EJ 中华人民共和国核行业标准 EJ/T 680--92 上汽市技术蓝务盛设研湖 金8号07233-72 U3Si2-AI板型燃料组件 设计导则 1992-07-24发布 1992-12-01实施 中国核工业总公司 发布 中华人民共和国核行业标准 U.Si2-Al板型燃料组件 EJ/T680-92 设计导则 1主题内容与适用范围 本标准规定了U.Si2-Al板型燃料组件（以下简称燃料组件）设计的一般原则。 本标准适用于研究堆以U.Si2作为燃料的平板或弧板的燃料组件。 2术语 2.1燃料芯体由U.Si2-AI弥散型燃料做成的燃料板中的含铀区。其燃料通常是235U富 集度低于20%的低富集铀。 2.2框架由整块铝合金制成，其功能是除为燃料板提供结构强度外，还与包壳板一起封 装燃料芯体，阻挡燃料芯体及其释放出的裂变产物，并防止燃料芯体与冷却剂的接触。 2.3·包壳板包复在燃料芯体两侧的与框板一起封装燃料芯体的铝合金板。 2.4燃料板由燃料芯体、框架、包壳板构成的组合体经轧制或其他方法而成的平板或弧 板的燃料元件。 板，用于固定燃料板，并为燃料组件提供强度和刚度。 3设计工况 3.1·正常运行工况 在研究堆启动、功率运行、维修等过程中所预计到的经常性或定期出现的运行事件。典 型事例：稳态运行和启动、停堆的操作、运行瞬态、实验运行、正常的超调功率运行。 3.2设计基准事故工况 在研究堆规定的寿期内，预计可能会出现的频率很低的运行事件。典型事例：断电、失水 和反应性偏离。 4设计总则 4.1必须满足核反应堆堆芯的核和热工-水力设计方面对燃料组件的技术要求 4.2燃料元件和组件的设计必须保证包壳板在正常运行工况下保持密封。 4.3必须保证燃料组件结构的完整性，使堆芯在设计工况下都能安全地控制、停堆和冷却。 5·设计要求 5.1# 燃料组件所用各种材料（铝合金，不锈钢，硅粉，铝粉）必须符合堆用材料的国标、行标。 中国核工业总公司1992-07-24批准 1992-12-01实施 1 EJ/T680-92 5.2燃料组件材料在正常运行工况和设计基准事故及制造过程中，燃料组件应能承受辐 照、化学和物理等的影响下相互间必须相容。 5.3燃料组件在研究堆正常运行工况下的规定使用期内，必须保持结构的完整性，并达到 预定的燃耗。 5.4在正常运行中，不得超过燃料组件的设计规定限值。 5.5在设计基准事故中，燃料组件变形的程度不致影响停堆和事故后堆芯得不到足够有效 的冷却。 5.6设计必须为数据、计算和制造等方面的不确定因素留有裕量。 5.7应以合适的方式使燃料组件在堆芯中定位，并保证所有燃料组件在堆芯内的互换性以. 及燃料组件与相关组件及堆内构件的结构相容性。 5.8燃料组件应便于运输、贮存、安装和换料操作。 5.9燃料组件应设置必要的标识。 6设计内容 6.1，应对所涉及的材料作出选择，并提出进行必要的试验，按附录A（补充件）确定材料的 性能参数；同时须对燃料组件工作参数、整体结构型式及所有零部件尺寸、形状作出选择，并 按附录A（补充件）进行有关计算。 6.2必须根据设计工况的环境参数，选择合适的机理和数学模型，按附录B（参考件）对燃 料组件的各种堆内行为进行定量的分析计算。 6.3除进行计算验证外，须按附录.C（参考件）进行必要的堆内外试验验证和补充计算的不 足。 7文件 7.11 作为燃料组件设计，须提供下列文件资料： a. 设计说明书（包括燃料板和燃料组件的设计参数）； b. 计算书或计算说明书； 技术条件（包括材料、零部件和燃料组件的技术条件）； d. 全套设计图纸； 关键的试验报告； e. f. 安全分析报告。 7.2.应向制造厂提交图纸和技术条件，作为燃料组件及其相关材料的采购、制造、质量检验 和最后成品验收的依据。 EJ/T680-92 附录A 燃料组件设计中需要考虑的主要性能参数 （补充件） A1 燃料芯体 需考虑以下性能及参数： a. 金属铀中易裂变核素及杂质的重量百分比及其限值； U,Siz粒度及配比； c. U.Siz的含量、杂质含量及其限值； d. 硅的纯度； e. 铝粉的形状和粒度； f. 铝粉的杂质含量及其限值； g. 物理性能：密度、热导系数、热膨胀系数和比热； h. 芯体力学性能：规定残余伸长应力、抗拉强度、延伸率、硬度。 A2. 铝合金结构材料 需考虑以下性能及参数： a.·化学成分：合金元素和杂质的含量及限值； b. 物理性能：密度、热导系数、热膨胀系数、比热； c. 力学性能：规定残余伸长应力、抗拉强度、延伸率、硬度； d. 化学性能：腐蚀速率； e. 辐照对材料性能的影响。 A3燃料板 需考虑以下性能及参数： 235U装载量及其限值； a. .b. 燃料芯体中铀分布的均匀性； c. 冶金结合：燃料芯体与包壳板、框架的冶金结合质量； d. 尺寸和形位公差：长度、宽度、厚度、平面度和包壳板最小厚度； e. 芯体的气孔率； f. 燃料板加工状态； 表面处理； g. h. 表面污染； i. 表面清洁度：对腐蚀液体残留量及异物的限值； j. 表面质量：表面粗糙度、表面伤的类型和限值； k. 每块燃料板必要的标识。 A4·燃料组件 需考虑的性能及参数： 3 EJ/T680-92 燃料组件的强度、刚度； a. b. 燃料板与侧板的结合强度； c. 燃料板组件的外形尺寸及形位公差； d. 燃料板间水隙尺寸及公差； 表面质量； e. f. 表面铀污染； g. 表面清洁度； h. 组件标识； 附·录B 需要计算的燃料组件堆内外行为 (补充件） B1 需要计算的内容如下： a. 包壳板应力和应变； b. 燃料板弯曲； c. 燃料板热膨胀； 燃料芯体辐照肿胀； 燃料组件强度； e. f. 燃料组件结构稳定性。 附录C 需要开展的主要试验 (参考件) C1. 需要开展的主要试验如下： 芯体与包壳板结合强度试验； a. b. 燃料板弯曲试验； 燃料板热疲劳试验； d. 燃料板堆内辐照考验； e. 燃料板与侧板结合强度试验； f. 燃料组件堆外水力冲刷试验； g. 燃料组件堆内辐照考验。 4 EJ/T680—92 附加说明： 本标准由中国核工业总公司企管部提出。 本标准由中国核动力研究设计院负责起草 本标准主要起草人：杨诗明、熊继初。 5 EJ/T 680-92