HJ 1355-2024 乏燃料运输容器设计要求

中华人民共和国国家生态环境标准HJ1355—2024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。2024-02-20发布2024-05-01实施生态环境部 发 布HJ1355—2024i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......................................................................13HJ1355—2024ii前言为贯彻《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》《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。HJ1355—20241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。GB11806—2019放射性物品安全运输规程GB15146.2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、处理的基本技术规则与次临界限值GB15146.8反应堆外易裂变材料的核临界安全第8部分：堆外操作、贮存、运输轻水堆燃料的核临界安全准则GB/T15146.12反应堆外易裂变材料的核临界安全第12部分：轻水堆燃料燃耗信用制GB/T17230放射性物质安全运输货包的泄漏检验GB/T41024乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则HJ1201放射性物品运输容器防脆性断裂的安全设计指南HJ1202钢制乏燃料运输容器制造通用技术要求NB/T20002压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范NB/T20328.2核电厂核岛机械设备无损检测另一规范第2部分超声检测NB/T20328.4核电厂核岛机械设备无损检测另一规范第4部分渗透检测NB/T20328.5核电厂核岛机械设备无损检测另一规范第5部分磁粉检测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。HJ1355—202423.3常规运输条件routineconditionsoftransport该条件下，货包在运输和操作使用过程中无任何事件发生。3.4正常运输条件normalconditionsoftransport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GB11806—2019附录C中C.4.6～C.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、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-40℃～38℃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。HJ1355—202435.1.2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5.2.1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5.2.2～5.2.7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。5.2.2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合相应标准的规定。5.2.3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