Risk-informed method for predicting the operation life extension period of active safety systems at nuclear power plants

Abstract

An original method has been developed for predicting the operation life extension period of thermal mechanical equipment of safety systems based on the assessment of the residual resource by the number of thermohydrodynamic and mechanical cyclic loads and the test frequency during design operation life. Based on the developed method, as well as the results of technical inspection of pump and armature bodies of emergency core cooling and steam generator emergency feedwater systems, it was found that the permissible operation life extension period is 4 years for the design test frequency, 8 years if the test frequency is reduced by 2 times, 16 years if the test frequency is reduced by 6 times, 20 years if the test frequency is reduced by 10 times. However, the possibility of reducing the test frequency requires additional substantiation for optimizing the test frequency, taking into account the effects of equipment wear and the accumulation of critical defects between tests. The need to optimize the test frequency de-termines the relevance of further research.

Розроблено ризик-орієнтований метод прогнозування строків продовження експлуатації тепломеханічного обладнання систем безпеки на основі оцінки залишкового ресурсу по кількості теплогідродинамічних і механічних циклічних навантажень і частоти випробувань у проектний строк експлуатації. На основі розробленого метода, а також результатів технічного дослідження корпусів насосів і арматури систем аварійного охолодження активної зони реактора та аварійного підживлення парогенераторів установлено, що при збереженні проектної періодичності випробувань припустимий строк продовження експлуатації складає 4 роки, при скороченні частоти випробувань у 2 рази – 8 років, у 6 разів – 16 років, у 10 разів – 20 років. Однак можливість скорочення періодичності випробувань потребує додаткових обґрунтувань щодо оптимізації частоти випробувань з урахуванням ефектів зносу обладнання і накопичення критичних дефектів у періоди між випробуваннями. Необхідність оптимізації періодичності випробувань визначає актуальність подальших досліджень.

Разработан оригинальный метод прогнозирования сроков продления эксплуатации тепломеханического оборудования систем безопасности на основе оценки остаточного ресурса по количеству теплогидродинамических и механических циклических нагрузок и частоты испытаний в проектный срок эксплуатации. На основе разработанного метода, а также результатов технического обследования корпусов насосов и арматуры систем аварийного охлаждения активной зоны реактора и аварийной подпитки парогенераторов установлено, что при сохранении проектной периодичности испытаний допустимый срок продления эксплуатации составляет 4 года; при сокращении частоты испытаний в 2 раза – 8 лет, в 6 раз – 16 лет, в 10 раз – 20 лет. Однако возможность сокращения периодичности испытаний требует дополнительных обоснований по оптимизации частоты испытаний с учетом эффектов износа оборудования и накопления критических дефектов в периоды между испытаниями. Необходимость оптимизации периодичности испытаний определяет актуальность дальнейших исследований.