EJ 658-1992脉冲堆燃料元件设计准则.pdf

EJ中华人民共和国核行业标准EJ 658-92脉冲堆燃料元件设计准则1992-07-24 发布1992-12-01 实施中国核工业总公司发布 中华人民共和核行业标准脉冲堆燃料元件设计准则EJ 658-92主题内容与适用范围本标准规定了脉冲堆燃料元件（简称燃料元件)设计应该满足的要求。本标准适用于以 U-ZrHx 或 U-ZrHx-Er 作为燃料芯体的燃料元件设计。本标准涉及与燃料元件机械设计有关的核设计和热工-水力设计问题。2 设计工况2.1正常运行工况2.1.1稳态运行包括直至110%额定功率的稳态运行，堆芯由池水冷却系统自然对流冷却。2.1.2脉冲运行反应堆在极低功率（1kW以下，通常为10W）下稳态运行时瞬时引入几元过剩反应性后的运行工况。2.2事故工况2.2.1反应性事故反应堆在110%额定功率下稳态运行时瞬时引入几元过剩反应性后的工况。2.2.2失水事故反应堆在110%额定功率下稳态运行时，由于堆池破裂，池水低水位报警并停堆，直至堆芯完全暴露于空气中和只靠空气自然对流冷却的极端事故工况。3总的要求按本标准设计的燃料元件与反应堆控制系统和保护系统等一起能够保证：在所有设计工况下燃料元件均能保持其结构完整性；由于某些随机因素可能造成的极个别燃料元件破损，其所释放的放射性物质也不应对厂区人员和环境安全造成超过标准的危害。4设计准则4.1稳态运行中，包壳周向应力必须低于其工作温度下的材料厨服强度。4.2脉冲运行、反应性事故和失水事故中，包壳周向应力必须低于其所处温度下的材料抗拉强度且安全系数至少为2。4.3应针对脉冲运行工况进行包壳应变疲劳分析。燃料元件可以承受的脉冲运行次数（即包壳繁积应变疲劳循环次数)取按计算的应变范围求出的包壳发生应变疲劳破裂时循环次数的1/10。中国核工业总公司1992-07-24批准1992-12-01 实施 4.4，稳态运行时，燃料最高温度必须低于750℃。4.5考虑到所有尺寸变化源，为补偿燃料芯体和右整芯体霍壳中辅向膨胀，然料元件中必须留有足够的轴向间隙。4.6考虑到所有尺寸变化源，为补偿石墨芯体径向膨胀，石墨芯体与包壳之间必须留有足够的径向间隙。4.7考虑到所有尺寸变化源，燃料芯体-包壳间隙的选择应是权衡下列因索的较佳折衷结果：脉冲运行时有适当的间隙热阻；a.b、满足4.4条要求；运行寿期末，燃料元件包壳的周向性应变应低于1%；c.d.加工及装配可行性。4.8燃料元件端塞的结构设计应与堆芯栅板的相关结构相容，以使燃料元件在堆芯中轴向及径向定位。4.9燃料元件端塞的形状设计应使其与堆芯栅板配合连接处有足够的过水面积，以使燃料元件得到充分冷却。4.10所有燃料元件在结构上必须有互换性，即任意燃料元件都能在堆芯中安装并可互换位置。4.11燃料元件结构应使其在堆芯中装卸方便，并为装卸提供抓取部位和与所用专用装卸工具结构相容。4.12堆芯设置的测量燃料芯体温度的燃料元件，除具有随堆测量燃料芯体温度的功能外，其他要求与燃料元件的相同。4.13燃料元件应有必要的标识符号。附加说明：本标准由全国核能标准化技术委员会提出、本标准由中国核动力研究设计院负责起草。本标主要起草人：田盛。