НП-031-01 Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций (взамен ПНАЭ Г-5-006-87)

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Федеральный надзор России по ядерной и радиационной безопасности
(Госатомнадзор России)

ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА
В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ


НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СЕЙСМОСТОЙКИХ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ

НП-031-01

УДК 621.039
Введены в действие с 1 января 2002 г.


Утверждены постановлением Госатомнадзора России от 19 октября 2001 г. № 9


Настоящие федеральные нормы и правила устанавливают требования к обеспечению безопасности наземных атомных станций с реакторами всех типов при сейсмических воздействиях, определению категории сейсмостойкости элементов атомных станций, назначению параметров сейсмических воздействий, обеспечению сейсмостойкости строительных конструкций и оснований сооружений атомных станций, технологического, электротехнического оборудования, средств автоматизации и связи.
Настоящие правила выпускаются взамен федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций". ПН АЭ Г- 5-006-87.
При пересмотре правил учтены положения федеральных законов "Об использовании атомной энергии", "О радиационной безопасности населения", требования федеральных норм и правил в области использования атомной энергии, а также комплект карт "Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации" (ОСР-97) и рекомендации руководств МАГАТЭ (№ 50-SG-D15, Вена, 1992 г. и № 50-SG-S1 (rev. 1), Вена, 1994 г.).
Правила пересмотрены авторским коллективом в составе: Е.Г. Бугаев, В.Г. Бедняков, А.М Букринский, И.В. Калиберда, В.Н. Коробкин, И.М. Лавров, С.С. Нефедов, П.В. Туляков, Л.М. Фихиева (НТЦ ЯРБ), А.Н. Бирбраер (СПб АЭП), М.Л. Клоницкий (АЭП).
С введением в действие настоящих правил утрачивают силу Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций. ПН АЭ Г-5-006-87.


Перечень сокращений

АС - атомная станция
ВОЗ - возможный очаг землетрясений
МРЗ - максимальное расчетное землетрясение
MSK-64 - шкала сейсмической интенсивности Медведева-Шпонхойера-Карника
ННЭ - нарушение нормальной эксплуатации
НЭ - нормальная эксплуатация
ОСР - общее сейсмическое районирование
ОСР-97 - комплект карт "Общее сейсмическое районирование территории
Российской Федерации", утвержденных Российской академией наук
ПА - проектная авария
ПЗ - проектное землетрясение
СМР - сейсмическое микрорайонирование
ТЭО - технико-экономическое обоснование
УОСР - уточнение общего сейсмического районирования

Перечень условных обозначений

A - площадь поперечного сечения элемента конструкции
Е - модуль упругости материала
I - момент инерции поперечного сечения элемента конструкции
J - интенсивность сейсмическая
Ni - усилие в элементе от сейсмического воздействия по i-й координате
R - расчетное сопротивление
Ti - период i-й формы собственных колебаний сооружения
ai - сейсмическое ускорение по i-й координате
g - ускорение свободного падения
p - вероятность случайной величины
- логарифмический декремент колебаний
- расчетные напряжения
( s)1 - группа приведенных общих мембранных напряжений с учетом сейсмических воздействий
( s)2 - группа приведенных мембранных и общих изгибных напряжений с учетом сейсмических воздействий
( s)3w - группа приведенных напряжений растяжения в болтах или шпильках с учетом сейсмических воздействий
( )4w - группа приведенных напряжений в болтах или шпильках с учетом сейсмических воздействий
( s)s - напряжения смятия с учетом сейсмических воздействий
(*s)s
- касательные напряжения среза с учетом сейсмических воздействий


ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Акселерограмма - зависимость ускорения колебаний от времени.
Акселерограмма аналоговая (подобранная) - акселерограмма, зарегистрированная при реальном землетрясения и принятая для расчета на сейсмостойкость с учетом ее соответствия сейсмотектоническим и грунтовым условиям площадки АС.
Акселерограмма землетрясения - акселерограмма на свободной поверхности грунта при землетрясении.
Акселерограмма ответная - акселерограмма конструкции, определяемая из расчета вынужденных колебаний при сейсмическом воздействии.
Акселерограмма поэтажная - ответная акселерограмма для отдельных высотных отметок сооружения, на которых установлено оборудование.
Акселерограмма синтезированная - акселерограмма, полученная аналитическим путем на основе статистической обработки и анализа ряда акселерограмм и (или) спектров реальных землетрясений с учетом местных сейсмических условий.
Вибропрочность элемента - способность элемента АС сохранять прочность во время и после воздействия вибрации.
Виброустойчивость элемента - способность элемента АС выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, указанных в стандартах и технических условиях на изделия, в условиях воздействия вибрации в заданных режимах.
Геодинамическая зона - область сочленения двух тектонических блоков земной коры, в пределах которой установлены относительные перемещения на неотектоническом и четвертичном этапах развития.
Геодинамические условия - положение АС относительно геодинамических зон.
Динамический метод анализа - метод расчета на воздействие в форме акселерограмм колебаний грунта в основании сооружения путем численного интегрирования уравнений движения.
Линейно-спектральный метод анализа - метод расчета на сейсмостойкость, в котором значения сейсмических нагрузок определяются по спектрам ответа в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции.
Максимальное расчетное землетрясение - землетрясение максимальной интенсивности на площадке АС с повторяемостью один раз в 10 000 лет.
Нарушение нормальной эксплуатации АС - нарушение в работе АС, при котором произошло отклонение от установленных эксплуатационных пределов и условий.
Нормальная эксплуатация АС - эксплуатация АС в определенных проектом эксплуатационных пределах и условиях.
Осциллятор линейный - линейная колебательная система с одной степенью свободы, характеризуемая определенным периодом собственных колебаний и затуханием.
Площадка АС - территория в пределах охраняемого периметра, на которой размещаются основные и вспомогательные здания и сооружения АС.
Проектная авария - авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие с учетом принципа единичного отказа системы безопасности или одной независимой от исходного события ошибки работников (персонала) ограничение ее последствий установленными для таких аварий пределами.
Проектное землетрясение - землетрясение максимальной интенсивности на площадке АС с повторяемостью один раз в 1000 лет.
Район размещения АС - территория, включающая площадку АС, на которой возможны сейсмические явления, способные оказать влияние на безопасность АС.
Сейсмичность площадки АС - интенсивность возможных сейсмических воздействий ПЗ и МРЗ на площадке АС, измеряемая в баллах по шкале MSK-64.
Сейсмологические исследования для АС - комплекс работ по УОСР района и СМР конкурентных площадок для уточнения сейсмичности района, устанавливаемой по картам ОСР, и определения параметров ПЗ и МРЗ.
Сейсмическое микрорайонирование - комплекс специальных работ по прогнозированию влияния особенностей приповерхностного строения, свойств и состояния пород, характера их обводненности, рельефа на параметры колебаний грунта площадки.
П р и м е ч а н и е. Под приповерхностной частью разреза понимается верхняя толща пород, существенно влияющая на приращение интенсивности землетрясения.

Сейсмостойкость элементов АС - свойство элементов АС сохранять при землетрясении способность выполнять заданные функции в соответствии с проектом.
Спектр коэффициентов динамичности - безразмерный спектр, полученный делением значений спектра ответа на максимальное ускорение грунта.
Спектр ответа (реакции) - совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейного осциллятора при заданном акселерограммой воздействии с учетом собственной частоты и параметра демпфирования осциллятора.
Спектр ответа поэтажный - совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейного осциллятора при заданном поэтажной акселерограммой воздействии.
Спектр ответа (реакции) обобщенный - спектр, полученный по результатам обработки спектров ответа для набора реальных (аналоговых) акселерограмм, соответствующий заданной вероятности превышения
Уточнение ОСР - комплекс геолого-геофизических, геодинамических и сейсмологических работ по выявлению геодинамических зон, активных разломов, зон ВОЗ и определению их параметров; обоснованию размещения площадки АС в пределах однородного блока земной коры, не нарушенного активными разломами, уточнению сейсмичности района и определению параметров ПЗ и МРЗ на площадке АС для средних грунтов.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящий документ разработан с учетом Федерального закона "Об использовании атомной энергии", Общих положений обеспечения безопасности атомных станций, других федеральных норм и правил в области использования атомной энергии.
1.2. Настоящий документ предназначен для АС, проекты которых на момент его введения не утверждены. Сроки и объемы приведения в соответствие с настоящим документом строящихся и действующих АС определяются в каждом конкретном случае в порядке, установленном органами государственного регулирования безопасности.
1.3. Настоящий документ устанавливает требования к обеспечению безопасности при сейсмических воздействиях наземных АС с реакторами всех типов.


2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Проект АС должен включать:
" данные о сейсмичности площадки АС для проектных основ;
" расчеты сейсмостойкости строительных конструкций и оснований зданий и сооружений АС, поэтажные акселерограммы и спектры ответа на отметках опирания технологического оборудования I и II категории сейсмостойкости;
" расчеты и (или) экспериментальное обоснование сейсмостойкости технологического и электротехнического оборудования, средств автоматизации и связи с учетом поэтажных акселерограмм и спектров ответа;
" разработку и обоснование антисейсмических предупредительных и защитных мероприятий.
2.2. Для АС устанавливается сейсмичность площадки, соответствующая ПЗ и МРЗ, в отношении которых должны выполняться требования сейсмостойкости систем и элементов АС.
2.3. МРЗ и ПЗ должны характеризоваться средним значением и стандартным отклонением балльности и параметров сейсмического воздействия: максимальных ускорений, периода и длительности фазы интенсивных колебаний, а также набором аналоговых или синтезированных акселерограмм и спектров ответа, моделирующих характерные типы сейсмических воздействий на площадке АС.
2.4. В соответствии с требованиями Общих положений обеспечения безопасности атомных станций сейсмостойкая АС должна обеспечивать безопасность при сейсмических воздействиях до МРЗ включительно и выработку (выдачу) электрической и тепловой энергии вплоть до уровня ПЗ включительно.
П р и м е ч а н и е. Требование сейсмостойкости АС в части выдачи энергии и тепла может уточняться заказчиком АС.

2.5. Сейсмичность площадки АС и параметры сейсмических воздействий должны определяться на основе сейсмологических исследований с учетом конкретных геодинамических, сейсмотектонических, сейсмологических, грунтовых и гидрогеологических условий в соответствии с приложениями 1 и 2.
2.5.1. На стадии обоснования инвестиций и при разработке проектов унифицированных блоков АС допускается использовать значения стандартных сейсмических воздействий в соответствии с приложением 3.
2.5.2. На стадии ТЭО (проекта) расчеты сейсмостойкости АС следует выполнять с учетом параметров ПЗ и МРЗ, установленных для конкретных геодинамических, сейсмотектонических, сейсмологических, грунтовых и гидрогеологических условий размещения АС.
2.5.3. При реконструкции (или продлении срока эксплуатации) АС поверочные расчеты сейсмостойкости следует выполнять с учетом возможных изменений природных и грунтовых условий в процессе строительства и эксплуатации АС.
2.6. Здания, сооружения, строительные конструкции и основания, технологическое и электротехническое оборудование, трубопроводы, приборы, другие системы и элементы АС в зависимости от степени их ответственности для обеспечения безопасности при сейсмических воздействиях и работоспособности после прохождения землетрясения должны быть классифицированы на три категории сейсмостойкости с учетом их класса безопасности согласно требованиям Общих положений обеспечения безопасности атомных станций:
2.6.1. К I категории сейсмостойкости относятся:
" элементы АС классов безопасности 1 и 2 согласно Общим положениям обеспечения безопасности атомных станций;
" системы безопасности;
" системы нормальной эксплуатации и их элементы, отказ которых при сейсмических воздействиях до МРЗ включительно может привести к выходу радиоактивных веществ в производственные помещения АС и окружающую среду в количествах, превышающих значения, установленные действующими Нормами радиационной безопасности для проектной аварии;
" здания, сооружения и их основания, оборудование и их элементы, механическое повреждение которых при сейсмических воздействиях до МРЗ включительно путем силового или температурного воздействия на вышеупомянутые элементы и системы может привести к их отказу в работе;
" прочие системы и элементы, отнесение которых к I категории сейсмостойкости обосновано в проекте и одобрено в установленном порядке.
2.6.2. Ко II категории сейсмостойкости должны быть отнесены системы АС и их элементы (не вошедшие в I категорию), нарушение работы которых в отдельности или в совокупности с другими системами и элементами может повлечь перерыв в выработке электроэнергии и тепла, а также системы и элементы класса безопасности 3, которые не отнесены к I категории сейсмостойкости.
2.6.3. К III категории сейсмостойкости должны быть отнесены все остальные здания
...