GB T 11813-1996 压水堆燃料棒氦质谱检漏.pdf

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1、ICS 27.120.30 F 46 华GB/T 11 81 3 1 996 素LHelium leak testing of nuclear fuel rod for PWR 1996-12-19发布1997-12-01实施国主髦才迂监督局发布GB/T 11813 -19 9 6 燃料棒密封性能氮质i普检漏技术是燃料棒制造过程中的重要检验项目之一。1989年12月发布的GB 11813-89是在制造300MW燃料棒中使用的氮质谱检漏技术基础上编写的，在秦山300MW首炉和第一次换料组件生产中实施了这项标准，它对保证燃料元件密封性能具有重要意义o90年代初，我国开始制造大型核电站燃料组件，对燃

2、料棒检漏技术提出了更高的要求，需要对检漏方法、设备、标准漏孔及数据处理方法进行改进。在为大亚湾核电站900MW反应堆的首炉换料和秦山核电站300MW反应堆的第二次换料组件生产中已按改进后的检漏方法实施，结果表明，新的方法具有更大的优越性和可靠性，因而，有必要对原GB11813-89进行修订，使我国的核燃料元件检漏技术更加完善。本标准从实施之日起，同时代替GB11813-890 本标准的附录A、附录E都是标准的附录。本标准由中国核工业总公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位z国营八一二厂。本标准主要起草人s朱国胜。占一-u前广中华人民共和国国家标准GB/T 11 81 3 -1

3、 996 压水堆燃料氨代替GB11813-89 Helium leak testing of nuclear fuel rod for PWR 本标准规定了使用氮质谱检漏技术对压水堆燃料棒(以下简称燃料棒)密封性能进行无损检测的方法、步骤和检测l结果的计算与判定。本标准适用于压水堆燃料棒的密封性能检测，检测泄漏率的范围为lXlO-lIPa m/slXI0-7 Pa.m3/s0 本标准也适用于压水堆控制棒、可燃毒物棒、中子源棒等的密封性能检漏.2 定义本标准采用下列定义。2. 1 直接检漏法d町cthelium leak testing 利用燃料棒制造时所充氮气作为示漏气体进行密封性能检测的方法

4、。2. 2 背压检漏法immersed helium leak testing 燃料棒置于真空容器内，充入一定压力的氮气，使氮气从燃料棒漏孔或缝隙处进入内部后，再进行氮质谱检漏的方法.2.3 最长泄漏时间the maximum time of leaking 当燃料棒漏焊或包壳管和端塞存在穿透性缺陷时，自充氮密封焊接起到氮质谱检漏仪能探测l到的泄漏率判废限止所经历的时间。最长泄漏时间按附录B(标准的附录确定。3 方法提要本标准依据质谱分析技术原理，采用氮质i苦检漏仪、检测装置及真空系统、标准漏孔等，对燃料棒的密封性能进行检漏，根据燃料棒设计技术条件对密封性能规定的允许漏率和检漏系统的测量偏差，

5、按附录A(标准的附录来确定燃料棒泄漏率判废限，当泄漏率小于判废限时燃料棒密封性能为合格J否则为不合格。4 材料与设备4. 1示漏气体氮气。4.2液氮工业液氮。4.3氮气工业氮气。4.4 氮质谱检漏仪灵敏度优于lX10-11Pa m/s.量程为lX10-11lXlO-7Pa m/s。4.5 标准漏孔采用带氮室的石英薄膜渗氮型系列标准漏孔，漏率范围在燃料棒技术条件允许的漏率数量级范围内。4.6 复合式真空汁最大量程lXlO-5Pa。国家技术监督局1996-12-19批准1997-12-01实施I 4.7 检漏装置及真空系统检漏系统如图1所示。G8/T 11813-1996 检漏容器的真空度须达到1

6、X10-Pa.4.8 充氮密封容器容积与检漏容器相同，装有低真空泵、压力计和氮气源。5 检测步骤5. 1 准备工作5. 1. 1 按氮质谱检漏仪(4.4)操作说明书的步骤启动检漏仪.5. 1. 2 关好检漏容器密封端盖，启动机械泵MP，预拙真空，接通扩散泵DP，加热系统，待检漏容器达到iJ6 Pa时，关闭V，.打开V，和叭，用扩散泵DP，对容器抽真空.5. 1.3 给仪器冷阱注入液氮(4.2) ，继续对检漏仪质谱室抽真空。5.1.4 调节质谱室发射电流，一般为0.2mA-2 mA之间。5. 1. 5 当漏率输出表指在10-11Pa m /s萤程时，调整输出零点。5. 1. 6 按质谱仪操作说明

7、打开V，阀和仪器上的检漏台阀门，用标准漏孔(4.5)F，调节氮峰.F, F, V岛fPM N, V, V, D, CH V, V, E 飞qV, V, F, 岛1SPMP, 。飞q11 DP, 。孔1P，V,V. 真空阀门，MSP一氮质谱检漏仪，DP!.DPz泊扩散泵IMPl，MP2机械真空泵，矶，F2，F3一氮标准漏于L，D，一热偶真空规，D，电离规;VM复合真空it，N，一氮气瓶，CH检漏容$，PM压力计图1燃料棒氮质谱检漏系统示意图5. 1. 7 接通复合真空计(4.的的电源，当容器真空度达到9X10-Pa时，打开标准漏孔矶的阀门叭，和连接阀叭，关闭V，阀后同时开始计时，大约1min后，

8、输出指示值逐渐趋于稳定，调节校准旋钮，使漏率表指示值达到标准漏孔标称值。5. 1.8 按5.1.7步骤用标准漏孔几对仪器进行验证，但不调节校准旋钮，确认输出值是否在规定范围内。5. 1. 9 测量检漏系统的本底输出值，本底输出值不得接近或超过按附录A(标准的附录)确定的燃料棒泄漏率判废限，否则应对检漏容器和质谱室进行清洗。5.2 燃料棒检漏5. 2. 1 直接检漏法5. 2. 1. 1 关闭V4V6. V、V，切断复合真空计VM的电源，打开飞，向容器内注入氮气(4.3)，压力计PM指示值达到1X10Pa时，立即关闭飞，打开检漏容器CH的密封端盖，将装有燃料棒(数量根据不2 GB/T 11813

9、-1996 锈钢槽容积决定)的不锈钢槽推入容器，关紧密封端盖。5. 2. 1. 2 按照5.1. 2，对容器抽真空。5. 2. 1. 3接通复合真空计(4.6)的电源，当容器真空度达9X10-Pa时，打开叭，关闭叭，开始计时，大约1min，输出值达到稳定后，作好记录，输出指示值小于判废限时，该批燃料棒密封性能为合格，否则应采用对半平分法，再次按5.2. 1步骤，直至找出有泄漏的燃料棒。5.2.2 背压检漏法5. 2. 2. 1 对超过最长泄漏时间的燃料棒使用背压检漏法。燃料棒最长泄漏时间按附录B(标准的附录)确定。5. 2. 2. 2 将燃料棒放入一个专用的密封容器(4.8)内，抽真空至10-

10、2MPa后，向容器内充入不低于0.2 MPa氮气(4.1)，保持时间约30min。5. 2. 2. 3 从容器中取出燃料棒进行表面除氮净化处理，可用电风扇、清洁的压缩空气或氮气吹拂燃料棒表面约10mino 5.2.2.4 再按5.2.1.1-5.2.1.3步骤对燃料棒进行检漏。6 检测结果记录与报告检测记录包括如下内容ga)质谱仪型号3b)标准漏孔编号和漏率，c)燃料棒型号、批号、棒号和数量，d)燃料棒泄漏输出信号判废限值ge)标准漏孔的输出信号值;f)检漏系统的本底信号输出值eg)燃料棒检漏输出值;h)燃料棒是否合格，i)检漏仪校验输出值;j)操作者签名、检测日期.3 11813-1996

11、GB/T 附录(标准的附录)燃料棒泄漏率判废限的确定按5.1.1-5.1.6步骤操作检漏装置。按5.1.7-5. 1. 8步骤对标准漏孔F，和F，分别重复测量10次，记录输出指示值。分别计算出标准漏孔矶和F，的输出指示平均值和标准偏差。按下式计算燃料棒泄漏输出指示值的判废限。A 1234 AAAA . ( A1 ) 几-S , RL=节，手XSPL + B - 311 式中:RL一一燃料棒泄漏输出指示值判废限，Pa.m3/s; S，一一标准漏孔F，输出指示平均值，Pa.时/s，S，一一标准漏孔F，输出指示平均值，Pa.时/s，F，-一标准漏孔F，标称漏率，Pa m3/s; F，一一标准漏孔F，

12、标称漏率，Pa.m3/s;SPL一一燃料棒技术条件给定的允许漏率，Pa m3/s; B一一检漏系统的本底信号输出值，Pa m3/s; 一一标准偏差. ( AZ ) 。i+42 11= 式中;d1一一F，输出指示值的标准偏差，Pa.m3/s;11，一-F，输出指示值的标准偏差，Pa.时/s。4 GB/T 11813-1996 附录B(标准的附录)燃料棒最长泄漏时间的确定试样制备-B 取正常工艺生产的燃料棒若干建议3根4根)，在同一时间内切除端部的密封焊点，使棒内氮气自然释放，或者对燃料棒不作上端塞环缝焊接，直接进行充氮。试样测定B2 B2.1 材料与设备符合4.1 4. 7要求。B2.2 按5.

13、1 5. 2步骤对其中一根试样棒测定，如输出值大于A4规定的判废限RL值，隔一段时间后再按上述步骤进行复测。如果已接近RL值，应更换另一根试样棒测试，直至其中一根棒初次测试结果接近判废限RL值为止，由试祥棒制备到此时所经历的时间，为燃料棒最长泄漏时间。小子最长泄漏时间的燃料棒均可按直接检漏法进行检漏，否则按背压检漏法进行检漏。5 , h ummF 问FFF回囚。国华人民共和国家标准压水堆燃料棒氨质谱检漏GB/T 11BI3-1996 中* 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045电话，6B522112中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本BBOX12301/16 印张3/4字数8千字1997年9月第一版1997年9月第一次印刷印数1一切。* 书号，155066 1-14023 峰316-2B 标日