二○○三年八月十五日

主 题 词:核安全 运输 批准 通知
抄送单位:国防科工委、公安部、交通部、广东省环保局、湖南省环保局、湖北省环保局、河南省环保局、陕西省环保局、宁夏回族自治区环保局、甘肃省环保局、中国核工业集团公司、广核集团公司、广东核安全监督站、四川核安全监督站、中国机械科学研究院核设备和可靠性中心、中核集团四Ｏ四厂

　　附件:  NAC-STC型乏燃料运输容器设计批准书

 

1.设计批准书持有者： 中核清原环境技术工程有限公司
2.运输容器型号： NAC-STC
3.设计批准编号： CN/005/B（U）F-85（NNSA）
4.批准书颁发日期： 2003年8月15日
5.批准书有效期至： 2006年8月14日
6.运输方式： 陆路、水路运输，独家使用
7.遵守的法规和标准：
（1）中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例（HAF001）
（2）中华人民共和国核材料管制条例（HAF501）
（3）放射性物质安全运输规定（GB11806-89）
（4）关于大亚湾核电厂乏燃料运输安全监督管理的意见（国核安发[2002]143号）
8.本证书不免除批准书持有者遵守国家其它有关运输法规要求的责任。
9.运输容器装载乏燃料参数
燃料组件排列： 17x17
燃料包壳： 锆（Zirconium）合金
初始最大铀含量: 464 Kg/组件
最大初始铀富集度（wt% 235U）： 3.3
最小初始铀富集度（wt% 235U）： 1.7
组件截面（mm）： 213.995-216.375
每个组件燃料棒数： 264
燃料棒外径（mm）： 9.434-9.5
最小包壳厚度（mm）： 0.518
芯块直径（mm）： 8.189-8.204
最大活性区长度（mm）： 3663.95
乏燃料组件最大燃耗 ： 40000MWD/MTU
10．最大乏燃料装载量
单个运输容器最多可以装载26组17×17型乏燃料组件，每个容器装载乏燃料组件的总衰变热不超过 22.1 Kw 。
允许装载的乏燃料最大燃耗、铀初始富集度和装载乏燃料的冷却时间按表1控制。

　　表1. 装载乏燃料冷却时间表（17×17型燃料组件）（单位：年）

组件	初始铀富集度（wt%235U）
燃耗
(BU)
GWD/MTU
	1.7-1.9 1.9-2.1 2.1-2.3 2.3-2.5 2.5-2.7 2.7-2.9 2.9-3.1 3.1-3.3
BU ≤30	7 7 6 6 6 5 5 5
30	9 8 8 7 7 6 6 6
35	… 11 10 9 9 8 8 7

11.货包的类别
B（U）F 型： III 级（黄）
12．运输指数： >10
13.货包类型和结构
货包名义尺寸：
总长（mm）： 6527.8 （含减震器）
4902.2（无减震器）
内腔长度（mm）： 4191.0
内壳直径（mm）： 1803.4
外壳直径（mm）： 2209.8
中子屏蔽外径（mm）： 2514.6
减震器外径（mm）： 3149.6
铅屏蔽厚度（mm）： 93.98
中子屏蔽厚度（mm）： 139.7
货包总重量：120222 kg（含乏燃料，减震器，运输托架,人员屏障）
119397kg（含乏燃料，减震器,运输托架）
111415kg（含乏燃料,减震器）
103665kg（含乏燃料）
86427kg（空容器）
17238kg（乏燃料）
该型运输容器由双层不锈钢圆筒和下部封头构成，上部为双层顶盖，双层圆筒之间灌铅作为γ屏蔽，在外壳外用树脂（NS4FR）作中子屏蔽。乏燃料组件被安置于容器内的隔架和支撑筒内，支撑筒外包有含硼的中子吸收材料。运输时在容器的上下两端安装减震器，安装有减震器的容器水平放置在运输托架上，在托架外安装人员屏障。
容器的主体由两个双层不锈钢同心壳构成，内壳厚38.1mm，内径1803.4mm，外壳厚67.3mm，外径 2209.8mm。铅γ屏蔽厚93.98mm。双层壳与上下端部的锻件焊接连接。容器的下端由内板（厚157.5mm）和外板（厚140.7mm）与底部锻件焊接构成容器的下部端头，在底部锻件内外板之间灌NS4FR中子屏蔽树脂（厚50.8mm）。
容器的上端双层不锈钢盖板，通过螺栓与上部锻件连接，容器的压力边界为内盖板（厚228.6mm），材料为304型不锈钢锻件。外盖板（厚133.4mm），材料为SA-705630型不锈钢锻件。内盖板通过42个直径38mm的螺栓、外盖板通过36个25.4mm的螺栓与上部锻件连接。内盖用双道Ｏ型环密封，外盖用单道Ｏ型环密封。在内盖上开有通气和排水孔，这些孔用平盖和Ｏ型环密封。Ｏ型环为氟橡胶。
容器的外部由一个内径 2514.6mm,厚度6mm的不锈钢壳包围，该包壳通过24个不锈钢鳍片与外壳焊接连接，鳍片上附着铜板用于传递容器内的热量，在外壳与6mm不锈钢围壳和鳍片之间填充NS4FR中子屏蔽树脂。
在容器的顶部焊有相隔90度的4个吊耳，下部焊有两个转向吊耳。货包在运输过程中，容器两端装有减震器，减震器由红木和软木为主要材料，外包有304不锈钢板。
容器内设置乏燃料组件的吊篮（隔架），吊篮由燃料组件套筒、支撑板和传热板等构成，最多可以装载26组17x17型燃料组件。燃料组件置于方形的套筒内，套筒由两层不锈钢和中间一层中子吸收材料 Boral构成的复合结构。燃料组件套筒在横向由31组直径1803.4mm，厚12.7mm的支撑盘与容器内表面相接，另有20个同样尺寸的6061—T651型铝合金传热板，支撑板和传热板用长4089.4mm，直径41mm的17-4 型不锈钢止推棒连接。根据燃料元件的长度，可以在元件套筒的底部增添垫块。
为了实现容器在运输车辆上的装载，设计有专门的运输装载托架。运输中在容器外有一个人员屏障，保证屏障可接近表面温度低于85℃。
运输容器设计和安全分析主要依据的结构图纸编号为：
a．容器的结构和装配图：
423-800,sheets 1-3，Rev12 423-811，sheets 1-2,Rev10
423-802,sheets 1-7，Rev19 423-812，sheets 1-2,Rev5
423-803,sheets 1-2，Rev8 423-900,Rev5
423-804,sheets 1-3，Rev7 423-209,Rev0
423-805,sheets 1-2，Rev6 423-901,Rev2
423-806, Rev6 423-807，sheets1-3,Rev3
14641-802,sheets 1-8 14641-804,sheets 1-4
14641-805,sheets 1-2
b．吊篮的结构和装配图：
423-870, Rev4 423-873,Rev2
423-871, Rev5 423-874,Rev2
423-872, Rev6 423-875 ，sheets 1-2,Rev5
c．减振器的结构和装配图：
423-209， Rev0
423-210， Rev0
14.乏燃料状况限制
不得装运已经破损的燃料组件或怀疑破损的燃料组件或燃料棒（包括燃料组件上有明显的针孔或细微裂纹）。
15.运输容器的操作与维护
容器必须按照安全分析报告第七章规定的操作程序进行装载准备、装载和卸载。
每个容器必须按照安全分析报告第八章规定的程序接受检验和维修。
16.临界安全
（1）临界计算中，考虑了容器外部的全水反射和容器内部水密度由0.0g/cm3到1.0g/cm3的最佳慢化；
（2）燃料中U-235的最大富集度按4.45%（wt）计算；
（3）在以上条件下可以保证Keff小于0.95。
16.使用环境温度
-29℃～+38℃
17.该容器的设计寿命20年。
18.用于乏燃料的运输容器，其设计批准编号应清晰、牢固地标明在容器的外表面上。容器的序列号应报国家核安全局备案。