(GRS-800) Neuere Entwicklungen bei der Bewertung der Komponentenintegrität in kerntechnischen Anlagen
Im Rahmen eines vom BMUV geförderten Eigenforschungsvorhabens wurden vier für die Sicherheitsbewertung kerntechnischer Anlagen auf dem Gebiet der Komponentenintegrität wichtige Themenkomplexe untersucht: der Einfluss des Warmvorbelastungseffekts (WPS) auf die Integritätsbewertung von Reaktordruckbehältern; die Auswirkung turbulenter Mischungsvorgänge auf die Ermüdungsbelastung von Komponenten; die Ausführung und Prüfung von Schweißnähten sowie Risikoinformierte Wiederkehrende Prüfungen (RI-ISI).
Ein quantitativer Vergleich verschiedener WPS-Modelle zeigte, dass die Verfahren ähnlich gute Prognosen für den Bruchpunkt nach einer Warmvorbeanspruchung liefern. Aus den Untersuchungen wird auch gefolgert, dass bei der Bewertung von Transienten Unsicherheitsanalysen mit verteilten thermohydraulischen Parametern bis hin zur bruchmechanischen Bewertung durchgeführt werden sollten.
Die Zahl der Schäden durch thermische Ermüdung nimmt generell ab, wird aber zunehmend durch hochzyklische Ermüdung aufgrund turbulenter Vorgänge im Kühlmittel dominiert. Die grobe Struktur der Strömungen in Abhängigkeit verschiedener Einflussparameter ist qualitativ recht gut verstanden. Für quantitative Aussagen über das Verhalten in realistischen Strukturen mit Bögen und Armaturen reichen bisherige Experimente und Simulationen jedoch noch nicht aus.
Trotz detaillierter Anforderungen an Schweißverbindungen in den verschiedenen Regelwerken kam es wiederholt zu Schäden, die oftmals auf herstellungsbedingte Vorschäden zurückzuführen sind. In diesem Eigenforschungsvorhaben erfolgte eine Aufarbeitung des Kenntnisstandes zu zwei etablierten Schweißverfahren.
Bei RI-ISI gibt es unterschiedliche Ansätze zur Auswahl der zu prüfenden Stellen. Die Vorteile der RI-ISI werden insbesondere in einer Optimierung des Prüfaufwandes gegenüber herkömmlichen Prüfprogrammen einschließlich einer Verringerung der damit verbundenen Strahlenbelastung des Personals gesehen.