Areva Fatigue Concept: Fast Fatigue Evaluation - eine neue Methode für den vereinfachten Ermüdungsnachweis

摘要

Within the discussions on the long term operation (LTO) of nuclear power plants the ageing management is on the focus of that analysis. The knowledge of the operational thermal cyclic load data on components of the power plants and their evaluation in the fatigue analysis is a central concern. The changes in fatigue requirements (e.g. the consideration of environmentally assisted fatigue - EAF) recently discussed and LTO efforts are a strong motivation for the identification of margins in the existing fatigue analysis approaches. These margins should be considered within new approaches in order to obtain realistic (or more accurate) analysis results. Of course, these new analysis approaches have to be manageable and efficient.The Areva Fatigue Concept (AFC) offers the comprehensive conceptual basis for the consideration of fatigue on different levels and depths. The combination of data logging and automated fatigue evaluation are important modules of the AFC.Besides the established simplified stress based fatigue estimation Areva develops a further automated fatigue analysis method called Fast Fatigue Evaluation (FFE). This method comprises highly automated stress analyses at the fatigue relevant locations of the component. Hence, a component specific course of stress as a function of time is determined based on FAMOS or similar temperature measurement systems. The subsequent application of the rain flow cycle counting algorithm allows for the determination of the usage factor following the rules of the design code requirements. The new FFE approach constitutes a cycle counting method based on the real stresses in the component, and determined as result a rule-conformity cumulative usage factor.%Innerhalb der Diskussionen zur Laufzeitverl?ngerung von kerntechnischen Anlagen steht unter anderem das Alterungsmanagement im Mittelpunkt der Betrachtungen. Hierbei spielt die Bewertung der betriebsbedingten thermozyklischen Beanspruchungen der Kernkraftwerke, der Betriebsfestigkeitsnachweis, eine zentrale Rolle.Das Areva Fatigue Concept (AFC) bietet eine umfassende konzeptionelle Basis, innerhalb der das Thema Ermüdung in verschiedenen Nachweisstufen und -tiefen behandelt wird. Wichtige Bausteine dieses Konzepts sind die Messwerterfassung und die darauf basierende, m?glichst hochautomatisierte Ermüdungsbewertung.Den bisher marktüblichen Verfahren zur Ermüdungsschnellauswertung, zum Beispiel der Transientenz?hlung in Lastfallz?hllisten oder der Ermüdungsschnellauswertung auf Basis der Gleichung der ideal behinderten thermischen Dehnung, wird mit dem hier vorgestellten neuen Ansatz der Fast Fatigue Evaluation (FFE) eine Methode zur automatisierten Ermüdungsberechnung hinzugefügt. Ziel ist die zeitabh?ngige Umsetzung gemessener Rohrau?enwandtemperaturen in Beanspruchungsgr??en am ermüdungsrelevanten Ort. Bei der neuen Methode handelt es sich damit um ein Ermüdungsz?hlverfahren, das auf dem tats?chlichen Verlauf der im Bauteil auftretenden Spannungen basiert und als Ergebnis einen regelwerkskonformen Ermüdungsgrad ermittelt.