EJ T 653-1998 高通量工程试验反应堆燃料组件技术条件.pdf
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1、ICS 27.120. 30 F 48 备案号:1998-1998E.J 中华人民共和国核行业标准EJ/T 653-1998 高通量工程试验反应堆燃料组件技术条件Specification for fuel assembly 。fhigh flux engineering test reactor 060525000722 1998”,25发布1998-11-01实施中国核工业总公司发布EJ/T 653-1998 日U.l. = Cl 本标准是EJ653-92高通量工程试验反应堆燃料元件技术条件的修订版。在修订时保留了实践证明适合于该燃料组件的制造和使用实际情况的原标准内容,同时依据使用的需要
2、对原标准中不够明确的条款进行补充、完善,以更好地满足使用要求。在本修订版中,将原版标题中和文中含义相同的“燃料元件”一词改为“燃料组件”;对原标准中“3.3. 1. 4缺陷”和“3.3. 1. 5芯体尺寸偏差”进行了修订,做出了更为明确具体的规定和要求;增写了附录D,将原标准中的附录D改为附录A;在第4章中增写了“4.14”燃料组件检验取样规则一节;改正了原标准中的多处印刷错误E并对原标准中些不规范的格式和文字,按有关规定进行了规范和改写F其它部分的文字和章节序号也有改动。本标准从生效之日起,同时代替EJ653-92。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D都是标准的附录。本标准的附录E、附录F
3、、附录G都是标准的提示附录。本标准由中国核工业总公司核燃料局提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:中国核工业总公司二O二厂。本标准主要起草人:王玉岭、刘汶汉、迟新国、高岚。1 范围中华人民共和国核行业标准高通量工程试验反应堆燃料组件技术条件Specification for fuel assembly of high flux engineering test reactor EJ/T 653-1998 代替EJ653-92 本标准规定了高通量工程试验反应堆燃料组件(简称燃料组件)的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、贮存、运输要求。本标准适用于燃料组件的制造和验收。2
4、引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 3190-82 铝及铝合金加工产品的化学成分GB 11806-89 放射性物质安全运输规定GB 15146. 3-1994 反应堆外易裂变材料的核临界安全易裂变材料贮存的核临界安全要求3 技术要求3. 1 燃料组件结构及设计参数燃料组件结构示意见图1,其燃料管横剖面及纵剖面见图2、图3。各层燃料管尺寸见表1。燃料组件设计参数见表2。表I各层燃料管及外套管直径燃料管管径内套管1 2 3 4 5 外径14 21 2
5、8 35 42 49 内径12 18 25 32 39 46 中国幢工业总公司1998-08-25批准口1m外套管6 56 63 53 60 1998-11-01实施EJ/T 653-1998 - 1 z 3 l一上接头;2一头部定位齿块;3一外套管川一燃料管;5内套管;6一下部定位齿块;7一下接头图1燃料组件结构示意图斗d幽一” 踱川O一叫 ( 寸户图2燃料管横剖面图1一燃料芯体,2一包壳;3一端塞图3燃料管纵剖面图3.2 材料3. 2. 1 芯坯用材料3.2. 1. 1铀2350富集度为90%士1%,其杂质含量应符合表3的规定。2 序号1 2 3 4 5 6 7 8 名每套燃料组件燃料管数
6、每层燃料管厚度芯体厚度内包壳厚度外包壳厚度水隙宽度芯体长度每套燃料组f!f臼U含量燃料管芯体铀铝合金成分铀铝U富集度芯体铀铝合金密度B 0.83. 2. 1. 2铝EJ/T 653-1998 表2燃料组件设计参数称单位根mm 自1m盯1盯1mm mm m盯1g % % % %(原子百分数)表3铀中杂质含量c 运400Fe 运zooNi 运150g/cm3 Li 1. 2 基体为99.97%的高纯铝,其化学成分应符合GB/T3190的规定。3.2.2 包壳材料设计参数6 1. 5 o. 5 o. 5 0. 5 z.o 1000 270 25.4 74.6 90 3. 393 f-!g/gU Cr
7、 运100内外包壳材料采用305铝合金,其化学成分、杂质元素含量应符合表4的规定,力学性能应符合表5的规定。3.2.3 结构件材料采用LT24铝合金(洋火、自然时效状态,其化学成分、杂质元素含量应符合表6的规定,力学性能应符合表7的规定。3. 2.4 端塞材料采用502铝合金,其化学成分、杂质元素含量应符合表8的规定。3 EJ/T 653-1998 表4305铝合金化学成分及杂质元素含量化学成分% Fe I Ni I Si I Cu 0.45 o. 7 I o. 9 L 3 I运o.17 I运0.1 Ti 0. 1 Al 余量表5305铝合金室温力学性能抗拉强度内MP a 注136B 运1延伸
8、率0 % 二月O杂质元素p.g/g Cd 运1表6LT24铝合金化学成分及杂质元素含量化学成分% 杂质元素g/g Mg Si Cu Al Li 运6Li 0.7 1. 2 0. 6 1. 0 0.3 o. 6 余量B 骂王1Cd 1 6表7LT24铝合金室温力学性能抗拉强度MP a b 延伸率 % ;:;:.225 ;:;:.16 Mg Si 表8502铝合金化学成分及杂质元素含量化学成分% Fe Cu Cr Mn Al B 1. 0 1. 5 I o. 3 o. 5 I o. 5 o. 8 I 0.1 o. 2 I o. io I 0. 10 l余量 13.3 制造要求3. 3.1 铀铝合金
9、芯坯杂质元素含量g/g Cd 1Li 63. 3.1.1 铀含量为25.4%士0.5%,芯坯密度为3.393g/cm3土0.017g/cm3,芯坯中杂质元素含量应符合表9的规定。4 EJ/T 653-1998 3. 3. 1. 2 各层芯坯中23Su含量应符合表10的规定。表9铀铝合金芯坯杂质元素含量元素B Cd Li Cu Fe Ni Cr 含量 2 2 主豆8主豆100 700运250运240表10层次1 2 mu含量23. 70 32. 20 f扁差0. 59 土0.813. 3. 1. 3 偏析a)径向偏析:(25.41.5)%U;b)轴向偏析:(25.40. 8) %U; 各层芯坯m
10、u含量3 4 40. 70 49.30 土1.02 土1.23 c 运3005 57. 80 土1.44 c)局部偏析:允许有相当于0.8%U成分变化的带状、斑云状偏析。3.3.I.4缺陷g/g Gd 运0.25g 6 66. 30 土1.66 a)芯体允许有直径小于1.5mm,深度小于0.Smm的明(暗)孔八个。直径小子0.5mm 的不计;b)芯体内部允许有0.5mm以下的夹渣五个zc)经X射线探伤检查,芯坯一端无缺陷,另一端允许有0.5mm以下、宽度小于5mm的疏松带;d)芯体表面允许有不多于三条深度小于O.lmm的划伤。3. 3. 1. 5 芯坯尺寸偏差、形位公差及粗糙度外径偏差士O.0
11、3mm,内径偏差士0.03mm, 长度偏差土O.lmm,两端角度偏差土15,同轴度:0.03mm,表面粗糙度R.3.2。3. 3. 1. 6 芯体坯料退火后平均硬度HB应小于或等于43,最高点硬度应小于或等于44。3.3.2燃料管分类燃料管按内外包壳厚度、肋下芯体厚度和壁部芯体厚度分成两类,即1类和E类,分类标准应符合3.3. 3. 3、3.3. 3. 4a和3.3. 3. 6a的规定。I类燃料管和I类燃料管皆为成品燃料管。3. 3.3燃料管3. 3.3. 1 燃料管直径偏差应符合表11的规定。5 EJ/T 653-1998 表11燃料管直径偏差口1口1层次1 2 3 4 5 6 内公称尺寸1
12、8. 00 25.00 32.00 39.00 46. 00 53.00 径偏差土0.08 土o.10 士0.10 士0.10 土o.10 土o.10 外公称尺寸21. 00 28.00 35.00 42.00 49.00 56.00 在偏差士0.13土0.15士0.15 士0.15士0.15 士0.153.3.3.2 燃料管其他尺寸偏差应符合表12的规定。表12燃料管其他尺寸偏差项目要求壁厚mm 1. 50士rn圆度不大于燃料管直径偏差肋高mm2. 0二rn燃料管长度l5层1100土1.0 mm 6层1100+; 燃料管直线度mm/m 0.2肋间角度120。土123.3.3.3 燃料管内外包
13、壳厚度I类燃料管不小于0.40mm, I类燃料管不小于0.35mm。3.3.3.4 燃料管芯体尺寸a )芯体平均厚度为0.50mm土0.05mm, I类燃料管允许肋下0.sog:mm。壁部0. 50mm土0.08mm, I类燃料管:胁下o.so:+:g:mm,壁部0.50:.:Z:mm; b)芯体长度不大于1040mm,第2、3、4、6层管等厚度芯体长度不小于880mm,第1、5层管等厚度芯体长度不小于850mm.等厚度芯体长度是指芯体满足厚度偏差的部分的长度。3.3.3.5 燃料管贴紧度a)允许每根燃料管等厚度芯体长度内有五处各不大于2mm2的不贴紧点,相邻两处不贴紧的最小间距不小于30mm
14、。b)每根燃料管的每端芯体和端塞的接头处允许有两处各不大于3mm2的不贴紧。c)燃料管自端部25mm区域内,不允许端塞和包壳间的不贴紧。其余无芯体段贴紧度要求同b)。3.3.3.6燃料管表面质量a)成品燃料管表面不得有裂纹、金属和非金属夹杂物、可见砂眼。不得嵌入异样物料。6 EJ/T 653-1998 燃料管外壁面不允许有深度大于0.15mm的划伤、折迭、点坑等缺陷。缺陷深度小于或等于O.lmm为I类燃料管,缺陷深度大于O.lmm,小于0.15mm为E类燃料管。内壁面划伤、折迭、点坑深度不大于O.lmm。b)燃料管表面采用阳极氧化处理,氧化膜均匀致密,厚度为1015m。c)燃料管表面铀的非固定
15、污染不大于810-4Bq/cm2。3.3.4燃料组件3.3.4.1 每套燃料组件的阳U含量为270g土5.句。3.3.4.2 定位齿块、下接头、外套管等结构件加工要符合图纸要求,表面用阳极氧化处理。3.3.4.3燃料组件水隙宽度为2.0mm土0.25mm. 3. 3. 4. 4 燃料组件的上配合面直线度不大于0.5mm. 3.3.4.5燃料组件外套管与下接头焊缝厚度不得小于0.5mm,焊缝外径不得超过63. 5mm。4试验方法4. 1 起泡试验。每根燃料管应在500土25温度下加热lh,做起泡试验,外表面有可见起泡者应予报废。4.2 芯坯密度测定方法见附录E提示的附录)。4.3 芯坯铀含量测定
16、。先测定芯坯密度,再由密度与合金铀成分的对应关系给出铀含量。4.4 芯坯杂质元素的分析方法见附录F(提示的附录)。4.5 芯坯中铀的径向偏析与轴向偏析由电位滴定法给出,其测定方法见附录G(提示的附录。4.6 芯坯中铀的局部偏析由X射线探伤底片的相对黑度给出,见附录A标准的附录。4.7芯坯硬度一般采用普通布氏硬度计测定。推荐测定参数为:压头2.Smm,载荷62. 5kg,保压时间30s,显微镜应保证测量压痕尺寸最小分格精确为0.Olmm。要求在样品两端面每隔90。测定一个点,八点的平均值HB及最高点硬度值HB满足3.3. 1. 6的规定即为合格。测量方法的灵敏度应为土0.8%。也可采用更先进的测
17、定方法。4. 8 芯体与包壳的贴紧度用超声法检查。检查方法见附录B标准的附录)。4.9 芯体厚度用Y射线吸收法测量。测量方法见附录C(标准的附录)。4.10 芯体长度用X射线照相法检查。燃料管头尾各照相两次,第一次照相将1号肋向上放置,第二次照相时将燃料管转动60。,使2号肋处于正下方。根据两张底片判断芯体最长部位和最短部位,经过修正,从底片上测得的燃料管端头到芯体终止部位的长度,求出燃料管芯体长度。用精度为0.5mm的测长尺时,所得芯体长度最大误差为土4mm。4.11 燃料管外表面质量用5倍放大镜检查,内表面发现可疑现象时再用潜望镜仔细观察。4. 12 外套管与下接头焊缝厚度用X射线透照检查
18、。4.13燃料组件水隙用涡流法测量。测量方法见附录D标准的附录)。4. 14 以上4.8 4. 13各节对燃料组件和各部件的检测,均为逐件100%检测。7 EJ/T 653-1998 s 检验规则s. 1 以年度生产量为一批,每批所用原料必须满足技术要求。5.2 产品由供方技术监督部门进行检查,保证产品符合本标准规定,并填写产品质量证明书。产品验收时供方提供产品制造过程的全套测试数据及检测结果供需方认可。5.3 需方可对收到的产品进行非破坏性检查,如检查结果不符合本标准的规定,在收到产品之日起两个月内向供方提出,经供方认可后,由供方负责修复或更换。5.4 如需仲裁,可委托双方认可的单位进行。6
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