(高清版)GB 15146.8-2008 反應堆外易裂變材料的核臨界安全 第8部分：堆外操作、貯存、運輸輕水堆燃料的核臨界安全準則

代替GB15146.8—1994反應堆外易裂變材料的核臨界安全燃料的核臨界安全準則Part8:Criticalitysafetycriteriaforthehandlin2008-09-19發(fā)布中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布I本部分的全部技術內(nèi)容為強制性。GB15146《反應堆外易裂變材料的核臨界安全》迄今已經(jīng)發(fā)布了下列11個部分：——GB15146.1第1部分：核臨界安全行政管理規(guī)定(代替GB15146.1—1994)——GB15146.2第2部分：易裂變材料操作、加工、處理的基本技術規(guī)則與次臨界限值(代替——GB15146.3第3部分：易裂變材料貯存的核臨界安全要求(代替GB15146.3—1994)——GB15146.4含易裂變物質水溶液的鋼質管道交接的核臨界安全準則——GB15146.5钚-天然鈾混合物的核臨界控制準則和次臨界限值——GB/T15146.6硼硅酸鹽玻璃拉希環(huán)及其應用準則——GB15146.7次臨界中子增殖就地測量安全規(guī)定部分：堆外操作、貯存、運輸輕水堆燃料的核臨界安全準則(代替——GB15146.9核臨界事故探測與報警系統(tǒng)的性能及檢驗要求——GB15146.10固定中子吸收體的應用安全要求——GB/T15146.11基于限制和控制慢化劑的核臨界安全GB15146對反應堆外易裂變材料操作、加工、處理、貯存和運輸?shù)暮伺R界安全提出了要求和建議。本部分為GB15146的第8部分。本部分代替GB15146.8—1994《反應堆外易裂變材料的核臨界安全堆外操作、貯存、運輸輕水堆燃料單元的核臨界安全準則》。本部分與GB15146.8—1994相比主要變化：——增加了前言部分；——在范圍中增加了輕水堆燃料棒；——建立了符合統(tǒng)計學概念的次臨界準則的方法；——刪除了有關行政管理措施等(1994版第5章);此次修訂的絕大多數(shù)是編輯性的修改，除刪除了一些無須有的章節(jié)外，還添加了一些新內(nèi)容，例如符合統(tǒng)計學概念的次臨界準則建立方法。應通過文件化的論證說明理由。本部分的附錄A為資料性附錄。本部分由全國核能標準化技術委員會提出。本部分由全國核能標準化技術委員會歸口。本部分起草單位：中國核電工程有限公司。本部分于1994年首次發(fā)布。1反應堆外易裂變材料的核臨界安全燃料的核臨界安全準則本部分規(guī)定堆外操作、貯存和運輸輕水堆燃料棒和燃料單元的核臨界安全準則。本部分適用于輕水堆燃料棒和燃料單元的堆外操作、貯存和運輸。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。GB15146.1反應堆外易裂變材料的核臨界安全第1部分：核臨界安全行政管理規(guī)定GB15146.2反應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、處理的基本技術準則與次臨界限值GB15146.7反應堆外易裂變材料的核臨界安全次臨界中子增殖就地測量安全規(guī)定GB15146.9反應堆外易裂變材料的核臨界安全核臨界事故探測與報警系統(tǒng)的性能及檢驗要求GB15146.10反應堆外易裂變材料的核臨界安全固定中子吸收體的應用安全要求3術語和定義下列術語和定義適用于本部分。受控參數(shù)controlledparameter限制在規(guī)定范圍內(nèi)的參數(shù)。包含易裂變核素的材料的細長圓柱體，通常封裝在金屬套管中。操作、貯存、運輸時的基本單位。例如，燃料組件、裝在罐內(nèi)的乏燃料或集合在一起的燃料棒。由原作者以外的具備資格的人員對前者所完成的核臨界安全評價所進行的審查，目的是確保該評價是正確的。審查者與原作者可同屬一個單位。4一般安全準則4.1一般的核臨界安全行政管理規(guī)定和技術規(guī)定見GB15146.1、GB15146.2。4.2用于計算有效增殖因子的方法應依照GB15146.2進行確認。24.3應按照GB15146.9中的規(guī)定確定設置臨界報警系統(tǒng)的必要性和它們的使用規(guī)則。4.4對于任何涉及到燃料棒或燃料單元的操作、貯存、運輸?shù)淖鳂I(yè)或系統(tǒng)，在作業(yè)的首次進行或系統(tǒng)初次使用，或者對它們實施變更之前，應按照第5章規(guī)定的準則對所有的正常工況、可信的異常工況進行評價，以斷定此類作業(yè)或系統(tǒng)是次臨界的(見附錄A)。4.5核臨界安全評價應確定并明確指出臨界安全所依賴的受控參數(shù)，及其設計、操作限值。這些受控參數(shù)或者工況的變化所產(chǎn)生的影響應形成文件。4.6核臨界安全評價應形成文件，這些文件要內(nèi)容詳細、條理清楚，不能含糊不清，以利于獨立審查和確保結果的正確性。4.7在作業(yè)實施之前，應進行獨立審查，以確保4.4所要求的評價是適當?shù)摹?.8在作業(yè)實施之前，應核實作業(yè)時的構型與工況要滿足4.5規(guī)定的設計與操作限值要求。4.9可以使用在燃料自身、結構件、設備中或與結構件、設備組成一體的溶液中，加入諸如釓、硼等中子吸收劑的方法，來確保核臨界安全。但在依賴中子吸收劑確保臨界安全時，則應運用控制措施確保其保持預定的布置、分布和濃度。在使用溶液吸收劑時宜格外小心，應符合相關安全標準的規(guī)定。燃料單元中含有可燃毒物時，尋找反應性最大的狀態(tài)時宜格外小心。應按照GB15146.10中的規(guī)定使用固定中子吸收劑4.10在進行核臨界安全評價時，應在可信數(shù)值范圍內(nèi)選取那些影響反應性的燃料特性(如材料組成、幾何條件或溫度),以便獲得所評價系統(tǒng)的最大中子增殖因子?？梢酝ㄟ^找出一個最大的燃料單元反應性，并確保任一燃料單元的反應性不比該反應性數(shù)值更大的策略，來考慮由于燃耗而引起的反應性降低?？梢酝ㄟ^以下措施來保證任一燃料單元的反應性不超過上述最大反應性值：a)與反應性相關的測量；b)分析以及核實每個燃料單元的輻照歷史。此外，還應考慮燃料單元中的燃耗的軸向分布。4.11對燃料棒和燃料單元進行操作、貯存、運輸時，應留有足夠的安全系數(shù)，以保證至少需要一并發(fā)生兩個不大可能發(fā)生的、彼此獨立的條件變化時才有可能導致臨界事故的發(fā)生。5確定次臨界準則5.1當用分析的方法來預測中子增值因子時，按式(1)計算出的中子增值因子k。應等于或小于所確定式中：k,——在所有正常工況或可信的異常工況或事件情況下，被評價系統(tǒng)的中子增殖因子計算值k。ke——用特定的計算方法計算若干基準臨界實驗得到的平均k。用于計算k。的基準臨界實驗在物理組成、構型和核特性(包括反射層)等方面宜與被評價系統(tǒng)類似。若被評價系統(tǒng)的參數(shù)超出了基準臨界實驗確定的適用范圍，則可將適用范圍依據(jù)k。隨該參數(shù)的變化趨勢外推求得。當外推范圍較大時，使用趨勢外推的做法宜使用其他計算方法加以補充。關于在適用范圍內(nèi)和外推至適用范圍以外的問題，見GB15146.2?！鱧p——給以下幾個方面留出的扣除量：——計算k。時的統(tǒng)計不確定度或收斂不確定度，或二者之和；——材料和制造公差；——在計算方法中對幾何或材料近似處理所引起的不確定度?！鱧e——給k。的不確定度留出的裕量，包括以下幾個方面的扣除量：——臨界實驗的不確定度；——計算k.時的統(tǒng)計不確定度或收斂不確定度，或二者之和；3——當k。是在實驗數(shù)據(jù)范圍之外時，由外推引起的不確定度；——在計算方法中對幾何或材料近似處理所引起的不確定度?！鱧m——為確保k。為次臨界值而附加的裕量。按統(tǒng)計學理論，當不同的不確定度是相互獨立時，可以將它們組合在一起，上述不等式可變?yōu)槭?2):5.2那些不能直接獲得k的方法，但其有效性已經(jīng)按照GB15146.2的規(guī)定得到確認時，也可用于確保次臨界。5.3合適的實驗數(shù)據(jù)或由實驗導出的數(shù)據(jù)，只要留出足以確保次臨界的扣除量，就可以直接使用的。5.4按照GB15146.7的規(guī)定執(zhí)行的就地測量，也可用于確保次臨界。4(資料性附錄)在操作、貯存和運輸燃料單元時需考慮的核臨界安全因素A.1概述在進行核臨界安全評價時，要考慮燃料的設計參數(shù)、貯存布置的各種尺寸、燃料操作規(guī)程、慢化和反射條件等，以確保所考慮的狀態(tài)是可信的反應性最大的狀態(tài)。4.4要求考慮與受控參數(shù)相關的正常工況和可信異常工況，并要考慮與受控參數(shù)相關的各種不確定度，包括設計的容許偏差。典型的參數(shù)和條件如下：A.2燃料棒參數(shù)燃料棒參數(shù)包括：——可燃毒物成分、密度和分布(注意：含有可燃毒物的已輻照燃料的反應性可能會超過未輻照燃料的反應性);——燃料棒的幾何參數(shù)，包括包殼材料與厚度；——燃料棒內(nèi)對反應性的影響較大的其他材料，以及它們的分布。A.3燃料單元組成燃料單元的組成包括：——燃料單元內(nèi)的燃料棒數(shù)目及其位置；——燃料單元的尺寸；——吸收棒的數(shù)量以及位置，水通道以及其他可能存在的材料。A.4燃料單元布置燃料單元的布置包括：——燃料單元的數(shù)量和間距；——燃料單元間固定的中子吸收劑；——維持燃料單元的構型的結構材料(核特性、數(shù)量、位置和尺寸);——燃料單元的布置在裝卸操作期間的變化。燃料單元內(nèi)和燃料單元之間的可信的慢化條件，例如：干法貯存燃料單元時塑料墊片或其他慢化材料(霧、雪、工作人員等);在水下貯存燃料單元時水的密度、溫度，包括由沸騰引起的空泡。A.6反射層和耦合作用條件反射層和耦合作用條件包括：—反射層的組成、構型和位置；——與其他易裂變材料的耦合作用