YJ-1型新燃料組件運輸容器的研制

衣大勇 汪 軍 郭春秋 孫 征 徐治龍

（中國原子能科學研究院，中國 北京 102413）

0 概況

YJ-1型運輸容器用于49-3堆新燃料組件的運輸。YJ-1型運輸容器屬于 IF-2型，II級黃貨包，使用溫度-40～38℃，運輸指數（TI）為1，容器設計壽命15年。

1 運輸容器

YJ-1型運輸容器為箱式結構，容器外殼和內部材料構成容器主體。容器外殼由箱蓋和箱體通過24組M16×45螺栓連接組成，箱體與箱蓋之間設有橡膠墊。內部材料由外向內依次是隔熱材料、軟木板、纖維緩沖材料及多層木板。容器最大外形尺寸1920mm×770mm×510mm。每臺容器可裝載8根燃料組件，總重約480kg。容器外殼的箱體和箱蓋均為焊接結構，箱體鋼板厚5mm，加強方管壁厚4mm。運輸容器示意圖如圖1所示。

圖1 YJ-1型運輸容器示意圖

2 驗證試驗

2.1 試驗內容

根據GB11806-2004《放射性物質安全運輸規程》的要求和容器結構分析結果，YJ-1型運輸容器的安全驗證試驗包括驗證容器經受運輸正常條件能力的貫穿試驗和自由下落試驗，以及驗證容器經受運輸事故條件能力的自由下落試驗II、自由下落試驗III和耐熱試驗。

（1）貫穿試驗

貫穿試驗選擇容器易于受到打擊的殼體表面，沖擊點位置是運輸容器殼體上表面中心處，鋼棒沖擊高度1m。貫穿試驗的姿態如圖2所示。

圖2 貫穿試驗

（2）自由下落試驗

自由下落試驗的跌落姿態為20°小角度自由下落，容器下落高度1.2m。自由下落試驗的姿態如圖3所示。

圖3 自由試驗下落

（3）自由下落試驗II

自由下落試驗II的姿態選擇容器水平自由下落，沖擊點為容器殼體底面中心，容器下落高度1m。自由下落試驗II的姿態如圖4所示。

圖4 自由下落試驗II

（4）自由下落試驗III

自由下落試驗III的姿態采取鋼板水平自由下落，沖擊中心位置是容器殼體側面中心，鋼板沖擊高度距容器9m。自由下落試驗III的姿態如圖5所示。

圖5 自由下落試驗III

（5）耐熱試驗

耐熱試驗采用燃油熱處理爐對容器加熱，爐內溫度保持800℃，持續時間30分鐘。耐熱試驗如圖6所示。

圖6 耐熱試驗

2.2 試驗結果

YJ-1型容器試樣在經受運輸正常條件能力的貫穿試驗和自由下落試驗后，容器外殼未產生開口或裂口，容器表面無裂紋，螺栓無斷裂，容器變形量引起的屏蔽性能下降小于20%，容器內燃料組件包殼應變量小于限值；運輸容器在經受運輸事故條件能力的自由下落試驗II、自由下落試驗III試驗后，容器結構完整，容器外殼未產生開口或裂口，容器內燃料組件包殼應變量小于限值；運輸容器在整個耐熱試驗過程中，容器內燃料組件表面最高溫度遠遠小于400℃安全限值。

3 結論

YJ-1型運輸容器在經受安全驗證試驗的力學試驗過程中，燃料組件包殼產生的應變小于限值，容器變形或破壞程度小于的驗收標準，在耐溫試驗過程中組件表面溫度不超過溫度限值，因此判斷YJ-1型新燃料組件容器符合GB11806-2004《放射性物質安全運輸規程》容器安全性指標，容器設計滿足要求。

[1]GB 11806-2004.放射性物質安全運輸規程[S].

[2]AEASAFETY SERIES TS-G-1.1 （ST-2）Advisory Material for the IAEA Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material[Z].

[3]王慶,等.RY－IA型乏燃料容器設計審批申請書(安全分析報告)[R].核工業第二研究設計院,2003(7).

[4]黃玉才.關于申請使用MTR-D容器運輸CARR新燃料組件的許可證報告[R].中國先進堆工程部,2005(3).

[5]秦山一期乏燃料運輸安全分析報告[R].中國原子能科學研究院,2006(12).