Aufsichtsverfahren beim Bau von Kernkraftwerken, Projektierung von Bauwerken

Transkript

1 Richtlinie für schweizerische Kernanlagen HSK-R-04/d Neudruck: Januar 1993 Aufsichtsverfahren beim Bau von Kernkraftwerken, Projektierung von Bauwerken Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen (HSK) zu beziehen bei: Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen (HSK) CH-5232 Villigen-HSK/Schweiz

2 Verteiler HSK: Direktion, Abteilungsleiter, Sektionschefs, Anlagekoordinatoren, F+I, Administrationsdienst KSA: Mitglieder (13), Experten (2), Sekretariat (1) BEW: Sektion NS, Rechtsdienst Anlagen: KKB (30), KKM (32), KKG (7), KKL (3), PSI (4) Firmen: NOK Baden, COLENCO Baden, ABB Baden, EWI Zürich, Gebr. SULZER, Winterthur, NAGRA (2), GNW bearbeitende Sektion: MB alle Mitarbeiter

3 Inhalt 1 Zielsetzung Seite 1 2 Rechtliche Grundlagen 1 3 Geltungsbereich 1 4 Grundsätze der behördlichen Aufsicht 2 5 Einteilung des Prüfablaufs Auslegungsgrundlagen (Hierarchie B1) Generelle Auslegung (Hierarchie B2) Detail-Auslegung (Hierarchie B3) Nachweise nach Bauausführung (Hierarchie B4) 5 6 Prüfunterlagen 5 7 Prüfumfang 6 8 Baufreigaben und Stellungnahmen 7 9 Terminplanung und Koordination 7 10 Referenzen 8

4 Seite 1 1 Zielsetzung Die Richtlinien der schweizerischen Sicherheitsbehörden legen dar, wie diese ihre gesetzlichen Aufträge konkretisieren wollen. Den Projektanten und Betreibern von Kernanlagen soll damit aufgezeigt werden, nach welchen Kriterien die zuständigen Behörden die Gesuche beurteilen und die Aufsicht durchführen. Diese Richtlinie hat den Zweck, auf dem Gebiet der Bautechnik das behördliche Aufsichts- und Prüfverfahren im Rahmen des Atomgesetzes bei der Projektierung (Auslegung, Berechnung und Konstruktion von Neuanlagen und Nachrüstungen) von Kernanlagen darzulegen. Dadurch sollen der Gesuchsteller und seine Auftragnehmer in die Lage versetzt werden, die mit dem Aufsichtsverfahren verbundenen Tätigkeiten und Termine bei ihrer Planung und Projektabwicklung zu berücksichtigen. Das behördliche Aufsichts- und Prüfverfahren bei der Ausführung von Bauwerken ist in der Richtlinie HSK-R-08 /4/ geregelt. 2 Rechtliche Grundlagen Gemäss der Verordnung betreffend die Aufsicht über Kernanlagen vom 14. März 1983 ist die Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen (HSK) des Bundesamtes für Energiewirtschaft (BEW) Aufsichtsbehörde in bezug auf die nukleare Sicherheit und den Strahlenschutz von Kernanlagen. Sie stützt sich bei der Durchführung dieser Aufsicht auf die einschlägigen Bestimmungen, insbesondere Artikel 8 und 39 des Bundesgesetzes über die friedliche Verwendung der Atomenergie und den Strahlenschutz vom 23. Dezember 1959 und auf die zugehörige Atomverordnung vom 18. Januar 1984, sowie auf die Verordnung über die Berechnung, die Ausführung und den Unterhalt der der Aufsicht des Bundes unterstellten Bauten (Baunormenverordnung) vom 21. August Aufgrund von Artikel 2 der erwähnten Verordnung vom 14. März 1983 kann das BEW unabhängige Experten mit der detaillierten Überprüfung und Überwachung der baulichen Sicherheit von Kernanlagen beauftragen. 3 Geltungsbereich Diese Richtlinie gilt für die Überprüfung der Projektierung von klassierten Bauwerken. Bauwerke werden aufgrund ihrer Bedeutung für die nukleare Sicherheit und den Strahlenschutz klassiert.

5 Seite 2 Es werden zwei Bauwerksklassen festgelegt: - BK1 Bauwerke der Erdbebenklasse EK1 (SSE, OBE) - BK2 In der Regel Bauwerke der Erdbebenklasse EK2 (OBE) Unter Bauwerk im Sinn dieser Richtlinie werden folgende Tragwerke und Bauelemente verstanden: - Bauten in Stahlbeton, Spannbeton, Stahl oder Verbundbauweise, einschliesslich Stahlauskleidungen - Sonderkonstruktionen, wie Bühnen, Kabelträger und Durchdringungen - Befestigungen 4 Grundsätze der behördlichen Aufsicht Die übergeordneten Grundsätze der behördlichen Aufsicht bei Kernkraftwerken sind in Kap. 4 der Richtlinie HSK-R-30 /1/ umfassend behandelt. An dieser Stelle werden deshalb nur die Aspekte angesprochen, welche speziell für die Projektierung von Bauwerken zu beachten sind. Umfang und Tiefe der Überprüfung richten sich im wesentlichen nach - der sicherheitstechnischen Bedeutung des Prüfobjektes - der Neuartigkeit und Komplexität des zu prüfenden Problemkreises - der Qualität der eingereichten Unterlagen Die Aufsichtsbehörde trägt bei ihren Prüfungen und Kontrollen der Qualitätssicherung des Gesuchstellers und seiner Auftragnehmer Rechnung. Die Abwicklung eines Projektes, die Sicherstellung der erforderlichen Qualität und deren Überwachung lässt sich durch eine den jeweiligen Verhältnissen angepasste Qualitätssicherung durchschaubar und übersichtlich gestalten. Der Gesuchsteller wird angehalten, seine Qualitätssicherungsmassnahmen sowie diejenigen seiner Auftragnehmer in bezug auf Auslegung, Berechnung und Konstruktion von sicherheitstechnisch relevanten Bauwerken frühzeitig festzulegen. Diese Festlegungen sind mit der HSK abzustimmen. Für Aspekte, welche die nukleare Sicherheit und den Strahlenschutz betreffen, soll der Gesuchsteller eine sachbezogene Prüfung durchführen. Im weiteren muss er sich vergewissern, dass seine Auftragnehmer - einschliesslich ihrer Unterlieferanten - ihren Verpflichtungen nachkommen. Der Gesuchsteller hat für eine umfassende Dokumentation zu sorgen. Berechnungen, technische Berichte, Pläne und Prüfberichte sind systematisch abzulegen.

6 Seite 3 5 Einteilung des Prüfablaufs Die Überprüfung soll sich möglichst weitgehend einem geordneten Projektierungsablauf anpassen. Aus diesem Grund wird der Prüfablauf in vier Hierarchien B1 bis B4 gegliedert, die wie folgt festgelegt werden: 5.1 Auslegungsgrundlagen (Hierarchie B1) Die Hierarchie B1 betrifft übergeordnete Grundlagen und Festlegungen, welche die Bauwerke in ihrer Gesamtheit betreffen. Folgende Aspekte werden hier behandelt: - Klassierung der Bauwerke - Umsetzung von Gefährdungsspezifikationen in Ingenieurparameter (Einwirkungen auf Bauwerke), z. B. für - Erdbeben (Grundbeschleunigung und Spektrum im Freifeld) - Flugzeugabsturz (Lastbild, Last-Zeit Verlauf, Trümmer) - Explosionen (Druckverlauf, Trümmer) - Überflutungen (Fluthöhe, Wasserdruck) - Grundsätze der Nachweise, insbesondere für - Erdbeben - Flugzeugabsturz - Baugrundeigenschaften (statisch, dynamisch) - Konzept des Grundwasserschutzes - Konzept des Blitzschutzes, soweit er Bauwerke betrifft - Bautechnische Auslegungsgrundlagen - Bauvorschriften und Normen - Lasten, Lastkombinationen - Materialausnützung oder Sicherheitsfaktoren (z.b. globale Sicherheitsfaktoren bzw. Widerstandsbeiwerte und Lastfaktoren) - Gestaltungsrichtlinien, Konstruktionsprinzipien, Mindestarmierung - Befestigungen und Eingriffe in den Rohbau - Grundsätze für Art und Auslegung von Befestigungen und von Eingriffen in den Rohbau. (Unter Eingriffen in den Rohbau werden nachträgliche Befestigungen, Aussparungen und Umbauarbeiten verstanden.) - Anforderungen an Abschirmwände (Erfüllung der HSK-Richtlinien HSK-R-07 /2/ und HSK-R-11 /3/) - Konzept der baulichen Qualitätssicherung

7 Seite Generelle Auslegung (Hierarchie B2) Die Hierarchie B2 betrifft die generelle Bauwerksauslegung und die Vordimensionierung der wichtigsten Bauteile einer - hinsichtlich Konstruktion und Tragverhalten - geschlossenen baulichen Einheit. Folgende Problemkreise werden hier behandelt: - Auslegungsspezifikationen einschliesslich Belastungsannahmen (äussere Belastungen definitiv, innere Belastungen entsprechend dokumentiertem Projektierungsstand) und spezifische Bemessungskriterien - Tragwerksmodellierung für statische und dynamische Berechnungen - Ermittlung der statischen und dynamischen Beanspruchung (Vorstatik und Seismik) - Nachweis der Hauptabmessungen - Etagenverhaltensspektren infolge Erdbeben - Gegenseitige Beeinflussung verschiedener Gebäude (z.b. bei Erdbeben oder Setzungen) - Weitere technische Anforderungen (z. B. Dichtigkeit, Grundwasserschutz, etc.) - Blitzschutzspezifikation - Endgültige technische und administrative Regelung für die gewählten Befestigungstypen und für Eingriffe in den Rohbau - Festlegung von Art und Ort der Befestigungen und Bezeichnung der Bauteilbereiche mit Einschränkungen bezüglich Eingriffen in den Rohbau - Türen, Fluchtwege, Brandabschnitte - Zonenübergänge Bei Arbeiten an bestehenden Anlagen: - Aufstellung, Höhe, Drehbereich von Krananlagen im Hinblick auf Absturz von Lasten 5.3 Detail-Auslegung (Hierarchie B3) In der Hierarchie B3 wird die Detailauslegung geschlossener Bearbeitungsabschnitte behandelt. Folgende Themen werden bearbeitet: - Detailstatik - Bemessung und Spannungsnachweise bzw. Tragsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise - Konstruktive Durchbildung Schalungs- und Armierungspläne, Stahlbaupläne, Blitzschutzpläne - Identifikation allfälliger spezieller Anforderungen an die Herstellung - Dimensionierung der vorgeplanten (einbetonierten) Befestigungen, gegebenenfalls aufgrund provisorischer Lasten - Abschliessende Festlegung der Bauteilbereiche mit Einschränkungen bezüglich Eingriffen in den Rohbau einschliesslich nachträglicher Befestigungen

8 Seite Nachweise nach Bauausführung (Hierarchie B4) Im Rahmen der Hierarchie B4 werden folgende Themen angesprochen: - Bestätigung der Dimensionierung der Befestigungen aufgrund der definitiven Lasten - Nachweise und Dokumentation für Eingriffe in den Rohbau einschliesslich nachträglicher Befestigungen - Überprüfung der Nachweise bei Änderungen in den Auslegungsdaten. 6 Prüfunterlagen Der Gesuchsteller hat im Rahmen seiner Informationspflicht dafür zu sorgen, dass der Aufsichtsbehörde und ihren Experten für die Überprüfung vollständige Unterlagen zur Verfügung gestellt werden. Die Prüfunterlagen sollen in sich geschlossene Problemkreise gemäss den im Kapitel 5 beschriebenen Hierarchien behandeln. Sie sind als vollständiger Satz von Projektierungsunterlagen - wie z.b. Spezifikationen, Berechnungen, Baupläne - in prüfbarer Form zusammenzustellen. Zu jedem Prüfpaket gehört eine Auflistung sämtlicher Dokumente in einem Dokumentenverzeichnis. Bei den Befestigungen muss die Herkunft der provisorischen und definitiven Lasten eindeutig angegeben sein, so dass im Bedarfsfall eine behördliche Prüfung möglich ist. Die zur Prüfung eingereichten Unterlagen müssen dem aktuellen Projektierungsstand entsprechen. Sie sollen minimal folgende Informationen enthalten: - Bezeichnung des behandelten Problemkreises - Verfasser und Datum - Verwendete Unterlagen mit Revisionsvermerk - Vollständige Ausgangsdaten (oder Referenzen) mit Begründung für getroffene Annahmen und besonders für Berechnungen - Beschrieb mit Begründungen zur Wahl von - Berechnungsverfahren - Berechnungsmodell - vereinfachenden Annahmen sowie anderen Ingenieurentscheiden - Durchgehend nachvollziehbare Berechnungsunterlagen - Bei Computerberechnungen Angabe des verwendeten Programms, Echoprint der Eingabe, Ausgabe. Bei wenig verbreiteten oder nicht bekannten Rechenprogrammen ist ein detaillierter Programmbeschrieb beizufügen. Sind im Laufe der Abwicklung Änderungen erforderlich, so sind die entsprechenden Unterlagen zu revidieren und erneut zur Begutachtung vorzulegen.

9 Seite 6 7 Prüfumfang Im Rahmen des behördlichen Aufsichtsverfahrens sind generelle und detaillierte Überprüfungen vorgesehen. Die HSK entscheidet im Einzelfall, ob eine generelle oder eine detaillierte Überprüfung durchgeführt wird. Im folgenden ist das Vorgehen bei der Überprüfung am Beispiel von rechnerischen Nachweisen dargestellt. Generelle Überprüfung Durchsicht der Projektierungsunterlagen bezüglich Wahl der Annahmen, Vollständigkeit der durchgeführten Nachweise, Eignung der angewandten Methoden, Plausibilität der Ergebnisse. Detaillierte Überprüfung - Nachvollzug qualitativ - Detaillierte Überprüfung der Projektierungsunterlagen durch Beurteilung der Annahmen, der einzelnen Projektierungsschritte und der Resultate. Es werden vor allem folgende Aspekte beurteilt: - Kontrolle der Ausgangsgrössen bzw. Eingabedaten - Kontrolle der Anwendbarkeit der Rechenverfahren - Beurteilung der Modellwahl - Beurteilung der Ingenieurentscheide - Beurteilung der Plausibilität der Resultate - Kontrolle der Umsetzung in Plangrundlagen - Nachvollzug quantitativ Detaillierte numerische Nachprüfung der Berechnungen - Unabhängige Kontrollberechnungen Detaillierte Überprüfung der Projektierungsannahmen und unabhängige Berechnung der massgebenden Beanspruchungen, in der Regel unter Verwendung von vereinfachten Methoden. Im allgemeinen werden die grundlegenden Problemkreise der Hierarchien B1 und B2 umfassend beurteilt, während für Detailfragen der Hierarchien B3 und B4 Prüfumfang und -tiefe abnehmen. Im letzteren Fall kann die Überprüfung auf der Grundlage von repräsentativen Musterpaketen und Stichproben erfolgen, dies insbesondere bei häufig wiederkehrenden baulichen Elementen wie z. B. Befestigungen oder Kabelträgern. Für Bauwerke der Bauwerksklasse BK2 wird die Überprüfung in der Regel auf die Hierarchien B1 und B2 beschränkt.

10 Seite 7 8 Baufreigaben und Stellungnahmen Die Baufreigaben für einzelne Bauteile einschliesslich einbetonierte Befestigungselemente erfolgen durch die HSK nach Abschluss der bautechnischen und anlagentechnischen Beurteilung in der Hierarchie B3. Haben die Gebäude der BK2 keine einzelnen Bauteile, die ausnahmsweise eine Überprüfung der Hierarchie B3 erfordern, so erfolgt ihre Baufreigabe nach Abschluss der Hierarchie B2. Sofern in der nuklearen Baubewilligung nichts anderes festgelegt ist, benötigen die nicht klassierten Bauwerke keine Baufreigabe. Es wird davon ausgegangen, dass die Detailprüfung im Rahmen der Hierarchie B3 erst erfolgt, nachdem die Überprüfung der gesamten Auslegungsgrundlagen (B1) und der generellen Auslegung für das betreffende Gebäude (B2) abgeschlossen sind. Die Hierarchien B1 und B2 werden durch Stellungnahmen zuhanden des Gesuchstellers abgeschlossen. Für Eingriffe in den Rohbau einschliesslich nachträglicher Befestigungen nimmt die HSK im Rahmen der Hierarchie B4 zu den betreffenden Musterpaketen Stellung, bevor die Eingriffe ausgeführt werden dürfen. 9 Terminplanung und Koordination Die Terminplanung für die Projektierung hat die von der Aufsichtsbehörde für die Prüfung des Projekts vorgesehenen Bearbeitungszeiten zu berücksichtigen. In der Regel werden periodisch Koordinations- und Fachsitzungen zwischen dem Gesuchsteller mit seinen Auftragnehmern und der Aufsichtsbehörde mit ihren Experten durchgeführt. Folgende Aspekte sind zu behandeln: - Bilanz über den Stand von Projektierung, Überprüfung und Bauarbeiten - Festlegung von Prioritäten - Orientierung über materielle Feststellungen bei der Überprüfung sowie über die Bereinigung von Mängeln - Orientierung über Anforderungen und Randbedingungen an die laufende Projektierung.

11 Seite 8 10 Referenzen /1/ HSK, NS: Richtlinie HSK-R-30, Aufsichtsverfahren beim Bau und Betrieb von Kernanlagen. /2/ HSK, KSA: Richtlinie HSK-R-07, Richtlinien für die Strahlenschutzzone in Kernanlagen. /3/ HSK, KSA, KUeR: Richtlinie HSK-R-11, Ziele für den Schutz von Personen vor ionisierender Strahlung im Bereich von Kernkraftwerken. /4/ HSK: Richtlinie HSK-R-08, Aufsichtsverfahren beim Bau von Kernkraftwerken, Prüfverfahren des Bundes für die Bauausführung.