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　　　　放射性物品運輸容器設計安全評價(jià)報告的格式和內容

　　國家核安全局 2010 年 5 月 31 日批準發(fā)布

　　國家核安全局

　　北京

　　2010 放射性物品運輸容器設計安全評價(jià) (分析)報告的標準格式和內容

　　2010年5月31日國家核安全局批準發(fā)布

　　本導則自2010年5月31日起實(shí)施

　　本導則由國家核安全局負責解釋

　　本導則是指導性文件。在實(shí)際工作中可以采用不同于本導則的方法和方案，但必須證明所采用的方法和方案至少具有與本導則相同的安全水平。

　　前 言

　　國家核安全局自1984年10月成立后已陸續發(fā)布了一批核安全法規(條例、規定和實(shí)施細則)和導則。核安全法規是強制性的法律文件。核安全導則是指導性文件，是法規的說(shuō)明和補充。核安全法規和導則中規定了核安全監督管理制度，提出了核安全的基本要求以及建議采用的方法和程序，但在實(shí)際執行中還需要有更具體的技術(shù)上的指導。

　　本導則根據我國2004年發(fā)布的GB 11806-2004《放射性物質(zhì)安全運輸規程》，以美國核管會(huì )管理導則RG 7.9-2005 “STANDARDFORMAT AND CONTENT OF PART 71 APPLICATIONS FOR APPROVAL OFPACKAGES FOR RADIOACTIVE MATERIAL”的第二版為藍本編譯而成。

　　本導則包括正文和附件兩部分，正文部分為申請者編制一類(lèi)放射性物品運輸容器設計安全評價(jià)報告書(shū)提供了統一的格式和內容要求;附件I為申請者編制二類(lèi)放射性物品運輸容器設計安全評價(jià)報告表提供了統一的格式和內容要求。

　　本導則由國家核安全局委托機械科學(xué)研究總院核設備安全與可靠性中心負責編譯，并通過(guò)專(zhuān)家審定。對專(zhuān)家提出的寶貴意見(jiàn)，在此表示感謝。由于編譯時(shí)間倉促，如有不妥或錯誤之處，請予指正。

　　目 錄

　　1.概述............................................................................................................................

　　1 1.1 引言.................................................................................................................

　　1 1.2 貨包描述.........................................................................................................

　　12.結構評價(jià)....................................................................................................................

　　1 2.1 結構設計的描述.............................................................................................

　　2 2.2 材料.................................................................................................................

　　2 2.3 制造和檢驗.....................................................................................................

　　3 2.4 貨包的一般要求.............................................................................................

　　3 2.5 貨包的提升和栓系準則.................................................................................

　　4 2.6 正常運輸條件.................................................................................................

　　4 2.7 運輸事故條件.................................................................................................

　　6 2.8 钚空運的事故條件.........................................................................................

　　9 2.9 易裂變材料貨包空運的事故條件.................................................................

　　9 2.10 特殊形式.......................................................................................................

　　9 2.11 燃料棒...........................................................................................................

　　93.熱評價(jià)........................................................................................................................

　　9 3.1 熱工設計描述...............................................................................................

　　10 3.2 材料性能和部件的技術(shù)規范.......................................................................

　　10 3.3 正常運輸條件下的熱評價(jià)...........................................................................

　　11 3.4 運輸事故條件下的熱評價(jià)...........................................................................

　　114.包容..........................................................................................................................

　　12 4.1 包容系統的描述...........................................................................................

　　12 4.2 正常運輸條件下的包容...............................................................................

　　12 4.3 運輸事故條件下的包容...............................................................................

　　13 4.4 B 型貨包的泄漏率試驗................................................................................

　　135.屏蔽評價(jià)..................................................................................................................

　　13 5.1 屏蔽設計的描述...........................................................................................

　　13— i — 5.2 源項描述.......................................................................................................

　　14 5.3 屏蔽模型.......................................................................................................

　　15 5.4 屏蔽評價(jià).......................................................................................................

　　156.臨界評價(jià)..................................................................................................................

　　16 6.1 核臨界安全設計描述...................................................................................

　　16 6.2 易裂變材料特性參數...................................................................................

　　16 6.3 一般問(wèn)題.......................................................................................................

　　16 6.4 單個(gè)貨包評價(jià)...............................................................................................

　　17 6.5 正常運輸條件下貨包陣列評價(jià)...................................................................

　　17 6.6 運輸事故條件下貨包陣列評價(jià)...................................................................

　　17 6.7 易裂變材料空運貨包...................................................................................

　　18 6.8 基準評價(jià).......................................................................................................

　　187.貨包操作規程..........................................................................................................

　　19 7.1 裝載...............................................................................................................

　　19 7.2 卸載規程.......................................................................................................

　　19 7.3 空貨包的運輸準備.......................................................................................

　　20 7.4 其他規程.......................................................................................................

　　208.驗收試驗和維修大綱..............................................................................................

　　20 8.1 驗收試驗.......................................................................................................

　　20 8.2 維修大綱.......................................................................................................

　　219.附錄..........................................................................................................................

　　22附件

　?、瘢悍派湫晕锲愤\輸容器設計安全評價(jià)報告表..............................................

　　 1.概述

　　放射性物品運輸容器應結合擬裝載的內容物特性進(jìn)行相關(guān)描述。

　　本節應對貨包進(jìn)行總體介紹。運輸容器和內容物以下統稱(chēng)“貨包”

　　1.1 引言

　　明確貨包的使用目的、類(lèi)型、運輸指數和臨界安全指數等。

　　1.2 貨包描述

　　1.2.1 運輸容器 運輸容器的一般描述應包括總體尺寸、重量、包容特征、屏蔽特征、臨界控制特征、結構特征、傳熱特征和標記等信息。

　　1.2.2 內容物 指明要運輸的放射性物品的特性，應包括放射性物品的名稱(chēng)、最大裝載量、化學(xué)和物理形態(tài)、內容物的位置和結構、最大衰變熱等信息。

　　1.2.3 钚的特殊要求 對于含钚量超過(guò) 0.74TBq20Ci的貨包，應明確內容物必須呈固態(tài)形式。

　　1.2.4 操作部件 對復雜貨包系統，應說(shuō)明貨包操作部件，包括各種閥門(mén)、連接件、管道、孔口、密封件、包容邊界等的簡(jiǎn)圖。

　　2.結構評價(jià)

　　描述、分析和確定對安全重要的運輸容器、部件和系統的主要結構設計。另外，應描述貨包滿(mǎn)足相關(guān)法規標準的要求。— 1 — 2.1 結構設計的描述

　　2.1.1 概述 確定對貨包安全操作起重要作用的主要構件和系統，注明它們在圖中的位置，討論它們的結構設計和性能。

　　2.1.2 設計準則 描述作為設計準則的載荷組合和載荷系數。每個(gè)設計準則都應說(shuō)明最大許用應力和應變。描述如何考慮其他結構失效模式，應該包括沖擊評價(jià)所用準則。明確用于確定材料性質(zhì)、設計極限，或載荷和應力組合方法的標準規范。

　　2.1.3 重量和重心 列表給出重要部件的重量。確定貨包的重心和申請書(shū)中提到的其他物件的重心，用簡(jiǎn)圖或示意圖標出重要部件及確定其重心的參考點(diǎn)。

　　2.1.4 貨包設計標準規范的確定 確定貨包設計、制造、試驗、維修和使用中采用的已有標準規范。

　　2.2 材料 2.2.1 材料性能和規格 列出結構評價(jià)中使用的所有材料的機械性能，包括屈服強度、抗拉強度、彈性模量、極限應變、泊松比、密度和熱膨脹系數等。如果使用減震器，還應包括材料的壓縮應力-應變曲線(xiàn)或減震器的力-變形關(guān)系。 — 2 — 2.2.2 化學(xué)、電化學(xué)或其他反應 描述運輸容器部件之間或運輸容器和內容物之間可能產(chǎn)生的化學(xué)、電化學(xué)反應或其他反應，以及防止明顯反應的方法。

　　2.2.3 輻照對材料的影響 描述輻照對運輸容器材料的任何老化或損傷效應，包括密封及密封材料、表面涂層、粘合劑和結構材料性能的退化。

　　2.3 制造和檢驗

　　2.3.1 制造 、熱 描述貨包的制造工藝，如裝配、定位、焊接及銅焊(釬焊)處理、發(fā)泡和灌鉛。制造技術(shù)要求應滿(mǎn)足相應的標準規范并且在工程圖紙上清楚地寫(xiě)明。

　　2.3.2 檢驗 描述制造驗收的方法和標準。對于沒(méi)有適用的法規和標準的部件，應在“驗收試驗和維修程序”中總結檢驗方法和驗收準則。

　　2.4 貨包的一般要求

　　2.4.1 最小貨包尺寸 明確貨包的最小尺寸，不應小于 10cm。

　　2.4.2 防意外開(kāi)啟的指示裝置 詳細地描述貨包封閉系統，包括防意外開(kāi)啟的指示裝置和位置等，說(shuō)明它不可能被誤開(kāi)啟。當指示裝置完好無(wú)損時(shí)證明未經(jīng)授權的人沒(méi)開(kāi)啟過(guò)貨包。

　　2.4.3 維持封閉— 3 — 詳細描述封閉系統組件，以說(shuō)明它不能被誤開(kāi)啟。描述應包括蓋子、閥門(mén)或在正常運輸過(guò)程中任何其他必須被封閉的通道。

　　2.5 貨包的提升和栓系準則

　　2.5.1 提升裝置 提供表明它們結構和位置的示意圖，明確用于提升貨包或蓋子的所有裝置及附件，并通過(guò)試驗或分析說(shuō)明這些裝置符合國家核安全局認可的相關(guān)要求。

　　2.5.2 栓系裝置 提供表明總體栓系和單獨裝置的結構和位置示意圖，應用試驗或分析說(shuō)明這些裝置符合國家核安全局認可的相關(guān)要求。確定外力對貨包重要部件的影響，包括栓系裝置和貨包其他表面的影響。

　　2.6 正常運輸條件 在正常運輸條件下，可采用試驗或分析或兩者結合的方式來(lái)進(jìn)行貨包的結構評價(jià)。貨包結構評價(jià)描述中，應清楚地說(shuō)明已考慮了極限初始試驗條件和最大的損壞方向，評價(jià)方法適宜且得到正確的應用。評價(jià)貨包的性能滿(mǎn)足《放射性物質(zhì)安全運輸規程》 )中的要求。GB11806-2004(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規程》 2.6.1 受熱 在“熱評價(jià)”中，應對受熱試驗所做的熱評價(jià)進(jìn)行描述，熱評價(jià)的結果應作為以下分析中的輸入。

　　2.6.1.1 壓力和溫度匯總 匯總熱評價(jià)(第三章)中確定的所有壓力和溫度，并運用 于 — 4 —2.6.1.2-2.6.1.4 中的計算。

　　2.6.1.2 不均勻熱膨脹 提交計算不均勻熱膨脹所引起的周向及軸向變形和應力(如果有)的結果?？紤]穩態(tài)和瞬態(tài)條件，計算必須足夠全面地論證正常運輸條件下貨包的完好性。

　　2.6.1.3 應力計算 應提供相應的應力計算結果，并標出應力計算點(diǎn)的位置。

　　2.6.1.4 與許用應力比較 選擇合適的應力組合并同設計準則進(jìn)行比較，說(shuō)明滿(mǎn)足相關(guān)要求。

　　2.6.2 受冷 在“熱評價(jià)”中，應對受冷條件下所做的熱評價(jià)進(jìn)行描述。評價(jià)受冷條件對貨包的影響，包括材料的性能和液體結凍的可能性及這種條件下的鉛收縮。確定貨包重要部件的溫度及其對貨包操作的影響。

　　2.6.3 外壓的減小 評價(jià)外壓為 25 kPa(絕對壓力)時(shí)對貨包的影響。評價(jià)應包括貨包內外及包容系統內外的最大壓差，并且評價(jià)這種條件與最大正常工作壓力組合的工況。

　　2.6.4 外壓的增加 評價(jià)外壓為 140 kPa(絕對壓力)時(shí)對貨包的影響。評價(jià)應包括貨包內外及包容系統內外的最大壓差，并且評價(jià)這種條件與最小內壓組合的工況。

　　2.6.5 振動(dòng) 描述正常運輸條件下振動(dòng)對貨包的影響。應考慮振動(dòng)、溫度和內壓載荷引起的組合應力，必要時(shí)應包括疲勞分析。

　　2.6.6 噴水試驗 說(shuō)明噴水試驗對貨包沒(méi)有明顯影響。

　　2.6.7 自由下落 評價(jià)自由下落對貨包的影響。2.7.1 節中的概述也適合這種情況(如適用，注意自由下落試驗要在噴水試驗之后)。也應說(shuō)明跌落方向、自由下落與內壓、熱/冷溫度組合的影響和 2.6 節中的其他因素。

　　2.6.8 角下落 如適用，評價(jià)貨包角下落試驗對貨包的影響。

　　2.6.9 堆積試驗 除非運輸容器的形狀能有效地防止堆積，否則應當評價(jià)堆積試驗對貨包的影響。

　　2.6.10 貫穿 評價(jià)貫穿對貨包的影響并明確貨包表面最薄弱位置。

　　2.7 運輸事故條件 說(shuō)明貨包在運輸事故條件下符合《規程》的要求，按照下列各段內容論證。 結構評價(jià)應按規定的順序考慮運輸事故條件，另外應該考慮脆性斷裂，對下面假想事故試驗，最低溫度為-40℃。 — 6 — 2.7.1 自由下落 評價(jià)貨包的自由下落試驗。必須說(shuō)明在引起最嚴重損壞方向下落時(shí)貨包的性能及結構完好性，包括過(guò)重心角下落，有二次撞擊的傾斜下落，水平下落和端部下落。還應考慮通過(guò)碰撞點(diǎn)的重心方向。不同系統和部件最嚴重損壞的方向可能不同，因此通常需要考慮幾個(gè)方向的下落。

　　2.7.1.1 端部下落 描述端部下落試驗對貨包的影響。

　　2.7.1.2 水平下落 描述水平下落試驗對貨包的影響。

　　2.7.1.3 頂角下落 描述頂角下落試驗對貨包的影響。

　　2.7.1.4 傾斜下落 描述傾斜下落試驗對貨包的影響?；蛱峁┵Y料說(shuō)明端部、水平和頂角下落對安全重要的所有系統和部件的損壞性比該項試驗的更大。

　　2.7.1.5 結果匯總 描述每種下落試驗后貨包的狀態(tài)，貨包在每種情況下的損壞程度。

　　2.7.2 壓碎試驗 如適用，描述動(dòng)態(tài)壓碎試驗對貨包的影響。

　　2.7.3 擊穿 描述擊穿對貨包的影響，確定并證明已評價(jià)最大破壞的方向。

　　2.7.4 耐熱試驗 耐熱試驗應在力學(xué)試驗之后進(jìn)行，并在“熱評價(jià)”中描述。必須將自由下落、壓碎和貫穿對貨包造成的任何損壞作為貨包耐熱試驗的初始條件。在確定試驗期間或之后貨包內最大壓力時(shí)，應考慮火燒導致的溫度上升和由于燃燒和熱解導致的氣體量增加。評價(jià)可能出現在火燒過(guò)程中或火燒后的最大熱應力。

　　2.7.4.1 溫度和壓力的匯總 總結熱評價(jià)中確定的所有溫度和壓力。

　　2.7.4.2 應力計算 計算由熱梯度、不均勻熱膨脹、壓力及其他機械載荷引起的應力。

　　2.7.4.3 與許用應力的比較 選擇合適的應力組合，并將所得應力與評價(jià)報告中的設計準則比較。

　　2.7.5 水浸沒(méi)-易裂變材料 如果含有易裂變材料的內容物滿(mǎn)足《規程》的要求并且在臨界分析中沒(méi)有假設有水滲入，那么應評價(jià)水浸沒(méi)試驗的影響和結果。試驗應考慮對已損試樣以預期產(chǎn)生最大泄漏的狀態(tài)浸沒(méi)在水深至少0.9m 的情況。

　　2.7.6 水浸沒(méi)試驗-所有貨包 對一個(gè)未損試樣經(jīng)受相當于浸沒(méi)在水深至少 15m 持續 8h 的水壓試驗所作的評價(jià)。出于驗證目的，外部表壓 150kPa 也認為滿(mǎn)足這些條件。

　　2.7.7 強化水浸沒(méi)試驗(對內容物大于 10 A2 的 B 型貨包及 C型貨包) 根據《規程》，對貨包在外壓為 2MPa，持續時(shí)間不小于 1h 條件下進(jìn)行評價(jià)。

　　2.7.8 損壞匯總 總結貨包在系列事故試驗后的狀態(tài)，概括對安全重要的系統和部件損壞程度及相關(guān)的驗收準則。

　　2.8 钚空運的事故條件 如適用，說(shuō)明钚空運的事故條件。

　　2.9 易裂變材料貨包空運的事故條件 如適用，說(shuō)明易裂變材料貨包空運的事故條件。

　　2.10 特殊形式 貨包的內容物為特殊形式放射性物品，說(shuō)明內容物滿(mǎn)足《規程》中特殊形式放射性物品試驗的要求。描述物理和化學(xué)形態(tài)，如果放射源不是雙重密封的直立圓柱狀焊接結構，應提供表明密封尺寸、材料、制造方法、無(wú)損檢驗方法的圖紙。

　　2.11 燃料棒 在“包容”中將燃料棒包殼視為正?；蚴鹿试囼灄l件下放射性物品的包容層。提供分析或試驗結果說(shuō)明包殼能夠保持機械完好性。

　　3.熱評價(jià)

        描述、討論、分析和確定對安全重要的運輸容器、部件和系統的主要熱工設計，并說(shuō)明貨包性能要求的符合情況。

　　3.1 熱工設計描述 描述對熱工重要的設計特性，包括所有的子系統。明確用于熱結果評價(jià)的準則，概述熱分析或試驗的重要結果。闡明在熱評價(jià)中假設的最小和最大衰變熱負荷。假設的最大衰變熱負荷應與屏蔽和包容分析中假設的源項一致。

　　3.1.1 設計特性 描述對貨包熱性能重要的設計特性，應包括貨包結構、材料和機械特性等。

　　3.1.2 內容物的衰變熱 詳細說(shuō)明內容物的最大衰變熱和放射性活度。應說(shuō)明衰變熱的來(lái)源，與放射性?xún)热菸锏淖畲罅肯嘁恢隆?/p>

　　3.1.3 溫度匯總表 列出在正常運輸條件和運輸事故條件下影響結構完好性、包容、屏蔽和臨界的最高或最低溫度的匯總表。

　　3.1.4 最大壓力匯總表 此匯總表應包括最大正常工作壓力和運輸事故條件下的最大壓力。

　　3.2 材料性能和部件的技術(shù).

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