характеристик материалов; для таких КДН рекомендуется также оценить влияние длительных тепловых нагрузок на изменение прочностных свойств материалов (например, потеря прочности бетоном при потере им кристаллической влаги); привести анализ влияния указанных воздействий и старения материалов КДН на их механические свойства;
привести характеристики нагрузок на КДН при нормальной эксплуатации и при авариях; рекомендуется указать и обосновать общие подходы к выбору возможных сочетаний расчетных нагрузок на КДН и сами выбранные сочетания для анализа прочности КДН;
привести и обосновать принятые температуры конструкционных элементов КДН, чехла и ОТВС;
привести рисунки с обозначением центра масс КДН и чехла;
привести подробное описание крепежных элементов; рекомендуется привести сведения о том, каким образом при выполнении прочностных расчетов учитывались нагрузки массы КДН и сейсмических воздействий при подвеске КДН на грузоподъемном оборудовании;
привести обоснование сохранности механических свойств конструкционных материалов КДН при воздействии на них излучения на протяжении всего срока службы.
2. Для обоснования используемых программных средств и методик рекомендуется:
привести сведения о применяемых методиках и об используемых программных средствах (аттестационный номер, область применения), реализуемых ими методах, задействованных модулях;
привести описание используемых расчетных моделей для прочностных расчетов и указать принятые в расчетах упрощающие допущения и расчетные приближения, выполнить анализ их влияния на результаты прочностных расчетов;
привести общий вид, осевое и азимутальное сечения расчетных моделей, используемых для обоснования прочности при нормальной эксплуатации КДН и при авариях;
при подготовке расчетных моделей при авариях, приводящих к изменениям механических свойств материалов в процессе их старения, использовать консервативный подход;
привести используемые при расчетах формулы и константы.
3. При представлении результатов выполненных расчетов и оценок рекомендуется:
для каждого расчета привести распределения пластических деформаций, общие деформированные состояния, распределения направленных (вертикальных, радиальных и суммарных) перемещений, приведенных и эквивалентных напряжений, графики изменения скоростей и ускорений перемещений;
в табличном виде привести расчетные значения напряжений для всех элементов КДН и ОТВС при нормальной эксплуатации и при авариях;
в графическом виде привести распределение полученных значений напряжений;
выполнить анализ соответствия полученных значений напряжений критериям, принятым при проектировании КДН.
|
к
руководству по безопасности |
Рекомендации по содержанию раздела «Заключение»
При подготовке данного раздела рекомендуется:
кратко изложить основные результаты выполненных расчетов и оценок;
привести результаты анализа соответствия полученных значений принятым в проекте КДН принципам и критериям безопасности;
представить в табличном виде результаты расчетов нормируемых величин и сопоставить их с требованиями федеральных норм и правил в области использования атомной энергии;
дать общее заключение по обоснованию безопасности КДН.
СОДЕРЖАНИЕ