Bekanntmachung von sicherheitstechnischen Regeln des Kerntechnischen Ausschusses – Nachweise zum Bruchausschluss für druckführende Komponenten in Kernkraftwerken (KTA 3206)

Grundlagen

1 Anwendungsbereich

2 Begriffe

3 Grundlegende Anforderungen an Komponenten mit Bruchausschluss

4 Vorgehensweise bei Nachweisen zum Bruchausschluss

4.1 Erforderliche Nachweise

4.2 Nachweis der Qualität nach Auslegung und Herstellung

4.3 Nachweis der vorhandenen Qualität nach bisherigem Betrieb

4.4 Absicherung der erforderlichen Qualität für den weiteren Betrieb

5 Dokumentation und Berichtswesen

Anhang

Anhang A (normativ) Durchführung einer bruchmechanischen Analyse

A 1 Allgemeine Anforderungen

A 2 Bewertung postulierter Risse in Rohrleitungen

A 3 Bewertung postulierter Risse in Druckbehältern sowie Armaturen- oder Pumpengehäusen

A 3.1 Druckbehälter

A 3.2 Armaturen- und Pumpengehäuse

A 4 Bewertung herstellungsbedingter Fehler

Anhang B (normativ) Verfahren für die bruchmechanische Analyse

B 1 Allgemeine Anforderungen

B 2 Bruchmechanische Verfahren

B 2.1 Grenztaglastverfahren

B 2.1.1 Grundlagen

B 2.1.2 Längsriss unter Innendruckbelastung

B 2.1.2.1 Geradrohr

B 2.1.2.2 Rohrbogen

B 2.1.3 Umfangsriss im Geradrohr unter Innendruck und äußerem Biegemoment

B 2.1.3.1 Allgemeines

B 2.1.3.2 Plastisches Grenzlastkonzept (PGL-Konzept)

B 2.1.3.3 Fließspannungskonzept (FSK)

B 2.1.4 Anwendungsgrenzen

B 2.2 J-T-Verfahren

B 2.2.1 Grundlagen

B 2.2.2 Anzuwendende Formeln

B 2.2.3 Erforderliche Eingangsdaten

B 2.2.4 Anwendungsgrenzen

B 2.3 Zwei-Kriterien-Verfahren

B 2.3.1 Grundlagen

B 2.3.2 Anzuwendende Formeln

B 2.3.3 Anwendungsgrenzen

B 2.4 Schädigungsmechanik (local approach)

B 2.4.1 Grundlagen

B 2.4.2 GTN-Modell (Gurson, Tvergaard & Needleman)

B 2.4.2.1 Anzuwendende Formeln

B 2.4.2.2 Erforderliche Eingangsdaten

B 2.4.3 Rousselier-Modell B

B 2.4.3.1 Anzuwendende Formeln

B 2.4.3.2 Erforderliche Eingangsgrößen

B 2.4.4 Anwendungsgrenzen

B 2.5 Verfahren zur Berechnung des Ermüdungsrisswachstums

B 2.5.1 Grundlagen

B 2.5.2 Anzuwendende Verfahren

B 2.5.3 Erforderliche Eingangsdaten

B 2.5.4 Anwendungsgrenzen

B 3 Verfahren zur Bestimmung von Leckausströmraten

B 3.1 Leckflächenberechnungen

B 3.1.1 Grundlagen

B 3.1.2 Anzuwendende Verfahren

B 3.1.3 Anwendungsgrenzen

B 3.2 Bestimmung der Leckraten (Ausströmraten)

B 3.2.1 Grundlagen

B 3.2.2 Anzuwendende Verfahren

B 3.2.2.1 Allgemeines

B 3.2.2.2 Einphasige Ausströmung einer unterkühlten Flüssigkeit

B 3.2.2.3 Zweiphasige Ausströmung

B 3.2.2.4 Einphasige Ausströmung von überhitztem Dampf

B 3.2.2.5 Widerstandsbeiwert

B 3.2.3 Erforderliche Eingabedaten

B 3.2.4 Anwendungsgrenzen

Anhang C (normativ) Werkstoffdaten für die bruchmechanische Analyse

C 1 Spannungs-Dehnungs-Kurven

C 2 Rissinitiierungskennwerte

C 2.1 Physikalische Rissinitiierungskennwerte (J_i)

C 2.2 Technische Rissinitiierungskennwerte (J_0,2, J_0,2BL, J_Ic)

C 3 Risswiderstandskurven (J-R Kurven)

Anhang D (informativ) Beispiele für eine bruchmechanische Analyse

D 1 Austenitische Rohrleitung mit Umfangsriss

D 1.1 Eingangsgrößen

D 1.2 Schritt 1 gemäß Bild A-3: Festlegung des Ausgangsrisses

D 1.3 Schritt 2 gemäß Bild A-3: Berechnung der Rissentwicklung Δa und 2Δc

D 1.4 Schritt 3 gemäß Bild A-3: Berechnung der kritischen Durchrisslänge 2c_krit

D 1.4.1 Bestimmung der zu berechnenden notwendigen Eingangsgrößen

D 1.4.2 Plastisches Grenzlastverfahren

D 1.4.3 Fließspannungskonzept (FSK)

D 1.4.3.1 Berechnung nach MPA (FSK/MPA)

D 1.4.3.2 Berechnung nach Siemens-KWU (jetzt AREVA)(FSK/KWU)

D 1.4.4 J-T-Verfahren

D 1.4.4.1 Spannungs-Dehnungs-Kurve

D 1.4.4.2 Analytisches Vorgehen

D 1.4.4.3 Finite Elemente Analyse

D 1.4.5 Zwei-Kriterien-Verfahren

D 1.5 Schritt 5 gemäß Bild A-3: Berechnung der detektierbaren Durchrisslänge 2c_LÜS

D 1.6 Schritt 6 gemäß Bild A-3: Bewertung, ob Integrität nachgewiesen

D 1.7 Schritt 7 gemäß Bild A-3: Bewertung, ob Leck-vor- Bruch nachgewiesen

D 2 Ferritische Rohrleitung mit Umfangsriss

D 2.1 Eingangsgrößen

D 2.2 Schritt 1 gemäß Bild A-3: Festlegung des Ausgangsrisses

D 2.3 Schritt 2 gemäß Bild A-3: Berechnung der Rissentwicklung Δa und 2Δc

D 2.4 Schritt 3 gemäß Bild A-3: Berechnung der kritischen Durchrisslänge 2c_krit

D 2.4.1 Bestimmung der zu berechnenden notwendigen Eingangsgrößen

D 2.4.2 Plastisches Grenzlastverfahren

D 2.4.3 Fließspannungskonzept (FSK)

D 2.4.3.1 Berechnung nach MPA (FSK/MPA)

D 2.4.3.2 Berechnung nach Siemens-KWU (jetzt AREVA) (FSK/KWU)

D 2.4.4 J-T-Verfahren

D 2.4.4.1 Spannungs-Dehnungs-Kurve

D 2.4.4.2 Analytisches Vorgehen

D 2.4.4.3 Finite Elemente Analyse

D 2.4.5 Zwei-Kriterien-Verfahren

D 2.5 Schritt 5 gemäß Bild A-3: Berechnung der detektierbaren Durchrisslänge 2c_LÜS

D 2.6 Schritt 6 gemäß Bild A-3: Bewertung, ob Integrität nachgewiesen

D 2.7 Schritt 7 gemäß Bild A-3: Bewertung, ob Leck-vor-Bruch nachgewiesen

Anhang E

Bestimmungen und Literatur, auf die in dieser Regel verwiesen wird

Literatur