EJ T 883-2006 压水堆核电厂乏燃料贮存设计准则.pdf
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1、ICS 27. 120. 20 F 49 备案号:19512-2007中华人民共和国核行业标准在J/T883-2006 代替EJ/T883叩1994压水堆核电厂乏燃料贮存设施设计准则Design criteria f。rpressurized water reactor spent fuel storage faci I ities at nuclear powerplant 2006-12-15发布2007一05一01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 883-2006 -自IJ仨习本标准的编制修改参考了美国标准ANSI/ANS57.2轻水堆核电厂乏燃料贮存设施的设计要求。本标准代替盯I
2、T883-1994压水堆核电广乏燃料贮存装置设计规则。本标准与EJ/T8831994相比,主要有以下变化:功引用标准采用了现行的国家标准:b)标准中提出乏燃料贮存格架的设计可考虑采用燃耗信任;c)补充完善了乏燃料贮存格架的应力准则:d)补充了考虑设施退役的原则要求;e)部分文字进行了修订。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:核工业第二研究设计院。本标准主要起草人:谢亮、李建奇、高明清。本桥准于1994年10月首次发布。EJ/T 883一2006压水堆核电厂乏燃料贮存设施设计准则1 范围本标准规定了压水堆核电厂乏燃料贮存设施设计应遵循的基本要求。本标准
3、适用于具有独立燃料厂房的压水堆核电厂乏燃料贮存设施的设计;对于乏燃料贮存设施设在安全壳内的压水堆核电厂,其乏燃料贮存设施的设计可参照本标准的适用条款进行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包含勘误的内容或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 175691998压水堆核电厂物项分级3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3. 1 重载荷heavy load 重量超过乏燃料贮存格架分析计算所用数值的载荷。4
4、 运行工况分类和安全分级4. 1 运行工况分类根据乏燃料贮存设施的具体特点,将其运行工况分为四类:一一工况I在设施正常运行期间,预计有规律或经常发生的事件。般应考虑:a) 燃料的操作和贮存;b) 乏燃料的发送:c) 功率运行期间由于燃料油漏导致反应堆冷却剂放射性活度达到技术规范限值的10%时破损燃料的贮存;d) 在贮存设施内对燃料组件的检查:e) 在乏燃料贮存设施内贮存新燃料组件。一一工况II发生频度F二月Q-1堆年的事件。一般应考虑:a) 乏燃料贮存水池冷却系统一个泵不可用:b) 能动部件(如:安全阀、控制阀的误动作:c) 操作人员的单一误操作;d) 非正常情况下卸出全部堆芯的燃料组件:e)
5、 电气或控制系统中的单一故障;的乏燃料组件正常冷却丧失达8h;g) 功率运行期间由于燃料泄漏导致反应堆冷却剂放射性活度达到技术规范限值的25%时破损燃料组件的贮存;h) 可由放射性处理系统连续进行处理的贮存水池衬里小地漏。一一工况III1 EJ/T 883-2006 发生颇度10-111佳年Fl0-2堆年的事件。一般应考虑:a) 放射性破体保持边界的非能动破坏,它使受影响的系统不能执行其设计功能;b) 丧失厂外电掘达8h;c) 燃料组件连同其操作工具一起从规定操作高度跌落到乏燃料贮存格架之上;的功率运行期间由于燃料油漏导致反应堆冷却剂放射性情度达到技术规范限值的100%时破损燃料组件的贮存;e
6、) 水地充7j(j商滥;f) 乏燃料水池冷却系统的非抗震I类部分失效;g) 水池水闹门发生地漏:h) 运行基准地震(QBE);i) 乏燃料运输容器从规定的操作高度跌落。一王况凹设施整个寿期内预计不会发生的可能事件,这些事件是假想的,其后果将导致大量的放射性物质释放,它们是设计上应考虑防止的最严重事故,其发生频度10-2;堆年Fl0-6堆年的事件。一般应考虑:a) 一组燃料组件的所有燃料棒全部破裂:b) 乏燃料水池水闸门在其另一侧巳排空时意外开启:c) 设施的设计基准自然现象:d) 乏燃料运输容器的跌落,其跌落高度为可能达到的最大值除非证明它的发生几率低于10-7/堆年,可略去不计;e) 安全停
7、堆地震(SSE); f) 丧失厂外电源达7d。4. 2 安全分级按照GB/T17569-1998及其附录A的规定执行。5 乏燃料贮存设施的功能和组成5. 1 乏路料贮存设施的安全功能乏燃料贮存设施的功能就是在核电厂中贮存和保护燃料组件井具有防止和减援可能引起厂外辐射的电厂事故后果的能力,其安全功能通过下列措施来实现:a) 防止临界;b) 导出衰变热;c) 防止燃料损坏。5. 2 所属系统和设备的功能和组成5. 2. 1 乏燃料贮存水池和窑器装卸水池乏燃料贮存水池和容器装卸水池分别用于贮存乏燃料和进行容器的装料和卸料。水地由混凝土结构、水抽钢衬旦、隔离阀和7J.闸门等构成。5. 2. 2 容器操
8、作系统该系统的主要功能就是实现容器的接收、监测、冷却、忡洗、装料、卸料、去污及发远的准备工作。该系统由容器接收区、容器吊车和容器去污系统构成。5. 2. 3 7_kj也冷却和净化系统水池冷却和净化系统的主要功能是:为乏燃料贮存提供冷却、过滤和净化处理:为装卸料期间提供所需的充水和排水:在正常和应急工况下向水池提供补水。该系统或与其它系统共用的设备包括:2 EJ/T 883-2006 a) 水池的冷却系统和净化系统,它们可各设置马克共用两台泵、两台热交换器、过滤器和净化装置以及相应的管路:b) 水池表面撇沫系统,它配备一台泵和相应的过滤装置;c) 为换料水池和乏燃料贮存水池充水、排水的水箱:d)
9、 在反应堆开盖卸料期间为反应堆水池和反应堆压力容器内含棚水提供过滤的过滤系统,该系统设置相应的泵和过滤器。5.2.4 乏燃料贮存格架用于贮存乏燃料组件和新燃料组件。乏燃料贮存格架包括其贮存小室及其支撑结构等。5.2.5 燃料厂房燃料广房是具有可靠保安、防护措施和满足一定密闭要求的厂房。它至少包括可靠的保安密闭设施、防火设施、以及来暖、通风和空调系统等。5.2. 6 供电、仪控和通讯系统该系统包括供电、系统控制和状态指示、照明、通讯、报警、放射性监测和保安出入控制系统。系统设备包捂(但不限于下述设备): a) 配电设备:b) 水下和安全照明设备;c) 扩音系统和通讯设备;d) 保安出入控制系统;
10、e) 放射性监测设备;f) 温度和水位监测设备。6 乏燃料贮存设施的设计6. 1 乏燃料贮存水池和容器装卸水油6. 1. 1 应为临近乏燃料贮存水池的可进入区域(包括操作楼板之上提供屏蔽,以确保水池在盛装设计燃料贮存量和最小设计水深的情况下,使来自贮存燃料组件的直接辐射剂量当量率保持在合理可行尽量低CALARA)的水平。在工况I、II时这些区域内人员受到的剂量当量率不应超过0.025mSv/ho 6. 1. 2水池应设计成无泄漏的水池,有放射性污染的池水不能随意排放。6. 1. 3应保持池水的深度以便提供足够的屏蔽,从而防止在进行工况III的后续恢复操作时可接近区域变成高放射性区域。6. 1.
11、 4保持水池的最低水位。在所有燃料贮存工况和电厂全部工况下使水位维持在贮存燃料组件的顶部以上,防止燃料过热。6. 1. 5 水池结构应按抗震I类设计。设计上应避免采用那些因误操作或因故障可能导致冷却剂丧失引起燃料裸露的排水管、永久性连接系统和其它一些装置。对保持水量、水质的系统应设计成在任何误操作或事故下(包括由SSE引发的事故)都应按6.l.4的规定保证燃料贮存水池冷却的池水最低水位。6. 1. 6 如果采用可移动式闸门或隔板将乏燃料贮存水池和其它水池隔开,应把它们设计成当另一侧全部排空时,能承受乏燃料贮存水池一侧充满水时水柱的压力;还应设计成在SSE后闸门或隔板仍能保持在原来位置。在闸门或
12、隔板的承压面上应设置抗辅照密封件。6. 1. 7 乏燃料贮存水池的结构设计应基于最终安全分析报告中所包括的载荷组合。如果冷却系统没有冗余度或池水可能产生沸腾时,由工况W引起沸腾所产生的热负荷在设计中应给予考虑。6. 1. 8 乏燃料贮存水池的结构应设计成能够承受最大重物从可能达到的最高高度掉入水池所产生的冲击,水池将不会产生超过其补给能力的泄漏。6. 1. 9 乏燃料贮存水池的屏蔽设计应基于贮存设施整个寿期内预期的最大乏燃料贮存量。如果屏蔽能力依赖于池水深度,则:3 EJ/T 883-2006 a) 应侬阳6.1. 3的要求提供一个维持所需最小水深度的系统;b) 设计应保证在屏蔽丧失的情况下也
13、不妨碍操作人员执行应急补救程序。6. 1. 10 容器装卸水池应设计成能接受预期的乏燃料运输容器。6. 1. 11 容器装在J水地的设计应确保容器的跌落不会撞击贮存的燃料组件或引起乏燃料贮存水池功能完整性的丧失。6. 1. 12 应提供乏燃料贮存水池泄漏位置的探测措施,如分区池水泄漏收集系统。在水地设计中应考虑万一事故引发水油损坏植漏的修理措施,但所需设备在确实实施修理之前无需提供。6. 1. 13 使用不锈钢或其它相应材料制作水池衬里有助于实现无泄漏要求。如果村里没被设计成抗震I类,就要说明由SSE引起的村里损伤不可能产生下列任何一个后果:a) 由于池水显著流失使燃料组件裸露而产生过热,导致
14、放射性释放;b) 由于燃料组件的机械损伤引起显著的放射性释放:c) 村里板的一部分或一块脱落掉落在乏燃料贮存格架的顶部致使冷却流道堵塞,导致冷却燃料组件的能力丧失;d) 由于水池描漏的结果引起安全相关设备的损坏;e) 放射性液体向周围无控制的大量释放。6. 1. 14 为减少裂变产物和腐蚀产物的积存并且便于进行表面清洗去污,应合理地选择衬里表面的粗糙度。6. 1. 15 乏燃料贮存水池的设计应考虑内部y辐照致热对摇凝土结构产生的影响。6. 1. 16贮存设施及其相关系统的设计还应包括下列内容:a)最小地水深度:I) 池水深度应满足6.1. I的要求,同时还要考虑在水地中按预定操作步骤进行燃料和
15、堆芯部件操作的要求:2)按6.1. 4用于热传导所需的水深,由贮存设施抗震I类结构和补给水系统的设计来保证。b) 应采用冗余措施来测量水池水位。在燃料厂房内应设置高水位、低水位和低低水位的声音报警。如果水池水位偏离预定限值则在控制室应有显示。6. 1. 17水池的最高水位应由一个防满溢流系统来控制。6. 1. 18在按6.1. 4冷却要求确定的最低水位以下不应有贯穿件穿过乏燃料贮存水池结构。除隔离阀扑的全部贯穿件都应位于特定设施屏蔽要求的最低水位以上。任何可能通过虹吸现象将水油水位降低到屏蔽要求的最低水位以下的永久性管道都应装设虹吸破坏装置。6. 1. 19 乏燃料贮存水池和容器装卸水池与燃料
16、操作系统、容器操作系统、乏燃料贮存格架以及补给水系统存在接口关系,这些系统可以全部或部分由水池结构支撑。6. 1. 20试验、检查和维修应满足:a) 设计上应保证便于对安全相关设备进行试验、检查和例行保养维修。设计中应考虑在重要设备停机时间延长的情况下所需要的临时设备。在不丧失其系统功能的条件下,安装的冗余设备应能单独进行试验和维修。装设在容器装卸7j(植和燃料转运水池内的通道梯子应设置永久锚固点;b) 除了位于用阀门或闸门隔离的区域外,在乏燃料贮存水池内需要定期维修的水下设备,应保证在不低于最小防护深度的水下进行远距离拆卸。6.2 容器操作系统6. 2. 1 应按照相关的规范和标准设计容器操
17、作设备。6. 2. 2在工况I时为容器运输车辆提供容器的装、卸操作。6.2.3在工况I时为接收成发迭的容器提供检查、监测、去污、充排气和冲洗。4 EJ/T 883-2006 6. 2.4 在工况I时将满载或空载容器在贮存设施内的不同位置之间进行移动。6.2.5 在工况1和II时,在贮存设施的装在ll站,根据容器设计上的需要向其提供辅助冷却。6.2. 6 在所有工况下,当进行容器操作时应防止出现导致容器跌落使其完整性丧失或不能实现其设计功能的机械损伤。6. 2. 7 在所有工况下限制容器的移动范围,使其不能经过贮存燃料的上方,防止直接或间接地撞击贮存的燃料。6.2.8 在设施内规定的环境限制条件
18、(不只限于植皮、湿度和辐射水平)下系统设备是可运行的。6.2. 9 容器操作设施应包括必要的构筑物、系统和设备以便实现下列功能:a)从运输工具(如铁路车辆、卡或7(上运输士具)上接收容器:b)清洗容器外表面;c)监测容器的放射性水平;d)检查容器冷却系统是否有泄漏(如果容器本身拥有冷却系统的话);e)从运输工具上装、卸容器;f)将容器转运至燃料装载位置:g)容器充、排气:h)根据需要对容器内部进行冷却。6.2. 10容器冷却剂冲洗系统应具有监测放射性措染存在的监测能力。该系统排水应排入放射性废被处理系统。6. 2. 11 容器操作设施的布置应保证当容器位于运输工具之上时工作人员能够接近容器的四
19、周,并提供足够的空间以便于工作人员安全地进行放射性监测。应为容器减震器和吊具提供存放空间。设施应具有抵御环境气候的能力。6.2. 12 容器冷却剂冲洗系统应具有控制容器内部温度的能力,使其不超过规定的限值。6. 2. 13应为容器机械损伤的日视检查提供足够的照明,被查表面的最小照度应满足检查设备的要求,允许采用临时照明。6. 2. 14容器运输工具和起重设备的设计应能减少容器跌落或意外倾斜的可能性:应配备可靠的制动系统,以保证它们不会意外地移动。起重设备的起升机构应按防单一故障原则设计,制动系统应具有冗余度:容器的安全操作要求起重设备在垂直方向和水平方向上移动时有速度限制。6.2. 15 应通
20、过电气或机械方法限制容器的起升高度,以缓解容器跌落的后果。应充分保护贮存的燃料和与安全相关的系统。6. 2. 16通向配电盘的道路应畅通无阻。6. 2. 17应为容器的清洗提供去污区,应将去巧用过的废溜排入放射性废液处理系统。6.2. 18在燃料操作的区域内应具有可靠地监测放射性水平和污染的能力。6.2. 19 容器操作系统的设计应防止贮存的燃料受容器跌藩或倾倒的影响。为满足这一要求,可设置单独容器装卸水池并通过水闸门与乏燃料贮存水池相连。6.2.20 除非容器操作设施内系统发生的事故不影响与其连接系统的运行,否则容器操作设施的全部系统应符合与其连接系统的安全分级和抗震分类。6.2. 21 试
21、验、检查和维修应满足:a)应能够按要求对起重设备进行必要的试验、检查和维修;b)应为所有设备的试验、检查和维修提供安全通道;c)对用于输送放射性物质的系统应能够进行冲洗去污,以便于对其实施维修。6.3 冷却、净化和褂给水系统6. 3. 1 水地的冷却、净化和补给系统的设计都应符合相关的规范和标准。5 EJ/T 883-2006 6. 3.2 在工况I时,为保持规定的池水瓶度应提供强迫冷却的能力。6.3.3 应具有从工况W事件中恢复过来的能力,应配备具有补给水平II排水能力的抗震I类、安全3级的冷却系统成抗震I类、安全3级的补给水系统。6.3.4 在工况II产生体积沸腾之前和l在工况III、四时
22、超过水池结构设计极限之前为丧失的强迫冷却提供恢复的能力。6.3.5 向乏燃料贮存水池提供的补充除盐水的水量应大于工况I时蒸发所损失的量。6.3. 6 如果以池水作为屏蔽的话,在工况I、II、III时应提供足够的除盐水以维持所需的最小屏蔽深度。6. 3. 7 在工况W时,应具有向乏燃料贮存水池补水使水位维持在贮存燃料组件顶部之上的能力。6. 3.8在工况I革flII时限制池水的放射性水平,使工作人员所受的放射性剂量当量率小于0.025mSv/h,并做到合理可行尽量低的水平。6. 3.9 在工况I时(见6.3. 22 a) )应保持或能够恢复池水的透明度,以便观察处于贮存位置的燃料组件的标记。6.
23、3. 10对所有的贮存区都应提供必要的设施以防止不可接受的污染。当发生这种情况时,应能使其去污井使污染低于可接受的限值。6. 3. 11 在工况I时,少于满贮存的情况下应使乏燃料贮存水池的体积平均温度维持在使工作人员舒适和安全的水平。6.3. 12 在工况I最大发热量的情况下,应保证乏燃料贮存水池池水的体积平均温度小于50。6. 3. 13 在所有工况下流体系统的管道设计应防止出现虹吸和结冰现象。6.3. 14在乏燃料贮存设施范围内包括的系统设备在确定的位置、限定的环境条件(不只限于温度、湿度和放射性水平下是可运行的。6.3. 15 冷却系统的设计应根据乏燃料匈件最大贮存量(包括一个卸出的完整
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