HJ1355-2024《乏燃料运输容器设计要求》.docx

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1、HJ中华人民共和国国家生态环境标准HJ13552024乏燃料运输容器设计要求Designrequirementsofspentfueltransportcask本电子版为正式标准文本，由生态环境部环境标准研究所审校排版。2024-05-01 实施2024-02-20发布生态环境部发布目次前言ii1适用范围12规范性引用文件13术语和定义14通用设计要求25材料要求26结构设计要求57热工设计要求68包容设计要求89屏蔽设计要求910临界安全设计要求1011制造要求12附录A（资料性附录）容器设计对包壳完整性影响的评价13,.Z11刖S为贯彻中华人民共和国环境保护法中华人民共和国放射性污染防治法

2、中华人民共和国核安全法放射性物品运输安全管理条例，防治放射性污染，保障人体健康，保护生态环境，规范乏燃料运输容器的设计活动，制定本标准。本标准依据放射性物品安全运输规程(GB11806-2019),并参考放射性物质安全运输条例(IAEASSR-6)等国内和国际放射性物品安全运输准则制定，规定了乏燃料运输容器的设计准则和要求，包括材料要求、结构设计要求、热工设计要求、包容设计要求、屏蔽设计要求、临界安全设计要求以及制造要求等。本标准的附录A为资料性附录。本标准为首次发布。本标准由生态环境部辐射源安全监管司、法规与标准司组织制订.本标准主要起草单位：中国核电工程有限公司。本标准生态环境部2024年

3、2月20日批准。本标准自2024年5月1日起实施。本标准由生态环境部解释。乏燃料运输容器设计要求1适用范围本标准规定了乏燃料运输容器（以下简称“运输容器”）的设计要求，包括运输容器材料、结构、热工、包容、屏蔽、临界安全及制造等要求。本标准适用于运输方式为道路、铁路、水路的运输容器的设计。2规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GBGB11806201915146.2GB15146.8GB/T 15146.12GB/T 17230GB/T 41024HJ 1201HJ

4、 1202NB/T 20002NB/T 20328.2NB/T 20328.4NB/T 20328.5放射性物品安全运输规程反应堆外易裂变材料的核临界安全 处理的基本技术规则与次临界限值 反应堆外易裂变材料的核临界安全 水堆燃料的核临界安全准则 反应堆外易裂变材料的核临界安全第2部分：易裂变材料操作、加工、第8部分：堆外操作、贮存、运输轻第12部分：轻水堆燃料燃耗信用制放射性物质安全运输货包的泄漏检验乏燃料运输容器结构分析的教荷组合和设计准则 放射性物品运输容器防脆性断裂的安全设计指南钢制乏燃料运输容器制造通用技术要求 压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范 核电厂核岛机械设备无损检测另一规范 核电

5、厂核岛机械设备无损检测另一规范 核电厂核岛机械设备无损检测另一规范第2部分第4部分 第5部分超声检测 渗透检测 磁粉检测3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1临界安全相关部件criticalitysafetycomponents在运输过程中，除包容边界以外的对运输容器临界安全可能产生影响的部件。3.2其他安全相关部件Othersafetycomponents除包容边界和临界安全相关部件以外，实现运输容器其他安全相关功能的所有结构部件。注：二次密封结构及其螺栓、提升装置（提升耳轴）等。1.1 3常规运输条件routineconditionsoftransport该条件下，货包在运输和操作

6、使用过程中无任何事件发生。3.4正常运输条件normaIconditionsoftransport货包在运输和操作过程中发生GB11806-2019附录C中C.4.4规定的验证经受正常运输条件能力试验的事件。3.5运输事故条件accidentconditionsoftransport货包在运输和操作过程中发生GB118062019附录C中C.4.6C.4.8规定的验证经受运输事故条件能力试验的事故。4通用设计要求4.1 应明确所设计的运输容器允许装载的乏燃料特性，包括名称、最大装载量、化学和物理形态、位置和结构、主要材料、初始富集度、燃耗深度、最大衰变热等信息。4.2 应明确运输容器的操作要求

7、、运输方式和使用环境。4.3 应明确运输容器的功能和操作过程，结构设计应满足功能要求，并尽可能使容器操作简便，减少操作人员可能受到的辐射剂量，避免与现场设施发生干涉，缩短操作时间，避免误操作。4.4 应根据实际操作和运输条件，尽可能将运输容器设计成易于去污，且可防止集水和积水.4.5 运输容器的设计需要通过试验或分析，或两者相结合的方式验证其安全性和可靠性。4.6 运输容器在正常运输条件和运输事故条件下其材料、结构、热工、包容、屏蔽、临界应满足本标准要求。4.7 应明确运输货包的类型（国内及国际货包类型）、运输指数、临界安全指数及容器寿命。4.8 运输容器的设计应考虑影响寿命的老化机理和老化效

8、应，包括辐照、温度、腐蚀因素等环境要素对容器关键部件老化的影响。4.9 应明确运输容器在寿期内需定期进行的维护及试验，包括定期试验、检查、更换计划及部件和子系统在需要时更换和维修的准则。4.10 运输容器的设计应能适用于-40C38C的环境温度。4.11 容器包容系统的最大正常工作压力不得超过700kPa表压。4.12 运输期间附加在容器上的但不属于容器组成部分的任何部件均不得降低容器的安全性。4.13 应设计有封记的部件，该部件应不易损坏，其完好无损即可证明容器未曾打开过。4.14 除另有要求外，容器尺寸、质量、重心等应满足运输和装卸载接口条件。4.15 容器设计应考虑正常运输条件和运输事故

9、条件对包壳完整性的影响，可采用附录A的方法对燃料包壳进行完整性评价；当假设芯块堆积时，临界计算关于芯块堆积的假设应与燃料包壳完整性评价相一致。5材料要求5.1一般规定5.1.1 运输容器组成材料主要包括结构材料和功能材料两部分。选用的材料宜优先选用已纳入标准或有工业使用经验的材料。如果采用新材料，应按照监管部门的要求进行评审，合格后方可使用。5.1.2 运输容器任何部件或构件的材料在物理和化学性质上均应彼此相容，并且应与放射性内容物相容。应考虑这些材料在辐照下的行为。5.1.3 运输容器结构材料的选用应考虑容器使用条件、材料性能和主要制造工艺。容器使用条件至少应包括GB11806-2019中所

10、述的常规运输条件、正常运输条件和运输事故条件。材料性能包括力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能。制造工艺主要包括铸造、锻造、焊接、热处理、机加工等。5.1.4 在运输容器设计寿期内，材料性能应能始终满足设计要求。5.2结构材料1.1.1 2.1通用要求材料的选取应考虑使用条件及环境的要求，对于包容边界和临界安全相关部件材料，设计文件除遵循相应的材料标准的规定外，还至少应包含5.2.25.2.7相关的补充要求；对于其他安全部件用材料，设计文件应遵循相应材料标准的规定。1.1.2 化学成分材料应有每炉熔炼分析报告、每批成品分析报告，必要时应进行化学成分复验。分析报告结果以及化学成分复验结果均应符

11、合相应标准的规定。1.1.3 热处理和交货状态5.2.3.1对标准中规定需进行热处理的材料应在性能热处理状态使用。5.2.3.2 对于奥氏体不锈钢材料，应在固溶处理后进行酸洗、钝化处理。在制造过程中，除焊接操作外，材料不得加热至427以上。5.2.3.3 对于碳钢和合金钢部件，如果在后续加工制造过程中需要进行热处理消除应力，在材料采购的技术要求中还应考核模拟焊后热处理后的性能，模拟焊后热处理保温时间至少是制造过程中可能进行的各个热处理实际保温时间总和的80%o5.2.4力学性能5.2.4.1材料的力学性能应按批进行检查和验收。同一批材料至少应满足以下要求：相同牌号、相同冶炼炉号、相同规格及同炉

12、热处理（或在连续式炉中进行连续热处理）。5.2.4,2容器承载部件材料应能满足各工况对应温度下的力学性能需要，并按规定温度进行需要的力学性能试验。5.2.5重新热处理5.2.5.1如果一批材料的一项或几项力学性能不合格，可进行重新热处理，重新热处理的条件应在交工文件中注明。5.2.5.2重新热处理后应重新进行除化学成分和非金属夹杂物检验外的所有检验和试验。5.2.5.3重新热处理只允许进行一次。5.2.6表面质量检查应对材料表面进行检查。材料表面不允许存在超标缺陷。当对表面缺陷存在疑问时，可按5.2.7进行渗透检验或磁粉检验。5.2.7无损检验5.2.7.1一般要求对于包容系统和临界安全相关部

13、件材料，应按5.2.7.2和527.3的规定进行无损检验。5.2.7.2渗透检验或磁粉检验除钢板外，应对加工到最终成品尺寸的零件进行渗透检验或磁粉检验，检验方法和验收准则等按NB/T20328的规定执行。5.2.7.3超声检验下述材料应在交货状态进行超声检验，检验方法和验收准则等除按NB/T20328的规定执行外，还应满足如下补充要求：a）对于所有锻件应进行100%超声检验；b）对于所有直径大于等于50mm的棒材需逐根进行100%超声检验；c）对于厚度大于等于12mm的钢板应进行100%超声检验，相邻探头的重叠部分应不小于10%。5.3功能材料5. 3.1中子吸收材料6. 3.1.1中子吸收材

14、料应经过验证证明其在使用条件下能够满足设计要求或具有良好的使用经验。7. 3.1.2中子吸收性能应采用中子衰减法或化学分析法进行测定。8. 3.1.3非金属中子吸收材料由于其相对金属具有较大的膨胀系数，应考虑部件设计温度范围内热胀冷缩的影响。每次制造均应对中子吸收材料的物理特性、核素分布的均匀性进行测试。9. 3.2屏蔽材料5.3.2.1屏蔽材料性能应与设计评价中采用的材料相匹配。5.3.2.2中子屏蔽材料应经过鉴定具有良好的成形性能、耐辐照性能和耐热性能。材料中主要中子屏蔽核素及材料的密度应满足设计要求。5.3.3密封材料密封材料在设计温度范围内应具有良好的稳定性，应考虑高温压缩永久变形及低

15、温脆性测试。此外，密封材料还应具有良好的耐辐照性能和密封性能，并满足相应的设计要求。5.3.4减震材料减震材料应采用经证明能够在GB11806-2019中规定的正常运输条件及运输事故条件所涉及的相关冲击载荷下确保货包安全的材料。5.3.5保护涂层5.3.5.1可通过涂覆涂层对基体材料进行防腐保护。该涂层应满足相应标准中性能评定试验的要求，并在涂装后满足质量控制要求。在役期间应对涂覆该涂层的设备进行定期巡检，如发现涂层破损应及时修补维护。1.3.5.2 涂层应在常规运输条件下保持稳定，并且涂层与基材间应有足够的附着力，使涂层可在10年内牢固的附着在基材表面并具有足够的防腐蚀能力，即至少在10年内锈蚀面积不超过涂层总面积的0.5%,出现外观缺陷（如起泡、裂纹、粉化等）的涂层总面积不超过5%。1.3.5.3 应至少评估涂层产品耐腐蚀、耐化学品和耐辐照的性能。5. 3.5.4任何涂层产品（包括油漆或镀层）应经过试验验证。6结构设计要求6. 1一般要求6.1.1 运输容器的