РД-03-34-2000

РУКОВОДЯЩИЕ ДОКУМЕНТЫ

     

ТРЕБОВАНИЯ
к составу и содержанию отчета о верификации
и обосновании программных средств, применяемых для обоснования
безопасности объектов использования атомной энергии

     

Дата введения 2000-12-29

УТВЕРЖДЕНЫ приказом начальника Госатомнадзора России от 28 декабря 2000 г. N 122

     I. Общие положения

1. Настоящий документ разработан в развитие руководящего документа Госатомнадзора России - Положения об аттестации программных средств, применяемых при обосновании или обеспечении безопасности объектов использования атомной энергии.

2. Настоящий документ содержит требования к составу и содержанию отчета о верификации и обосновании программных средств (ПС), применяемых при обосновании безопасности объектов использования атомной энергии (ОИАЭ) по направлениям:

- нейтронно-физические расчеты;

- расчеты теплопередачи и гидродинамики. Стационарные и динамические связанные расчеты нейтронно-физических, гидродинамических, термодинамических и термомеханических характеристик, моделирование аварийных и нестационарных процессов;

- расчеты радиационной защиты и радиационной безопасности ОИАЭ (миграция радиоактивных веществ в технологических средах и их прохождение через локализующие барьеры, оценка источника выброса или сброса радиоактивных веществ, их распространения в зданиях, сооружениях и окружающей среде, оценка доз облучения персонала и населения);

- расчеты напряженно-деформированного состояния и анализ прочности элементов активных зон, оборудования и трубопроводов ОИАЭ;

- расчеты строительных конструкций ОИАЭ;

- расчетное моделирование физико-химических процессов, влияющих на ядерную и радиационную безопасность ОИАЭ, в том числе расчеты, устанавливающие условия и параметры ядерной безопасности для конкретного оборудования, технологического процесса, пункта хранения.

3. Отчет о верификации и обосновании ПС, применяемых при обосновании безопасности ОИАЭ (далее - отчет о верификации) разрабатывается Разработчиком и/или Заявителем ПС и представляется в Совет по аттестации ПС при Госатомнадзоре России в комплекте документов, обосновывающих заявление на аттестацию ПС.

4. Отчет о верификации является основным документом, обосновывающим способность ПС моделировать процессы (режимы) ОИАЭ (и/или его элементов) и рассчитывать параметры, необходимые для обоснования безопасности этих процессов (режимов) в заявляемой области применения ПС и с заявляемой погрешностью рассчитываемых параметров.

5. Изложенные в настоящем документе требования предназначены для:

- подразделений и должностных лиц Госатомнадзора России и организаций, входящих в систему Госатомнадзора России, занимающихся вопросами, связанными с аттестацией ПС, и/или привлеченных для экспертизы ПС и обосновывающих безопасность ОИАЭ материалов, в которых используются расчеты, выполненные с помощью ПС;

- организаций, разрабатывающих и применяющих подлежащие аттестации ПС для конструирования, изготовления, эксплуатации, обоснования безопасности ОИАЭ (и/или его элементов);

- всех организаций и физических лиц, привлекаемых к экспертизе ПС и обосновывающих безопасность ОИАЭ материалов, в которых используются ПС.

6. Оформление отчета о верификации должно соответствовать общим требованиям к отчетам о научно-исследовательской работе, нормирующим порядок обработки и использования результатов исследований.

7. Состав и содержание отчета о верификации должны соответствовать требованиям настоящего документа. Отступления от этих требований должны быть обоснованы разработчиком отчета о верификации. Отсутствие или недостаточность обоснования отступлений могут послужить основанием для возврата (непринятия) заявления на аттестацию ПС или увеличения срока экспертизы ПС.

8. Разработчик отчета о верификации вправе включать в него информацию, не отраженную в требованиях настоящего документа, но являющуюся, по его мнению, важной для обоснования ПС.

9. Состав и содержание отчета о верификации зарубежного ПС, применяемого для обоснования безопасности ОИАЭ, подпадающего под сферу регулирующей деятельности Госатомнадзора России, должны соответствовать требованиям настоящего документа. В отчете о верификиции, помимо информации о верификации ПС за рубежом, должно быть представлено обоснование применимости ПС для отечественных ОИАЭ.

10. Используемые в настоящем документе термины и их определения приведены в приложении 1.

     II. Общие требования к составу и содержанию отчета о верификации ПС

11. Отчет о верификации должен содержать разделы, названия которых должны соответствовать названиям, указанным в нижеследующих подпунктах данного пункта. В подпунктах данного пункта изложены требования к содержанию соответствующих разделов отчета о верификации:

А) в разделе "Введение" должны быть приведены:

- точное название ПС;

- перечень его самостоятельных модулей;

- авторы ПС;

- полное наименование организации

- Разработчика ПС и организации - Заявителя ПС. В том случае, если Разработчиком и/или Заявителем ПС является физическое лицо, должны быть указаны его паспортные данные (либо данные заменяющего паспорт документа);

- перечень отечественных организаций, использующих (применяющих) ПС;

- сведения об операционной системе, языке (языках) программирования, характерных временах счета, а также требования к электронным вычислительным машинам, на которых возможно выполнение расчетов с применением ПС;

- названия и номера документов, подтверждающих депонирование "замороженной" версии ПС и его самостоятельных модулей в Центре по организации экспертизы ПС;

- информация об истории развития ПС, его предыдущие версии и аналоги, имеющийся опыт его эксплуатации, в том числе по использованию ПС в расчетах по обоснованию безопасности ОИАЭ (и/или его элемента), с соответствующими ссылками на литературные источники и документы.

Б) в разделе "Назначение и область применения ПС" должна быть приведена информация о назначении и области применения ПС, для которой ПС заявляется к аттестации, а именно:

- типы ОИАЭ (и/или его элемента), для которого может быть использовано ПС, определены режимы и технологические процессы и/или состояния ОИАЭ (и/или его элемента) и/или виды воздействия на объект, которые ПС моделирует, а также ограничения по применению ПС;

- предназначено ли ПС для проектных или эксплуатационных расчетов, и/или служит для обоснования безопасности ОИАЭ в документах, представляемых в Госатомнадзор России в рамках процедуры лицензирования ОИАЭ (далее лицензионные расчеты в обоснование безопасности ОИАЭ);

- относится ли ПС (по погрешности расчета) к классу реперных ПС, либо заявляется к аттестации как средство инженерных расчетов, а также к какому типу (по тематике расчета) относится данное ПС.

В) в разделе "Описание ПС" должно быть представлено краткое описание ПС и дана ссылка на документ, где ПС описано полностью.

Должны быть приведены:

- описание постановки задачи, решаемой с помощью ПС, сведения о системах уравнений, описывающих рассматриваемые процессы и элементы объекта, описание и обоснование используемого метода их решения, сведения об использованных математических моделях, базах данных (библиотеках констант), информация о способах задания начальных, граничных условий и исходных данных для расчетов и т.п.;

- сведения об используемых соотношениях для расчета свойств материалов, эмпирических корреляциях, феноменологических (описывающих физические явления) коэффициентах и других зависимостях, замыкающих систему уравнений, которые включены в ПС, а также обоснование их включения в ПС с указанием (если это возможно) погрешности их определения и экспериментов, подтверждающих их адекватность в используемой области. Должны быть приведены ссылки на соответствующие источники информации.

Основные допущения должны быть отражены с обоснованием и оценкой их адекватности (или консервативности) реальным процессам и объектам. Должно быть указано, как учтены в расчетной методике пространственные эффекты, какие элементы ОИАЭ рассчитаны в одно, двух или трехмерном приближении.

Для многофункциональных и многоблочных ПС должна быть приведена блок-схема ПС.

Г) в разделе "Описание расчетных схем и геометрических моделей" должна быть приведена информация по выбору расчетных схем и геометрических моделей, используемых при моделировании ОИАЭ (и/или его элемента). Должно быть представлено обоснование разбиения моделируемого объекта на элементы (контрольные объемы, конечные элементы и т.п.).

Д) в разделе "Обоснование расчетной методики" должно быть приведено обоснование расчетной методики, которая реализована в ПС.

Должны быть приведены:

- перечень заявленных к аттестации расчетных параметров и результаты обоснования величин максимального отклонения этих параметров при различных шагах интегрирования;

- основные сведения об оценке сходимости и устойчивости численных решений с указанием используемых методов анализа сходимости и устойчивости;

- информация о том, как влияют шаг интегрирования, частота сетки, нодализации и другие особенности численного метода на результаты расчетов, результаты оценки погрешности численной схемы;

- условия сопряжения уравнений, описывающих различные физические и химические процессы, и состояния элементов;

- результаты анализа чувствительности решения к изменению геометрических, граничных и режимных параметров, а также замыкающих соотношений в пределах имеющейся зоны неопределенности их выбора.

Е) в разделе "Матрица верификации" должна быть приведена матрица верификации ПС.

Матрица верификации ПС для каждого моделируемого объекта и/или элемента ОИАЭ представляется в виде таблицы и является иллюстрацией того, в какой области проведена верификация и обоснование ПС. В матрице верификации должны быть указаны:

- режимы, технологические процессы и/или состояния ОИАЭ (и/или его элемента) и/или виды воздействия на объект, которые ПС моделирует;

- подлежащие проверке физические явления и/или процессы, происходящие при приведенных в матрице верификации режимах, состояниях ОИАЭ (и/или его элемента) и/или видах воздействия на объект;

- экспериментальные, аналитические и расчетные тесты, служащие для проверки ПС, в которых воспроизведены приведенные в матрице верификации режимы, технологические процессы и/или состояния ОИАЭ (и/или его элемента) и/или виды воздействия на объект, а также экспериментальные установки и/или ОИАЭ (и/или элементы ОИАЭ), на которых экспериментальная проверка осуществлена (далее ЭУ).

Физические явления и/или процессы и/или виды воздействия, включенные в матрицу верификации, должны быть подробно описаны.

Должно быть приведено обоснование достаточности информации, включенной в матрицу верификации ПС, для подтверждения адекватности полученных по ПС расчетных значений параметров и их погрешностей в заявленном диапазоне применения ПС.

Примерная структура матрицы верификации ПС, моделирующего теплофизические процессы в контурах реакторной установки, представлена в приложении 2.

Примерная структура матрицы верификации ПС для расчета напряженно-деформированного состояния и анализа прочности элементов активных зон, оборудования и трубопроводов ОИАЭ, представлена в приложении 3.

Примерная структура матрицы верификации ПС, предназначенного для расчета напряженно-деформированного состояния строительных конструкций, представлена в приложении 4.

Ж) в разделе "Описание расчетных и аналитических тестов" должен быть приведен перечень расчетных и аналитических тестов, использованных для обоснования ПС, и краткое (но достаточное для понимания) описание каждого из них со ссылкой на источник информации, где это описание приведено подробно. Должны быть указаны диапазоны и погрешности сопоставляемых расчетных параметров.

В качестве расчетных тестов могут использоваться расчеты, выполненные с помощью аттестованных ПС.

З) в разделе "Описание экспериментальных установок и представление экспериментальных данных [1]" должно быть приведено описание ЭУ и представлены экспериментальные данные, используемых для верификации ПС.

Должно быть приведено краткое (но достаточное для понимания) описание экспериментальных тестов, данных испытаний ОИАЭ (или его элемента), архивов эксплуатационных измерений, используемых для верификации ПС, а также описание каждой ЭУ, на которой проводились эксперименты, используемые для верификации ПС со ссылкой на источники информации, где эти описания приведены подробно.

При описании ЭУ приводится:

- принципиальная схема, обеспечивающая понимание сути эксперимента, явления и т.п., с указанием, какие явления, процессы и/или элементы оборудования ОИАЭ моделируются на ЭУ и как;

- схема измерений, содержащая сведения о числе, расположении, погрешности, динамических характеристиках и частоте опроса измерительных датчиков, а также сведения о погрешности вторичной измерительной аппаратуры;

- перечень и диапазоны измеряемых параметров, полные погрешности их измерения и сведения о метрологической аттестации системы измерений на ЭУ;

- сведения о представительности экспериментальных данных со ссылкой на литературные источники, где приведено обоснование достаточности числа проведенных опытов для получения достоверных экспериментальных зависимостей.

Если для верификации ПС не использованы экспериментальные данные, этому факту должно быть дано соответствующее обоснование, то есть, показано, что экспериментального обоснования не требуется (например, ПС реализует аналитическое решение, экспериментов не существует по объективным причинам, которые должны быть приведены и т.п.).

И) в разделе "Результаты верификации и обоснования ПС" должны быть приведены результаты верификации и обоснования ПС и их анализ.

Должны быть приведены результаты сопоставлений расчетов, выполненных с помощью "замороженной" версии ПС, и данных экспериментов и/или расчетных и аналитических тестов. Они должны быть ясно изложены с обоснованием и оценкой достоверности сопоставления. Следует указывать, в какой области не получено удовлетворительного совпадения результатов расчетов по ПС и экспериментов и/или расчетных и аналитических тестов.

Результаты сопоставления данных, рассчитываемых выполненных с помощью ПС и данных экспериментов и/или расчетных и аналитических тестов, должны быть приведены на одном рисунке в одинаковом масштабе. Представление результатов в виде цветовой палитры допускается только для демонстрации графических возможностей ПС.

Должно быть дано обоснование полноты и достаточности проведенных сопоставлений. Должны быть приведены результаты статистического анализа сопоставления расчетных и экспериментальных зависимостей, дана количественная оценка расхождения экспериментальных и расчетных данных, приведено обоснование погрешности расчетных параметров в заявленной области режимов и/или состояний ОИАЭ, приведены доказательства применимость и* ПС для моделирования ОИАЭ (и/или его элемента).

_______________

* Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Для ПС, используемых для расчетов в обоснование безопасности ОИАЭ, должна быть указана и обоснована степень консерватизма ПС. Для ПС, предназначенных для проектных и/или эксплуатационных расчетов, должны быть указаны погрешности определения расчетных параметров.