《乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)要求》HJ 1355-2024

i ⅱ1適用范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4通用設(shè)計(jì)要求 25材料要求 26結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 57熱工設(shè)計(jì)要求 68包容設(shè)計(jì)要求 89屏蔽設(shè)計(jì)要求 910臨界安全設(shè)計(jì)要求 11制造要求 附錄A（資料性附錄）容器設(shè)計(jì)對(duì)包殼完整性影響的評(píng)價(jià) 為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國放射性污染防治法》《中華人民共和國核安全法》《放射性物品運(yùn)輸安全管理?xiàng)l例》，防治放射性污染，保障人體健康，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，規(guī)范乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)活動(dòng)，制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《放射性物品安全運(yùn)輸規(guī)程》（GB11806—2019），并參考《放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸條例》（IAEASSR-6）等國內(nèi)和國際放射性物品安全運(yùn)輸準(zhǔn)則制定，規(guī)定了乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和要求，包括材料要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求、熱工設(shè)計(jì)要求、包容設(shè)計(jì)要求、屏蔽設(shè)計(jì)要求、臨界安全設(shè)計(jì)要求以及制造要求等。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部輻射源安全監(jiān)管司、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國核電工程有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境部2024年2月20日批準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)自2024年5月1日起實(shí)施。本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部解釋。1乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)要求1適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了乏燃料運(yùn)輸容器（以下簡稱“運(yùn)輸容器”）的設(shè)計(jì)要求，包括運(yùn)輸容器材料、結(jié)構(gòu)、熱工、包容、屏蔽、臨界安全及制造等要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于運(yùn)輸方式為道路、鐵路、水路的運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)。2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB11806—2019放射性物品安全運(yùn)輸規(guī)程GB15146.2反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全第2部分：易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)規(guī)則與次臨界限值GB15146.8反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全第8部分：堆外操作、貯存、運(yùn)輸輕水堆燃料的核臨界安全準(zhǔn)則GB/T15146.12反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全第12部分：輕水堆燃料燃耗信用制GB/T17230放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸貨包的泄漏檢驗(yàn)GB/T41024乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則HJ1201放射性物品運(yùn)輸容器防脆性斷裂的安全設(shè)計(jì)指南HJ1202鋼制乏燃料運(yùn)輸容器制造通用技術(shù)要求NB/T20002壓水堆核電廠核島機(jī)械設(shè)備焊接規(guī)范NB/T20328.2核電廠核島機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)另一規(guī)范第2部分超聲檢測(cè)NB/T20328.4核電廠核島機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)另一規(guī)范第4部分滲透檢測(cè)NB/T20328.5核電廠核島機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)另一規(guī)范第5部分磁粉檢測(cè)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1臨界安全相關(guān)部件criticalitysafetycomponents在運(yùn)輸過程中，除包容邊界以外的對(duì)運(yùn)輸容器臨界安全可能產(chǎn)生影響的部件。3.2其他安全相關(guān)部件othersafetycomponents除包容邊界和臨界安全相關(guān)部件以外，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸容器其他安全相關(guān)功能的所有結(jié)構(gòu)部件。23.3常規(guī)運(yùn)輸條件routineconditionsoftransport該條件下，貨包在運(yùn)輸和操作使用過程中無任何事件發(fā)生。3.4正常運(yùn)輸條件normalconditionsoftransport貨包在運(yùn)輸和操作過程中發(fā)生GB11806—2019附錄C中C.4.4規(guī)定的驗(yàn)證經(jīng)受正常運(yùn)輸條件能力試驗(yàn)的事件。3.5運(yùn)輸事故條件accidentconditionsoftransport貨包在運(yùn)輸和操作過程中發(fā)生GB11806—2019附錄C中C.4.6～C.4.8規(guī)定的驗(yàn)證經(jīng)受運(yùn)輸事故條件能力試驗(yàn)的事故。4通用設(shè)計(jì)要求4.1應(yīng)明確所設(shè)計(jì)的運(yùn)輸容器允許裝載的乏燃料特性，包括名稱、最大裝載量、化學(xué)和物理形態(tài)、位置和結(jié)構(gòu)、主要材料、初始富集度、燃耗深度、最大衰變熱等信息。4.2應(yīng)明確運(yùn)輸容器的操作要求、運(yùn)輸方式和使用環(huán)境。4.3應(yīng)明確運(yùn)輸容器的功能和操作過程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足功能要求，并盡可能使容器操作簡便，減少操作人員可能受到的輻射劑量，避免與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施發(fā)生干涉，縮短操作時(shí)間，避免誤操作。4.4應(yīng)根據(jù)實(shí)際操作和運(yùn)輸條件，盡可能將運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)成易于去污，且可防止集水和積水。4.5運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)需要通過試驗(yàn)或分析，或兩者相結(jié)合的方式驗(yàn)證其安全性和可靠性。4.6運(yùn)輸容器在正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下其材料、結(jié)構(gòu)、熱工、包容、屏蔽、臨界應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求。4.7應(yīng)明確運(yùn)輸貨包的類型（國內(nèi)及國際貨包類型）、運(yùn)輸指數(shù)、臨界安全指數(shù)及容器壽命。4.8運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮影響壽命的老化機(jī)理和老化效應(yīng)，包括輻照、溫度、腐蝕因素等環(huán)境要素對(duì)容器關(guān)鍵部件老化的影響。4.9應(yīng)明確運(yùn)輸容器在壽期內(nèi)需定期進(jìn)行的維護(hù)及試驗(yàn)，包括定期試驗(yàn)、檢查、更換計(jì)劃及部件和子系統(tǒng)在需要時(shí)更換和維修的準(zhǔn)則。4.10運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)應(yīng)能適用于-40℃~38℃的環(huán)境溫度。4.11容器包容系統(tǒng)的最大正常工作壓力不得超過700kPa表壓。4.12運(yùn)輸期間附加在容器上的但不屬于容器組成部分的任何部件均不得降低容器的安全性。4.13應(yīng)設(shè)計(jì)有封記的部件，該部件應(yīng)不易損壞，其完好無損即可證明容器未曾打開過。4.14除另有要求外，容器尺寸、質(zhì)量、重心等應(yīng)滿足運(yùn)輸和裝卸載接口條件。4.15容器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件對(duì)包殼完整性的影響，可采用附錄A的方法對(duì)燃料包殼進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)；當(dāng)假設(shè)芯塊堆積時(shí)，臨界計(jì)算關(guān)于芯塊堆積的假設(shè)應(yīng)與燃料包殼完整性評(píng)價(jià)相一致。5材料要求5.1一般規(guī)定5.1.1運(yùn)輸容器組成材料主要包括結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩部分。選用的材料宜優(yōu)先選用已納入標(biāo)準(zhǔn)或有工業(yè)使用經(jīng)驗(yàn)的材料。如果采用新材料，應(yīng)按照監(jiān)管部門的要求進(jìn)行評(píng)審，合格后方可使用。35.1.2運(yùn)輸容器任何部件或構(gòu)件的材料在物理和化學(xué)性質(zhì)上均應(yīng)彼此相容，并且應(yīng)與放射性內(nèi)容物相容。應(yīng)考慮這些材料在輻照下的行為。5.1.3運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)材料的選用應(yīng)考慮容器使用條件、材料性能和主要制造工藝。容器使用條件至少應(yīng)包括GB11806—2019中所述的常規(guī)運(yùn)輸條件、正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件。材料性能包括力學(xué)性能、工藝性能、化學(xué)性能和物理性能。制造工藝主要包括鑄造、鍛造、焊接、熱處理、機(jī)加工等。5.1.4在運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)壽期內(nèi)，材料性能應(yīng)能始終滿足設(shè)計(jì)要求。5.2結(jié)構(gòu)材料5.2.1通用要求材料的選取應(yīng)考慮使用條件及環(huán)境的要求，對(duì)于包容邊界和臨界安全相關(guān)部件材料，設(shè)計(jì)文件除遵循相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還至少應(yīng)包含5.2.2～5.2.7相關(guān)的補(bǔ)充要求；對(duì)于其他安全部件用材料，設(shè)計(jì)文件應(yīng)遵循相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。5.2.2化學(xué)成分材料應(yīng)有每爐熔煉分析報(bào)告、每批成品分析報(bào)告，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分復(fù)驗(yàn)。分析報(bào)告結(jié)果以及化學(xué)成分復(fù)驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。5.2.3熱處理和交貨狀態(tài)5.2.3.1對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定需進(jìn)行熱處理的材料應(yīng)在性能熱處理狀態(tài)使用。5.2.3.2對(duì)于奧氏體不銹鋼材料，應(yīng)在固溶處理后進(jìn)行酸洗、鈍化處理。在制造過程中，除焊接操作外，材料不得加熱至427℃以上。5.2.3.3對(duì)于碳鋼和合金鋼部件，如果在后續(xù)加工制造過程中需要進(jìn)行熱處理消除應(yīng)力，在材料采購的技術(shù)要求中還應(yīng)考核模擬焊后熱處理后的性能，模擬焊后熱處理保溫時(shí)間至少是制造過程中可能進(jìn)行的各個(gè)熱處理實(shí)際保溫時(shí)間總和的80%。5.2.4力學(xué)性能5.2.4.1材料的力學(xué)性能應(yīng)按批進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。同一批材料至少應(yīng)滿足以下要求：相同牌號(hào)、相同冶煉爐號(hào)、相同規(guī)格及同爐熱處理（或在連續(xù)式爐中進(jìn)行連續(xù)熱處理）。5.2.4.2容器承載部件材料應(yīng)能滿足各工況對(duì)應(yīng)溫度下的力學(xué)性能需要，并按規(guī)定溫度進(jìn)行需要的力學(xué)性能試驗(yàn)。5.2.5重新熱處理5.2.5.1如果一批材料的一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能不合格，可進(jìn)行重新熱處理，重新熱處理的條件應(yīng)在交工文件中注明。5.2.5.2重新熱處理后應(yīng)重新進(jìn)行除化學(xué)成分和非金屬夾雜物檢驗(yàn)外的所有檢驗(yàn)和試驗(yàn)。5.2.5.3重新熱處理只允許進(jìn)行一次。5.2.6表面質(zhì)量檢查應(yīng)對(duì)材料表面進(jìn)行檢查。材料表面不允許存在超標(biāo)缺陷。當(dāng)對(duì)表面缺陷存在疑問時(shí)，可按5.2.7進(jìn)行滲透檢驗(yàn)或磁粉檢驗(yàn)。45.2.7無損檢驗(yàn)5.2.7.1一般要求對(duì)于包容系統(tǒng)和臨界安全相關(guān)部件材料，應(yīng)按5.2.7.2和5.2.7.3的規(guī)定進(jìn)行無損檢驗(yàn)。5.2.7.2滲透檢驗(yàn)或磁粉檢驗(yàn)除鋼板外，應(yīng)對(duì)加工到最終成品尺寸的零件進(jìn)行滲透檢驗(yàn)或磁粉檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則等按NB/T20328的規(guī)定執(zhí)行。5.2.7.3超聲檢驗(yàn)下述材料應(yīng)在交貨狀態(tài)進(jìn)行超聲檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則等除按NB/T20328的規(guī)定執(zhí)行外，還應(yīng)滿足如下補(bǔ)充要求：a）對(duì)于所有鍛件應(yīng)進(jìn)行100%超聲檢驗(yàn)；b）對(duì)于所有直徑大于等于50mm的棒材需逐根進(jìn)行100%超聲檢驗(yàn)；c）對(duì)于厚度大于等于12mm的鋼板應(yīng)進(jìn)行100%超聲檢驗(yàn)，相鄰探頭的重疊部分應(yīng)不小于10%。5.3功能材料5.3.1中子吸收材料5.3.1.1中子吸收材料應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)證證明其在使用條件下能夠滿足設(shè)計(jì)要求或具有良好的使用經(jīng)驗(yàn)。5.3.1.2中子吸收性能應(yīng)采用中子衰減法或化學(xué)分析法進(jìn)行測(cè)定。5.3.1.3非金屬中子吸收材料由于其相對(duì)金屬具有較大的膨脹系數(shù)，應(yīng)考慮部件設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi)熱脹冷縮的影響。每次制造均應(yīng)對(duì)中子吸收材料的物理特性、核素分布的均勻性進(jìn)行測(cè)試。5.3.2屏蔽材料5.3.2.1屏蔽材料性能應(yīng)與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)中采用的材料相匹配。5.3.2.2中子屏蔽材料應(yīng)經(jīng)過鑒定具有良好的成形性能、耐輻照性能和耐熱性能。材料中主要中子屏蔽核素及材料的密度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。5.3.3密封材料密封材料在設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi)應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，應(yīng)考慮高溫壓縮永久變形及低溫脆性測(cè)試。此外，密封材料還應(yīng)具有良好的耐輻照性能和密封性能，并滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。5.3.4減震材料減震材料應(yīng)采用經(jīng)證明能夠在GB11806—2019中規(guī)定的正常運(yùn)輸條件及運(yùn)輸事故條件所涉及的相關(guān)沖擊載荷下確保貨包安全的材料。5.3.5保護(hù)涂層5.3.5.1可通過涂覆涂層對(duì)基體材料進(jìn)行防腐保護(hù)。該涂層應(yīng)滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中性能評(píng)定試驗(yàn)的要求，并在涂裝后滿足質(zhì)量控制要求。在役期間應(yīng)對(duì)涂覆該涂層的設(shè)備進(jìn)行定期巡檢，如發(fā)現(xiàn)涂層破損應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)維護(hù)。5.3.5.2涂層應(yīng)在常規(guī)運(yùn)輸條件下保持穩(wěn)定，并且涂層與基材間應(yīng)有足夠的附著力，使涂層可在105年內(nèi)牢固的附著在基材表面并具有足夠的防腐蝕能力，即至少在10年內(nèi)銹蝕面積不超過涂層總面積的0.5%，出現(xiàn)外觀缺陷（如起泡、裂紋、粉化等）的涂層總面積不超過5%。5.3.5.3應(yīng)至少評(píng)估涂層產(chǎn)品耐腐蝕、耐化學(xué)品和耐輻照的性能。5.3.5.4任何涂層產(chǎn)品（包括油漆或鍍層）應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求6.1一般要求6.1.1運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其質(zhì)量、體積和形狀，并便于固定在運(yùn)輸工具內(nèi)或運(yùn)輸工具上，以便安全地運(yùn)輸。6.1.2運(yùn)輸容器應(yīng)能經(jīng)受在常規(guī)運(yùn)輸條件下可能產(chǎn)生的任何加速度、振動(dòng)或共振的影響，并且不造成對(duì)容器上的各種密閉器件的有效性或貨包完好性的不利影響。應(yīng)把螺母、螺栓和其他緊固器件設(shè)計(jì)成即使經(jīng)多次使用后也不會(huì)意外地松動(dòng)或脫落的形式。6.1.3運(yùn)輸容器在正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下所需考慮的載荷及其組合方式和結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)按GB/T41024執(zhí)行。6.1.4運(yùn)輸容器的防脆性斷裂評(píng)價(jià)應(yīng)考慮材料的斷裂韌性問題，并遵照HJ1201的要求執(zhí)行。6.1.5運(yùn)輸容器的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證在正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下保持次臨界，包容和屏蔽功能滿足GB11806—2019相應(yīng)要求。6.1.6設(shè)計(jì)應(yīng)明確運(yùn)輸容器能夠經(jīng)受GB11806—2019附錄C中C.4規(guī)定的驗(yàn)證經(jīng)受正常運(yùn)輸條件能力的試驗(yàn)和驗(yàn)證經(jīng)受運(yùn)輸事故條件能力的試驗(yàn)。在進(jìn)行上述規(guī)定的破壞性物理試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)其特點(diǎn)采用全尺寸原型容器或比例模型容器進(jìn)行。比例模型容器的尺寸不宜小于原型容器的1/4，并滿足相似原則。比例模型容器的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)材料能夠完全反映原型容器的主要結(jié)構(gòu)和材料特性，在破壞性物理試驗(yàn)中不能驗(yàn)證的性能在比例模型容器中可以忽略，如容器中子屏蔽性能等。設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)模型比例進(jìn)行充分驗(yàn)證，對(duì)比例模型容器中各部件比例選取的有效性進(jìn)行說明。6.2包容結(jié)構(gòu)要求6.2.1應(yīng)明確運(yùn)輸容器包容邊界的范圍。6.2.2運(yùn)輸容器應(yīng)設(shè)計(jì)成在最大正常工作壓力下，經(jīng)受GB11806—2019附錄C中C.4.4正常運(yùn)輸條件能力的試驗(yàn)和附錄C中C.4.6運(yùn)輸事故條件能力的試驗(yàn)后，包容系統(tǒng)的變形不會(huì)導(dǎo)致容器的泄漏率超過規(guī)定的限值。6.2.3包容邊界的緊固方式應(yīng)可靠，確保不會(huì)因內(nèi)壓增大等原因造成意外打開或泄漏率超過允許的限值。6.2.4運(yùn)輸容器的包容邊界不應(yīng)設(shè)置泄壓裝置、通風(fēng)裝置、過濾器或機(jī)械冷卻裝置。6.2.5由焊接方式構(gòu)成的包容結(jié)構(gòu)，需對(duì)全焊透焊縫進(jìn)行體積和表面檢驗(yàn)，合格后需對(duì)包容邊界進(jìn)行強(qiáng)度和密封性檢查。6.2.6若包容系統(tǒng)構(gòu)成了容器的一個(gè)獨(dú)立單元，則其應(yīng)獨(dú)立于容器的其他構(gòu)件，并采用一種牢固的緊固方式進(jìn)行密封。6.2.7當(dāng)輻射屏蔽層作為包容系統(tǒng)的一部分時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮防止該屏蔽層因發(fā)生意外而脫落。當(dāng)輻射屏蔽層與包容系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立單元時(shí)，則該單元應(yīng)獨(dú)立于容器的其他構(gòu)件，并采用一種牢固的緊固方式進(jìn)行密封。66.3臨界安全相關(guān)部件要求運(yùn)輸容器如需設(shè)置中子吸收材料，則應(yīng)選用合適的材料類型，并合理布置，在正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下均能保證貨包和貨包陣列處于次臨界狀態(tài)。6.4其他安全相關(guān)部件要求6.4.1應(yīng)確保運(yùn)輸容器上的提升裝置按預(yù)期的方式使用時(shí)不會(huì)失效，即使在提升裝置失效時(shí)，也不會(huì)削弱運(yùn)輸容器滿足本標(biāo)準(zhǔn)其他要求的能力。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮相應(yīng)的安全系數(shù)，以適應(yīng)突然起吊情況。提升裝置一般情況下應(yīng)滿足在承受3倍最大吊裝載荷時(shí)不屈服，承受5倍最大吊裝載荷時(shí)不斷裂；對(duì)于大型乏燃料運(yùn)輸容器，其提升裝置應(yīng)在承受6倍最大吊裝載荷時(shí)不屈服，承受10倍最大吊裝載荷時(shí)不斷裂。6.4.2運(yùn)輸容器的外表面上可能被誤用于提升的附加裝置和其他任何部件（如栓系耳），應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠承受容器的重量并考慮相應(yīng)的安全系數(shù)，或應(yīng)將其設(shè)計(jì)成可拆卸的，并要求在運(yùn)輸前拆除，如不能拆除，應(yīng)采取措施使其不能當(dāng)做提升裝置使用。7熱工設(shè)計(jì)要求7.1一般要求7.1.1熱工設(shè)計(jì)應(yīng)保證乏燃料運(yùn)輸容器的傳熱性能，確保乏燃料包殼峰值溫度和容器各部件的溫度滿足接受準(zhǔn)則所規(guī)定的限值要求。7.1.2應(yīng)對(duì)乏燃料運(yùn)輸容器開展熱評(píng)價(jià)。7.1.3熱評(píng)價(jià)應(yīng)考慮衰變熱負(fù)荷、環(huán)境溫度、太陽曝曬、正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件的相應(yīng)組合。7.2分析工況考慮衰變熱負(fù)荷、環(huán)境溫度、有無太陽曝曬以及正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件的組合，熱評(píng)價(jià)應(yīng)考慮以下四種工況：正常運(yùn)輸條件a）最大衰變熱負(fù)荷、環(huán)境溫度38℃、有太陽曝曬；b）最大衰變熱負(fù)荷、環(huán)境溫度38℃、無太陽曝曬；c）最小衰變熱負(fù)荷、環(huán)境溫度-40℃、無太陽曝曬；運(yùn)輸事故條件d）最大衰變熱負(fù)荷、在耐熱試驗(yàn)條件下暴露30min后自然冷卻。7.3計(jì)算模型7.3.1熱負(fù)荷7.3.1.1應(yīng)明確在熱評(píng)價(jià)中假設(shè)的最小和最大衰變熱負(fù)荷。假設(shè)的最大衰變熱負(fù)荷應(yīng)與屏蔽和包容分析中假設(shè)的源項(xiàng)一致。如果未限制最小衰變熱負(fù)荷，則假設(shè)最小衰變熱負(fù)荷為0。7.3.1.2應(yīng)考慮熱負(fù)荷在容器徑向和軸向的分布情況。77.3.2環(huán)境條件7.3.2.1環(huán)境溫度熱評(píng)價(jià)環(huán)境溫度為-40℃~38℃。7.3.2.2太陽曝曬假設(shè)太陽曝曬條件如表1所示。表1曝曬數(shù)據(jù)102345a另一種方法是用正弦函數(shù)表征太陽曝曬量，采用吸收系數(shù)，并忽略鄰近物體可能的反射效應(yīng)。7.3.3熱物理性質(zhì)7.3.3.1應(yīng)給定容器各部件和乏燃料組件的熱物理性質(zhì)。7.3.3.2吸收比和發(fā)射率應(yīng)適用于各部件的表面條件及所分析工況的條件。當(dāng)熱物理性質(zhì)為單一值時(shí)，熱評(píng)價(jià)應(yīng)表明該值包絡(luò)了與溫度有關(guān)的等效特性。7.3.4模型簡化與計(jì)算假設(shè)應(yīng)明確計(jì)算模型與真實(shí)容器相比所做的簡化以及采用的假設(shè)，并說明上述簡化和假設(shè)的合理性和保守性。如對(duì)不同工況使用了不同的簡化或假設(shè)，應(yīng)進(jìn)行說明。7.4接受準(zhǔn)則和安全評(píng)價(jià)7.4.1接受準(zhǔn)則7.4.1.1正常運(yùn)輸條件下，對(duì)于鋯合金燃料包殼，包殼最高溫度不應(yīng)超過400℃;對(duì)于其他類型燃料包殼，應(yīng)確定相應(yīng)的包殼溫度限值。7.4.1.2運(yùn)輸事故條件下，對(duì)于鋯合金燃料包殼，包殼最高溫度不應(yīng)超過570℃;對(duì)于其他類型燃料包殼，應(yīng)確定相應(yīng)的包殼溫度限值。7.4.1.3應(yīng)依據(jù)使用的材料確定各部件的溫度限值，容器各部件的最高溫度不應(yīng)超過其溫度限值。熱評(píng)價(jià)應(yīng)關(guān)注結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料可不直接給定溫度限值，可根據(jù)其溫度場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算評(píng)定。功能材料包括中子吸收材料、屏蔽材料和密封材料，必須為這些材料組成的部件確定溫度限值。7.4.1.4在假設(shè)環(huán)境溫度為38℃且無太陽曝曬的環(huán)境條件下，采用非獨(dú)家使用方式運(yùn)輸時(shí)容器的可接近表面溫度不高于50℃,采用獨(dú)家使用方式運(yùn)輸時(shí)容器的易接近表面溫度不高于85℃?？煽紤]使用屏障或隔板保護(hù)運(yùn)輸人員，而這些屏障或隔板無需接受任何試驗(yàn)。87.4.2安全評(píng)價(jià)7.4.2.1正常運(yùn)輸條件7.4.2.1.1溫度范圍應(yīng)包含最高、最低環(huán)境溫度，并考慮最大、最小衰變熱負(fù)荷。7.4.2.1.2假設(shè)容器在環(huán)境溫度為38℃以及如表1所示太陽曝曬的環(huán)境條件下存放1年后，給出貨包的最大正常工作壓力，并說明如何計(jì)算。7.4.2.1.3應(yīng)將容器各部件和燃料包殼的溫度、容器內(nèi)腔壓力等結(jié)果與限值進(jìn)行比較。7.4.2.2運(yùn)輸事故條件7.4.2.2.1運(yùn)輸事故條件下，應(yīng)針對(duì)耐熱試驗(yàn)條件開展熱評(píng)價(jià)。應(yīng)考慮經(jīng)受力學(xué)試驗(yàn)后的效應(yīng)。力學(xué)試驗(yàn)應(yīng)合理考慮容器開展各種自由下落試驗(yàn)的次序，以確保在完成力學(xué)試驗(yàn)后，容器在后繼的耐熱試驗(yàn)中會(huì)受到最嚴(yán)重的損壞。7.4.2.2.2初始條件對(duì)應(yīng)容器在以下工況達(dá)到的熱平衡狀態(tài)：最大衰變熱負(fù)荷、環(huán)境溫度38℃、有太陽曝曬。7.4.2.2.3耐熱試驗(yàn)包括以下條件：a）使容器暴露在熱環(huán)境中30min，該熱環(huán)境提供的熱流密度至少相當(dāng)于在充分靜止的環(huán)境條件下烴類燃料/空氣火焰的熱流密度，最小平均火焰發(fā)射系數(shù)為0.9，平均溫度至少為800℃,容器完全被火焰所吞沒，表面吸收系數(shù)為0.8或采用容器暴露在所規(guī)定的火焰中其實(shí)際具有的吸收系數(shù)值；b）30min后，使容器在經(jīng)受乏燃料組件所產(chǎn)生的最大衰變熱負(fù)荷和在表1中所規(guī)定的太陽曝曬條件下，暴露在38℃環(huán)境溫度中足夠長的時(shí)間，以保證容器各部位的溫度都在下降或接近初始穩(wěn)定狀態(tài)。7.4.2.2.4計(jì)算應(yīng)模擬足夠長的時(shí)間，應(yīng)至少計(jì)算到容器各部件和燃料包殼的瞬態(tài)峰值溫度出現(xiàn)，溫度持續(xù)下降且不再有上升的趨勢(shì)時(shí)。7.4.2.2.5應(yīng)確定耐熱試驗(yàn)期間作為時(shí)間函數(shù)的容器各部件和燃料包殼的瞬態(tài)峰值溫度。7.4.2.2.6容器內(nèi)腔的最大壓力評(píng)價(jià)應(yīng)基于最大正常工作壓力，并考慮耐熱試驗(yàn)誘發(fā)的容器溫度的增加、容器相關(guān)材料的熱燃燒或分解、燃料棒的破損等因素。7.4.2.2.7應(yīng)將容器各部件和燃料包殼的溫度、容器內(nèi)腔壓力等結(jié)果與限值進(jìn)行比較。8包容設(shè)計(jì)要求8.1一般要求應(yīng)明確包容系統(tǒng)及其相關(guān)部件，包括包容結(jié)構(gòu)的主要零部件、材料構(gòu)成、尺寸描述、密封方法、密封操作等。8.2分析工況運(yùn)輸容器應(yīng)進(jìn)行正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下的包容完整性評(píng)定。8.3計(jì)算要求8.3.1運(yùn)輸容器包容分析時(shí)，應(yīng)明確內(nèi)容物源項(xiàng)，確定放射性內(nèi)容物總可釋放活度和容器容許泄漏率。8.3.2運(yùn)輸容器包容分析時(shí)，可假設(shè)正常工況下破損的燃料棒釋放到容器內(nèi)腔的放射性物質(zhì)為其可釋9放放射性物質(zhì)的3%，事故工況破損燃料棒釋放到容器內(nèi)腔的放射性物質(zhì)為其可釋放放射性物質(zhì)的100%。8.3.3運(yùn)輸容器包容分析時(shí)，應(yīng)考慮正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下最大工作壓力時(shí)包容邊界的泄漏率。8.4接受準(zhǔn)則和安全評(píng)價(jià)8.4.1運(yùn)輸容器在經(jīng)受了GB11806—2019“附錄C中C.4.4驗(yàn)證經(jīng)受正常運(yùn)輸條件能力的試驗(yàn)”中規(guī)定的試驗(yàn)后，其放射性內(nèi)容物的漏失應(yīng)限制在每小時(shí)不大于10-6A2。8.4.2運(yùn)輸容器在經(jīng)受了GB11806—2019“附錄C中C.4.6驗(yàn)證經(jīng)受運(yùn)輸事故條件能力的試驗(yàn)”的試驗(yàn)后，應(yīng)能使一周內(nèi)放射性內(nèi)容物的累積漏失對(duì)氪-85限制在不大于10A2和對(duì)所有其他的放射性核素不大于A2；計(jì)算混合物放射性核素A2時(shí)，對(duì)氪-85取10A2的A2(i)有效值。8.4.3如果容器具有多層包容邊界，則在正常運(yùn)輸和運(yùn)輸事故條件下，每層包容邊界應(yīng)分別滿足設(shè)計(jì)的泄漏率要求，泄漏率引起的放射性內(nèi)容物漏失應(yīng)滿足8.4.1和8.4.2的要求。8.4.4設(shè)計(jì)者應(yīng)明確容器泄漏率的檢測(cè)方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則，檢測(cè)方法可依據(jù)GB/T17230執(zhí)行。8.4.5在環(huán)境壓力降至60kPa的情況下，包容系統(tǒng)應(yīng)仍能保持其放射性內(nèi)容物不泄漏。9屏蔽設(shè)計(jì)要求9.1一般要求屏蔽設(shè)計(jì)應(yīng)以輻射防護(hù)最優(yōu)化為原則，在確保安全的前提下，方便操作，盡量縮小體積、減輕重量，并適當(dāng)考慮成本因素。9.2分析工況容器應(yīng)進(jìn)行常規(guī)、正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下的輻射安全評(píng)定。9.3屏蔽設(shè)計(jì)源項(xiàng)9.3.1對(duì)于乏燃料組件源項(xiàng)，應(yīng)考慮燃料組件類型、235U初始富集度、燃耗深度以及運(yùn)行歷史不同帶來的乏燃料組件源項(xiàng)多樣性的影響，并考慮一定的包絡(luò)性。9.3.2應(yīng)綜合考慮γ射線和中子的復(fù)合輻射場(chǎng)對(duì)運(yùn)輸容器屏蔽設(shè)計(jì)的影響。9.4計(jì)算模型9.4.1可根據(jù)不同設(shè)計(jì)對(duì)象以及源項(xiàng)特征，選用通用計(jì)算方法計(jì)算輻射場(chǎng)。9.4.2屏蔽模型的構(gòu)建應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的制造工藝偏差和因輻照引起的屏蔽材料質(zhì)量損失。9.4.3屏蔽模型應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)給出的各工況尺寸變化，以及運(yùn)輸事故條件下屏蔽結(jié)構(gòu)的損傷、損失。9.5接受準(zhǔn)則和安全評(píng)價(jià)9.5.1貨包或集合包裝的外表面上任一點(diǎn)的最高輻射水平應(yīng)不超過2mSv/h，滿足下列任何一項(xiàng)情況a）按獨(dú)家使用方式通過鐵路和道路運(yùn)輸?shù)呢洶蚣习b，在滿足下述條件時(shí)可超過2mSv/h，但不可超過10mSv/h：1）車輛采取實(shí)體防護(hù)措施防止未經(jīng)批準(zhǔn)的人員在常規(guī)運(yùn)輸條件下接近托運(yùn)貨物；2）對(duì)貨包或集合包裝采取了固定措施，在常規(guī)運(yùn)輸條件下它們?cè)谲囕v內(nèi)的位置能夠保持不變；3）運(yùn)輸期間，無任何裝載和卸載作業(yè)。b）使用船舶運(yùn)輸?shù)呢洶蚣习b，按獨(dú)家使用方式裝載在車輛內(nèi)或車輛上，且始終不從車輛上卸下。c）按特殊安排方式使用船舶運(yùn)輸?shù)呢洶蚣习b。9.5.2按獨(dú)家使用方式運(yùn)輸，貨包或集合包裝的外表面上任一點(diǎn)的最高輻射水平應(yīng)不超過10mSv/h。9.5.3應(yīng)分析運(yùn)輸容器外表面1m處的最高輻射水平以確定運(yùn)輸指數(shù)。9.5.4應(yīng)將貨包設(shè)計(jì)成在經(jīng)受了GB11806—2019“附錄C中C.4.4驗(yàn)證經(jīng)受正常運(yùn)輸條件能力的試驗(yàn)”中規(guī)定的試驗(yàn)后，能使表面污染水平不超過GB11806—2019中“5.4表面污染水平限值”，防止貨包的任何外表面上的輻射水平提高20%以上。9.5.5應(yīng)將貨包設(shè)計(jì)成在經(jīng)受了GB11806—2019“附錄C中C.4.6驗(yàn)證經(jīng)受運(yùn)輸事故條件能力的試驗(yàn)”的試驗(yàn)后，能保持足夠的屏蔽能力，保證在貨包內(nèi)裝的放射性內(nèi)容物達(dá)到所設(shè)計(jì)的最大數(shù)量時(shí)，距貨包表面1m處的輻射水平不會(huì)超過10mSv/h。10臨界安全設(shè)計(jì)要求10.1一般要求在常規(guī)運(yùn)輸條件、正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下，貨包應(yīng)保持次臨界狀態(tài)。即貨包的有效增殖系數(shù)在考慮不確定度后（包括計(jì)算方法、材料、尺寸公差等引起的不確定度）應(yīng)小于或等于次臨界限值。在常規(guī)運(yùn)輸條件、正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下，貨包的次臨界限值應(yīng)考慮為確保次臨界而施加的裕量以及基準(zhǔn)試驗(yàn)的偏倚和其不確定度，不大于0.95。10.2分析工況10.2.1容器應(yīng)進(jìn)行正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下的臨界安全評(píng)定。10.2.2單個(gè)容器評(píng)定時(shí)最大反應(yīng)性的工況：考慮容器需經(jīng)受正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件評(píng)定時(shí)所規(guī)定的試驗(yàn)以及意外事件。10.2.3正常運(yùn)輸條件下容器陣列的評(píng)定時(shí)最大反應(yīng)性的工況：容器之間應(yīng)無任何物品，容器排列應(yīng)受到周圍至少20cm厚的水層的反射和貨包經(jīng)受正常運(yùn)輸條件能力的試驗(yàn)后驗(yàn)證的條件。10.2.4運(yùn)輸事故條件下容器陣列的評(píng)定時(shí)最大反應(yīng)性的工況：容器間存在含氫慢化物，容器排列應(yīng)受到周圍至少20cm厚的水層的反射；在經(jīng)受住正常運(yùn)輸條件能力的試驗(yàn)后，再進(jìn)行驗(yàn)證經(jīng)受運(yùn)輸事故條件能力的試驗(yàn)中規(guī)定的任何一系列較嚴(yán)的試驗(yàn)：a）自由下落試驗(yàn)Ⅱ和自由下落試驗(yàn)Ⅲ（對(duì)于質(zhì)量不超過500kg并依據(jù)外部尺寸計(jì)算的總體密度不大于1000kg/m3的貨包），或自由下落試驗(yàn)Ⅰ和自由下落試驗(yàn)Ⅱ（對(duì)于其他所有的貨包）；隨后進(jìn)行耐熱試驗(yàn)以及易裂變材料容器的水泄漏試驗(yàn)或水浸沒試驗(yàn)。b）水浸沒試驗(yàn)，對(duì)于含有超過105A2的B(U)型和B(M)型貨包需進(jìn)行強(qiáng)化水浸沒試驗(yàn)。10.2.5在經(jīng)歷上述試驗(yàn)后，若產(chǎn)生容器外形或燃料組件柵距的變化，應(yīng)在運(yùn)輸事故條件下最大反應(yīng)性的工況中考慮，除非能證明貨包不會(huì)進(jìn)水，否則還應(yīng)同時(shí)考慮水滲入容器的情況。10.2.6此外在乏燃料運(yùn)輸容器的臨界安全設(shè)計(jì)中，還應(yīng)特別考慮下述意外事件：a）水滲入容器或從容器泄出，尤其應(yīng)考慮水滲入容器、處于最佳慢化狀態(tài)的情況，并考慮燃料棒包殼進(jìn)水的可能；b）容器內(nèi)的中子吸收劑性能降低；c）內(nèi)容物在容器內(nèi)可能重新排列或因其從貨包內(nèi)漏失而可能引起的重新排列；d）容器內(nèi)或容器之間的間距縮??；e）容器浸沒在水中或埋入雪中；f）溫度變化。10.3計(jì)算模型10.3.1最大反應(yīng)性證明核臨界安全分析的計(jì)算模型應(yīng)使用恰當(dāng)?shù)膮?shù)和條件，使正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件的分析評(píng)價(jià)均是保守的，在此基礎(chǔ)上給出最大反應(yīng)性證明。10.3.2燃料組件建模10.3.2.1根據(jù)設(shè)計(jì)特性，燃料組件的模型應(yīng)保守的選擇芯塊直徑、芯塊中心孔（如有）、包殼內(nèi)徑、包殼外徑、導(dǎo)向管和（或）儀表管內(nèi)徑、導(dǎo)向管和（或）儀表管外徑、燃料棒柵距等幾何參數(shù)值，以及燃料芯塊核素成分及其分布、結(jié)構(gòu)材料等材料參數(shù)；或采用名義值，將上述參數(shù)的不確定度考慮在最終的不確定度中。應(yīng)論證燃料組件其他結(jié)構(gòu)部件的簡化處理是保守的。10.3.2.2若采用燃耗信用制，應(yīng)使用合適的置信水平，保守考慮燃料組件燃耗、堆芯運(yùn)行參數(shù)和冷卻時(shí)間等因素。10.3.2.3對(duì)于含有可燃吸收體的燃料組件，僅可置信固定式可燃吸收體。應(yīng)保守考慮可燃吸收體的類型、分布、含量等。應(yīng)考慮隨著輻照進(jìn)行，易裂變材料和可燃吸收體的消耗對(duì)燃料組件反應(yīng)性帶來的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)。10.3.3運(yùn)輸容器建模10.3.3.1若采用簡化的幾何結(jié)構(gòu)，應(yīng)論證簡化結(jié)構(gòu)的保守性。10.3.3.2對(duì)容器的結(jié)構(gòu)、中子吸收體等的材料成分、尺寸等進(jìn)行敏感性分析，選取保守參數(shù)值；或采用名義值，將上述參數(shù)的不確定度考慮在最終的不確定度中。10.3.3.3應(yīng)保守考慮中子吸收體的置信度。對(duì)于含硼的復(fù)合材料，可以采用75%的置信度，當(dāng)采取測(cè)試手段可證明材料具有足夠的吸收能力時(shí)，可以采用90%的置信度。對(duì)于其他材料應(yīng)根據(jù)中子吸收體材料的類型和制造的工藝和是否有相關(guān)測(cè)試來選取保守的置信度。10.3.3.4單個(gè)貨包或貨包陣列應(yīng)至少被厚度為20cm的水反射層緊包圍，或由周圍材料提供更強(qiáng)的中子反射。10.4程序驗(yàn)證10.4.1應(yīng)基于所分析系統(tǒng)的物理特征來選擇經(jīng)過評(píng)價(jià)的、合適的臨界基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。宜從多個(gè)獨(dú)立的來源和實(shí)驗(yàn)系列選擇臨界基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)以減少系統(tǒng)誤差。10.4.2選定的臨界基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的物理參數(shù)范圍宜涵蓋所分析系統(tǒng)預(yù)期的各種工況下物理參數(shù)的變化。10.4.3計(jì)算程序分析臨界基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)所采用的核截面數(shù)據(jù)，應(yīng)與所分析系統(tǒng)所采用的核截面數(shù)據(jù)一致。10.4.4應(yīng)基于選定的臨界基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量選擇合適的方法確定偏倚及其不確定度。如采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，應(yīng)驗(yàn)證臨界基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)量滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)要求。10.4.5對(duì)于蒙特卡羅程序的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)檢查中子抽樣的完備性和收斂準(zhǔn)則的適當(dāng)性。應(yīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，判斷其是否符合預(yù)期。如不符合預(yù)期判斷，應(yīng)對(duì)計(jì)算模型和假設(shè)條件進(jìn)行分析，以確定原因。10.5接受準(zhǔn)則和安全評(píng)價(jià)10.5.1應(yīng)根據(jù)計(jì)算方法的偏倚及其不確定度，所分析系統(tǒng)材料、制造公差、計(jì)算模型、對(duì)幾何或材料近似處理所引起的不確定度，程序計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)不確定度或收斂不確定度，以及為確保次臨界安全所施加的裕量，確定臨界安全分析的接受準(zhǔn)則。如采用燃耗信用制還應(yīng)考慮核素成分計(jì)算引