СБОРКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЕ ЯДЕРНЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ТИПА ВВЭР

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБОЛОЧЕК
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ГОСТ 28506-90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СБОРКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЕ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ТИПА ВВЭР Методы контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов Fuel assemblies in nuclear power WWER reactors. Fuel failure detection methods

ГОСТ 28506-90

Дата введения 01.07.91

Настоящий стандарт распространяется на тепловыделяющие сборки (ТВС) ядерных энергетических водо-водяных корпусных реакторов типа ВВЭР и устанавливает методы контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов тепловыделяющих сборок, отработавших или подлежащих дальнейшей эксплуатации, на остановленном реакторе при стендовых испытаниях.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Методы контроля герметичности оболочек (КГО) тепловыделяющих элементов (твэлов) тепловыделяющих сборок (ТВС) основаны на косвенном измерении утечки из негерметичных твэлов реперных радионуклидов йода-131 или цезия-134 (цезия-137), являющихся продуктами деления урана-235, путем измерения удельной радиоактивности пробы воды из стенда в процессе испытаний ТВС в специальном стенде КГО при остановленном реакторе.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении 1.

1.2. Инициирование выхода радионуклидов йода-131, цезия-134 (цезия-137) в воду стенда осуществляется изменением давления циркулирующей по контуру стенда воды в процессе выдержки ТВС в этой воде - настаивании.

1.3. Выбор реперных радионуклидов обусловлен их ядерно-физическими характеристиками, приведенными в приложении 2, позволяющими выявить ТВС с негерметичными твэлами: в течение 28 сут с момента остановки реактора - при использовании метода КГО по йоду-131; через 28 сут и позже с момента остановки реактора - при использовании метода КГО по цезию-134 (цезию-137).

1.4. Радионуклиды цезия-134 (цезия-137) самостоятельно используются для обнаружения ТВС с негерметичными твэлами через 28 сут с момента остановки реактора только для контроля отработавших ТВС.

1.5. Обнаружение отработавших ТВС, содержащих негерметичные твэлы, но цезию-134 (цезию-137) осуществляется в течение одного года после окончания их эксплуатации.

2. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ КОНТРОЛЯ

2.1. Контроль герметичности оболочек твэлов должен проводиться на специальном стенде КГО с дистанционным управлением, пеналы которого расположены в бассейне выдержки.

2.2. Стенд КГО, структурная схема которого приведена на черт. 1, состоящий из пенала и арматурного блока, содержит следующие элементы:

Структурная схема стенда КГО

1 - пенал; 2 - насос; 3 - система управления; 4 - компенсатор давления; 5 - арматурный блок

Черт. 1

циркуляционный насос;

систему управления, оснащенную приборами для измерения температуры и давления воды в стенде;

компенсатор давления для испытаний ТВС при различных давлениях в стенде;

контур циркуляции воды по стенду для промывки ТВС и настаивания.

2.3. Стенд КГО должен удовлетворять следующим техническим требованиям.

2.3.1. Объем воды в стенде должен быть:

для ВВЭР-440 - от 100 до 200 л;

для ВВЭР-1000 - не более 400 л.

2.3.2. Стенд КГО должен обеспечивать изменение избыточного давления воды в циркуляционном контуре в интервале от 5∙10⁴ до 5∙10⁵ Па.

2.3.3. Насос должен обеспечивать такой расход воды в контуре стенда, чтобы время прохождения в теплоносителе реперной точки от начала до конца контура не превышало 5 мин.

2.3.4. Промывка контура циркуляции и ТВС должна производиться в двух направлениях.

2.4. В стенде КГО должны быть предусмотрены:

подача в компенсатор давления сжатого воздуха, очищенного от пыли и масла, или азота при избыточном давлении до 5∙10⁵ Па;

подача на стенд технической воды или чистого конденсата со следующими характеристиками: радиоактивность - не более 37 Бк/л; концентрация борной кислоты - 12-16 г/дм³ *;

* Концентрация борной кислоты в указанных единицах измерена при нормальных условиях: 25 °С и 0,1 МПа.

подача растворов для дезактивации оборудования, арматуры и трубопроводов стенда.

2.5. Приборы, предназначенные для контроля давления и температуры в пенале стенда, должны иметь классы точности не ниже 1,0 и 0,5 соответственно.

2.6. Измерение удельной активности радионуклидов в пробах воды из стенда КГО осуществляется на спектрометрической установке, состоящей из детектора гамма-излучения, имеющего разрешение не более 8,0∙10^-4 пДж по гамма-линии 0,21 пДж кобальта-60 и многоканального амплитудного анализатора с числом каналов не менее 1000, с последующей обработкой полученных результатов на ЭВМ и выводом результатов на цифропечатающее устройство. Алгоритм обработки приведен в разд. 5.

2.7. Погрешность измерения удельной активности с помощью спектрометрической установки не должна превышать 15 % при доверительной вероятности Р=0,99.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ КОНТРОЛЯ

3.1. Для проверки па герметичность ТВС необходимо поместить в пенал стенда КГО и провести промывку ТВС.

3.2. Перемещение ТВС в пенал стенда КГО производится в воде в соответствии с техническими условиями на кассету ТВС реактора данного типа.

3.3. Промывка ТВС должна проводиться сначала при открытой, потом при закрытой крышке пенала.

3.3.1. При открытой крышке пенала ТВС следует промывать встречным потоком воды в течение времени опускания ТВС в пенал.

3.3.2. При закрытой крышке пенала ТВС следует промывать в двух направлениях, не менее 5 мин в каждом направлении.

Количество воды, необходимое для промывки в каждом направлении, должно составлять не менее двух объемов стенда.

3.3.3. Качество промывки ТВС характеризуется значением удельной активности радионуклидов марганца-54, одного из продуктов коррозии в воде стенда КГО.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ КОНТРОЛЯ

4.1. Испытание ТВС должно проводиться при циркуляции воды по контуру стенда (без замены воды) и состоять из двух последовательных циклов настаивания:

первый цикл - настаивание при избыточном давлении в контуре стенда (4,0-5,0)∙10⁵ Па в течение 5 мин;

второй цикл - настаивание при избыточном давлении 1,0∙10³ Па в течение времени, кратного периоду циркуляции воды в контуре стенда, но не менее 4 мин.

4.2. Период циркуляции для каждого цикла определяется экспериментально на каждом конкретном стенде.

4.3. Пробу из стенда КГО следует отбирать в течение всего второго цикла непрерывно, равномерной струей.

Перед отбором пробы необходимо произвести дренаж всей воды, находящейся в пробоотборной линии.

4.4. При испытании бесчехловых ТВС (реакторов типа ВВЭР-1000) настаивание при давлении 1,0∙10⁵ Па следует проводить в течение 20 мин до полного перемешивания воды в стенде КГО.

Отбор пробы следует проводить после предварительного дренажа в конце режима настаивания в течение 1-10 с.

4.5. Расположение точки отбора пробы на стенде КГО определяется конструкцией арматурного блока.

4.6. В пробе воды, взятой из стенда КГО, на спектрометрической установке определяются:

значение удельной активности реперных радионуклидов йода-131, цезия-134 (цезия-137);

значение удельной активности радионуклидов марганца-54.

4.7. Проба воды из стенда, взятая во время настаивания, должна характеризовать радиоактивность воды в стенде по измеряемым радионуклидам с погрешностью не более 10 %, при погрешности отбора пробы не более 5 %.

4.8. Исследование отработавших ТВС и обработка результатов измерений по цезию-134 (цезию-137) проводятся так же, как и по йоду-131.

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Для выявления ТВС, содержащих твэлы с негерметичными оболочками, проводится анализ статистического распределения полученных при проверке ТВС данных по активности одного из реперных радионуклидов: йода-131 или цезия-134 (цезия-137) и продуктов коррозии (марганца-54) в воде стенда КГО.

5.2. Для каждой ТВС, исследуемой на стенде КГО, определяют:

а_i, Бк/л - значение удельной активности радионуклидов йода-131 или цезия-134 (цезия-137) в пробе на момент остановки реактора;

а’_i, Бк/л - значение удельной активности радионуклидов марганца-54 в пробе на момент остановки реактора.

5.3. Для полученной совокупности данных вычисляют средние арифметические значения удельной активности радионуклидов йода-131 или цезия-134 (цезия-137), () и марганца-54 () по формулам (1), (2) и их средние квадратические отклонения (s_a, s_a’) по формулам (3), (4):

;                                                                    (1)

;                                                                  (2)

;                                                      (3)

,                                                      (4)

где п - число проверяемых ТВС.

Примечание. Суммирование проводится по всем ТВС, при этом п - число ТВС, не менее 20.

5.4. Одновременно строится гистограмма распределения числа ТВС по активности реперного радионуклида в соответствии с требованиями черт. 2.

Гистограмма статистического дифференциального распределения удельной активности продуктов деления (йода-131, цезия-134, цезия-137) в пробах из стенда КГО.

Черт. 2

5.4.1. ТВС, для которых выполняется условие:

                                                                 (5)

следует считать герметичными.

5.4.2. ТВС, для которых выполняются условия:

;                                                                (6)

                                                               (7)

следует считать содержащими твэлы с негерметичными оболочками.

5.5. Если в результате проверки выявлена ТВС, содержащая твэлы с негерметичными оболочками, то проводят повторный расчет значении а и s_а, и проверку по формулам (5), (6), (7) - для ТВС, удовлетворяющих условию (5) по результатам предыдущей проверки.

5.6. Повторные расчеты с целью выявления ТВС, содержащих твэлы с негерметичными оболочками, проводят до тех пор, пока все ТВС, последовательно включаемые в повторный расчет, будут удовлетворять условию (5).

5.7. ТВС, удовлетворяющие условию (6) и, одновременно, не удовлетворяющие условию (7) подвергаются повторному испытанию на стенде КГО.

5.8. ТВС, которые проверялись на стенде сразу за негерметичными ТВС и для которых выполняется условие (6), подлежат повторному испытанию на стенде КГО.

5.9. Группа ТВС, проверенных подряд (зона К черт. 3), должна быть подвергнута повторному испытанию в следующих случаях: если значения по йоду-131 (цезию-134, цезию-137) удельных активностей группы проверенных подряд ТВС превышают значения  в два и более раз, или если превышают значение , вычисленное для всех остальных ТВС.

Удельная активность продуктов деления (йода-131, цезия-134, цезия-137)

Черт. 3

5.10. Если обнаружение негерметичных ТВС по йоду-131 затруднено, то есть одновременно выполняются условия

 и ,

то дополнительно используются данные исследования по удельной активности радионуклидов цезия-134 (цезия-137).

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. При проведении исследований ТВС при помощи данных методов необходимо соблюдать требования следующей документации: НРБ-76 «Нормы радиационной безопасности», ОСП-72 «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений», ПБЯ-04 «Правила ядерной безопасности атомных электростанций».

6.2. В каждой из смен проведением КГО должен заниматься персонал стенда, прошедший предварительное обучение и сдавший экзамен па право работы на стенде.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

Ядерно-физические характеристики нуклидов

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством атомной энергетики и промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.03.90 № 736

3. Срок проверки - 1994 г., периодичность проверки - 5 лет

4. ВЗАМЕН ОСТ 95 866-81

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ