ICS 27.120. 20

F 65

备案号：59654—2017

NB

中华人民共和国能源行业标准

NB/T 20461—2017

压水堆乏燃料干法贮存设施设计准则

DeSign Criteria Of SPent fuel dry StOrage installation for PreSSUriZed Water reactor

2017-04-01 发布

2017-10-01 实施

国家能源局发布

压水堆乏燃料干法贮存设施设计准则

1范围

本标准规定了压水堆乏燃料干法贮苗本标准适用于核电厂场内或场

贮存设施的设计也可参考本标恤

2规范性引用文件

3术语和定义

GB 6249

GB 18871

GB 50016

GB 50140 NB/T 20462 NB/T 20463 HAD 301/02

HAD 301/03 HAD 301/04 HAD 501/02

下列文件对于本凡是不注日期的引用核动电建

辐射

压水压乏燃

护规定

基本

的

件，

必不可少是注

修改单）

最

辐亦

护与

防火规

乏燃料

乏燃料贮存设施的设计贮存设施的运行贮存设

安全评价

压水堆

本适用于本文件。

破损乏燃料 damaged SPent fuel

包壳完整性失效的乏燃料。

器配置醐规范

下列术语和定义适用亍:本裏件。

3.1

乏燃料SPent fuel

在乏燃料贮存设施中进行

注：可包括控制棒组件等相关组件.

3.2

内系统、设备

设施热工分析

物的设计准则。

的设计。其他类型的乏燃料干法

引用文件，仅注日期

于本文件;

拆开的J组燃料元件•

3.3

乏燃料单元SPentfUeIUIIit

为乏燃料提供放射性物质包容边界的密封容器及乏燃料组成的最小设备单元的统称。

3.4

干法贮存dry StOrage

将乏燃料贮存在空气或惰性气体环境中的密封贮存方式。

3.5

乏燃料干法贮存设施 SPent fuel StOrage installation

乏燃料自反应堆乏燃料水池移出后，到进行后处理或作为放射性废物处理前这段时间内，用作乏燃料干法贮存的一种中间贮存设施。

3.6

密封容器 SeaIed Container

一种用于装载乏燃料并提供放射性物质包容功能的容器。

3.7

转运设备 transfer machine

用于将乏燃料单元在乏燃料单元操作区与乏燃料贮存区之间相互转运的设备的统称。

注：如转运（屏蔽）容器、转运车及转运操作工具等.

3.8

贮存容器silo/cask

地面式轻便或非轻便结构,含有一个或多个单独贮存腔。每个贮存腔能容纳一个或多个乏燃料单元。

屏蔽主要由钢、铸铁或混凝土等结构材料提供。通过结构材料至大气的换热实现排热。

3.9

干井 drywell

固定地下式带衬砌的单独贮存腔，能容纳一个或多个乏燃料单元。

注：屏蔽由周围土壤和屏蔽塞提供。通过土壊至大气的传热实现排热。

3.10

贮存室VaUlt

一种地上的或地下的钢筋混凝土构筑物，内有贮存腔阵列。

注：每个贮存腔可容纳一个或多个乏燃料单元.贮存室构筑物提供屏蔽。热量通常由贮存腔外部的循环空气或气体带出，随后直接排至外部大气，或通过二次排热系统散失.

3.11

货包 PaCkage

提交运输的包装与其放射性内容物的统称。

4总则

4.1性能目标

设施的性能目标为：

a）设施应可接收从堆芯卸出时间满足外运条件的商用压水堆乏燃料：

b）设施应能实现乏燃料的中长期安全贮存；

C）设施应能满足乏燃料单元包装、转移、装卸，以及日常维护的需求；

d）设施应能满足将贮存的乏燃料向乏燃料后处理设施运输的要求。

4.2安全目标

设施应在本标准定义的相关工况下满足如下安全目标：

a）设施各部件温度不超过设计限值；

b）乏燃料在操作和贮存期间处于次临界状态；

C）实现放射性物质的包容；

d）满足辐射防护要求。

5设施配置

5.1设施构成

乏燃料干法贮存设施由运输货包操作区、乏燃料单元操作区、乏燃料单元转运区、乏燃料贮存区、

HVAC系统、构筑物、放射性废物管理系统建系统、通信系统、消防系统、实物保护系

5.2运输货包操作区

5. 2.1接收和运送

5.2.2去污

去污系统包

5.2.3维修

5.2.4准备

5. 3.1乏燃料单元操作

维修系统包以及运输货包内

用于去险心命

■推修运输

乏燃料单元操作区包含用于将

燃料单元装卸装置、观察窗或远程监控设

统、核材料衡算系统等构成。其中的型工艺流程简图参见附录A。

系统或区域仅适用

贮存方案。乏燃料干法贮存设施典

接收和运送系统伉含用乎运输货包及

人防护用品、外包！

运车辆移入或移出卸料区、运输费包在车辆上的装卸、个

构件的更换。维修系统也适

准备系统包枇物纳最大压缩空气、水等接

5. 2.5暂存和转运

暂存系统包含用于

5.3乏燃料单元操作区

5. 3.2乏燃料单元装卸

的转运辅能的设备和

物功能所必需

的设备和空间,

更换阀检査的操作,

规定时间内操作运输货包所需

■皓运运输货包期间，临时贮存功能的

料单元插入或移出运输

■和设备，并应设有

转运设备功能的设备和区域,如乏此区域进行贮存前的准备工作。

乏燃料单元装卸系统包含用于移除和临时贮存运输货包主盖板、抓具，检测和清洁盖板密封面等功

能所需的装置等。

5. 3.3乏燃料单元准备

乏燃料单元准备系统包含用于转运和装卸乏燃料单元及贮存、检测乏燃料单元功能所需的设备。

5.4乏燃料单元转运区

乏燃料单元转运区包含用于将乏燃料单元从乏燃料单元操作区移动到乏燃料贮存区所需要的设备和区域。乏燃料単元转运区分别与乏燃料単元操作区和乏燃料贮存区有接口，且可以包含乏燃料贮存区的一部分区域。

5.5乏燃料贮存区

5.5.1贮存

燃料贮存区包含用于贮存乏燃料单元功能的设备和区域。

5.5.2关闭

关闭系统包含用于放置和移除贮存室封盖所需的设备。该系统可与乏燃料单元转运区合并设置。

5.5.3监测

监测系统包含用于获得与乏燃料状态和密封完整性有关参数所需的仪表和控制设备。

5.5.4衰变热导出

衰变热导岀系统包含用于排出乏燃料衰变热功能的结构和设备。

5.5.5放射性包容

放射性包容系统包含用于实现乏燃料在贮存期间实体隔离、屏蔽等功能的相关结构和设备。

5.6供热通风与空气调节系统（HVAC）

HVAC系统包含用于以下功能所需的结构和设备：

a）保护公众和工作人员，避免气载放射性物质从乏燃料单元操作和贮存区域释放至设施外的环境；

b）在操作和贮存期间排出乏燃料衰变热；

C）维持适合工作人员的空气质量，以及人员和设备运行的环境条件：

d）针对特定的贮存方案提供强制冷却。

5.7构筑物

构筑物由运输货包操作区、乏燃料单元操作区、乏燃料单元转运区和乏燃料贮存区等组成，同时还包括必要的辅助房间。

5.8放射性废物管理系统

放射性废物管理系统包含用于收集或处理乏燃料单元操作、转运和贮存时产生的液态、气态和固态放射性废物功能所需的设备。

5.9供电、仪控和通信系统

供电、仪控和通信系统包含用于设施的供配电，工艺系统所需的控制、指示和报警，以及各类工况下的辐射监测功能所需的设备。

5.10消防系统

消防系统包含用于预防、探测、控制火灾和阻止火势蔓延功能的设备和结构。

5.11实物保护系统

实物保护系统包含用于为场内和场外提供安保相关的通信、实体屏障、出入控制、入侵检测、监视、安保相关警报和照明等功能所需的设备。

5.12核材料衡算系统

核材料衡算系统包含用于确定乏燃料在干法贮存设施内的核材料数量及这些核材料在规定的时间周期内所发生的变化功能所需的设备，其维柔編普蓄暨、核材料测算、编制衡算报告、核实衡算

其功能

核材料测算

6设计基准

6.1工况定义

HE常运行E

卸载、维

区，以及

元转运I

:射性废

将对, 乏将

料单兒的准备燃料单元插入! :虽然不是定］

或从贮存结构中回取。

生，≡lW⅜MUmτ½

11类工7 历年发，

防年内以中■

:的一组事件组成，如丄一续时间畛去外部供电; 犯错，随后做t⅛i⅛⅛ M部件赃谦應 *的虚假动作。

在有限的

单

任何*1

某些能动

纠正操作。运行期间，乏燃料: 噸嶼期功能；

III类工况:

乏燃料单元区

放射性废液滞

发生，或者每日

设施的工况应按照其预散糸频率进行分类，本标准规定四种工况类别.其中I类工况为正常工况,

Il类工况为异常工况ZlIl类、IV a） I类工况：由预I怜在i 1）运输货包的接收、

发生的丄组弈件组成，如:

■生次要机械故障;

.但这些假想事件的后果会直接对环境产

生极大潜在影响。该工况主勇嶂^t放射性包容功能曝些系统提供保守的设计基准。如:

1）容器跌落；

2）容器倾翻；

3）火灾；

4）通风口堵塞；

5）洪水；

6）龙卷风；

7）地震；

8）掩埋等。

6.2功能要求

6. 2.1运输货包操作区

运输货包操作区功能要求为：

a）在1类工况下，应能对运输货包进行冲洗；

b）在I类工况下，冲洗区应能排水；

C）在1类工况下，应能对运输货包进行装卸；

d）在I类工况下，应防止装卸车辆出现横向移动：

e）在I类、Il类工况下，应提供热屏，在运输货包去污时为操作人员提供保护：

f）在I类、II类工况下，废液处理系统应能运行；

g）在I类、Il类工况下，应能对货包开包提供污染控制；

h）在I类工况下起重机械应能实现对货包封盖和货包内部构件进行装卸操作，并在II类、III类工况下确保故障安全；

i）在I类工况下，货包组件、工具和系统配套设备的去污装置应能运行；

j）在I类工况下，应能对货包内部构件去污和清洗产生放射性废物进行收集和处理：

k）在I类工况下，打开运输货包操作应满足ALARA （合理可行尽量低）原则；

l）在I类工况下，辅助盖板、重件、螺栓紧固装置等操作功能应能正常运行；

m）在I类工况下，容器腔室取样、冲洗、废液排放所需的系统应能正常运行；

n）在I类工况下，运输货包的临时贮存区域应能正常使用；

O）在1类工况下，以及在II类、III类、IV类工况后，用于将运输货包从运输货包操作区转运至乏燃料操作区的运输设备应能正常运行；

P）在I类工况下，监视系统应能监督运输货包操作区的所有操作。

6.2.2乏燃料操作区

乏燃料操作区功能要求为：

a）在I类、II类、III类工况下，辐射防护控制区入口控制、联锁、报警装置应能正常运行，防止未授权的进入；

b）在I类工况下，在污染设备需要从辐射防护控制区域移出时，应能对其进行初步去污和包装； C）在I类工况下，应能通过釆光窗或屏蔽窗监控所有操作；

d）在I类、II类、III类工况下，辐射防护控制区的通风设备应能正常运行；

e）在I类工况下，以及在II类、III类、IV类工况后，应能实现对乏燃料的远距离操作；

f）在I类、II类工况下，应使乏燃料不破损；

g）在II类、IlI类、IV类工况下，应有破损乏燃料的操作手段；

h）在I类、II类、III类、IV类工况下，应维持燃料包壳温度低于限值；

i）在1类、II类、III类、IV类工况下，应为从运输货包移出的乏燃料单元提供临时贮存能力。

6. 2.3乏燃料单元转运区

乏燃料单元转运区功能要求为：

a）在I类、II类、III类、IV类工况下，应避免乏燃料单元在转运期间发生破损；

b）在I类工况下，应能使乏燃料单元从操作区转移至贮存区，反之亦然；

C）在I类工况下，应能对乏燃料单元进行装卸；

d）在II类、III类、IV类工况后，应能对乏燃料单元进行回取；

e）在I类、Il类、IlI类、IV类工况下，应维持燃料包壳温度低于限值；

f）在I类、II类、II类1工况下，应对转移过程中乏燃料单元外表面的脱落物进行收集，并在I 类工况下对脱落物进行清洁；

g）在IV类工况下，应仍能保证至少一道放射性物质包容的完整性。

6. 2.4乏燃料贮存区

乏燃料贮存区功能要求为:

a）如釆用惰性气体贮存方案，在I类、II类、III类、IV类工况后，应有手段对放射性物质包容

I）

边界完整性进行探测；

在1类、H类、III类工

在1类工况下，应对核

在I类工况下，应对特

在I类、II类、

在I类、II类］III类、'IV娄工况下，贮存系统结构和相关内磷件应能实现放射性包容的持久性；

在I类、II

贮存区工程基础设计中

进行补偿

其它特

贮

应

贮

单

可

干：

装

复核；

容器进行定期温度监测,

,以及IV类工况后，应能

该区的气裁放射性水平进行探测;

6. 2.5

料进

又复核热工计算结果;

HVAC系统

类、I

类工况下，应维持燃料包壳温度低于限

要求

容器I针对可低容器的放射

室,际类、II 装卸

工

虑发生IV

.在

I :

类、Il

能使用

段检査

的贮

容和屏蔽效果；

,以及IV类工

口应能使用；在1类、

边界

工况下，以

发生跌落后，不

域间的燃料单元

存区域间的燃料过程中出现最大

放

况下，Z

容器的放 _

化的可能性,通过工程填料基础

颠的包容功能:

况下,

落时，应使密封容器

，转运设备与装卸乏燃Irt 完整；

Ξ,转运设备与H

HVAC系统的功版系：

在I类、II类应使气流从潜在未污染（或受污染程控制设施内环境温度不超过设计限值：气溶胶进行收集；

IV类工况后，应

a)
b) C) d)

6. 2.6

在I类工况下，

在I类工况下，区

在1类、II类、III

构筑物的功能要求为:

构筑物

■［向潜在污染区域流动;

设施

;境释放的流出物进行监测。

a）在1类、Il类、IIl类工况下，构筑物应能保护内部的结构、系统及设备等不受外部环境影响;

b）在1类、II类、III类工况下，应能控制并防止污染物从潜在污染区域扩散。

6. 2.7放射性废物管理系统

放射性废物管理系统的要求为；

a）在I类工况下，应能对放射性废液进行收集和处理；

b）在【类、1［类、HI类、IV类工况下，应能对废液进行包容和监测;

C）在I类工况下，应能对固体废物进行收集、处理和外运。

6. 2.8供电、仪控和通信系统

供电、仪控和通信系统的要求为：

a）在【类工况下，供电系统应能给设施内的用电设备进行供电：

b）在I类、II类、III类工况下，辐射监测系统应可用：

C）在1类、Il类工况下，应能探测工艺系统的故障，必要时触发报警，并将系统置于安全状态；

d）在I类工况下，通信系统应可用；

e）在II类、IlI类、IV类工况下，应急通信系统应可用；

f）在I类工况下，内外部照明系统应可用；

g）在II类、IIl类工况下，应使提供人员安全最小范围的内外部照明系统可用：

h）在I类、11类、IlI类、IV类工况下，应能对外部事件的严重程度进行判断；

i）在I类工况下，应对放射性物质包容相关的进行仪表进行定期检査和标定。

6. 2.9消防系统

消防系统的功能要求为：

a）在1类、II类工况下，与放射性物质包容相关区域的火灾探测系统应可用；

b）在I类、II类、III类工况下，消防系统应可用；

C）在I类、II类、IlI类、IV类工况下，消防系统动作不应降低构筑物结构、系统和设备的放射性包容功能；

d）在I类、II类、IlI类、IV类工况下，应阻止火势蔓延至与放射性物质包容功能相关的系统和设备区域。

6. 2.10实物保护系统

实物保护系统的功能要求为：

a）在1类、II类、川类工况下，应使通信设备、物理屏障、出入控制装置、入侵检测设备、监视设备、安保照明和警报系统可用；

b）在1类、II类、III类、IV类工况下，场外通信设备应可用。

6. 2.11核材料衡算系统

核材料衡算系统的功能要求为：

a）在I类工况下，应有能力确定乏燃料单元编号，以便对装运记录进行验证；

b）在I类、II类工况下，以及III类、IV类工况后，应有相关能力对乏燃料单元库存进行盘点； C）应有相关设备和系统，用于核材料控制和衡算系统的运行和维修。

6.2.12临界安全

在1类、II类、III类、IV类工况下，应使乏燃料保持次临界。

6. 2. 13辐射防护

辐射防护的功能要求为：

a）在I类、II类工况下，职业照射水平在满足接受准则的基础上，应满足ALARA原则；

b）应根据国家相关标准，对I类、II类、III类、IV类工况提出辐照限值。

7.1运输货包操作区

7.1.1接收和转运

7. 1.1.1设计要求

在运输货包操作区的接收和转运的设计要求为:

a）运输货包操作设备的设计应确保其能够适用于预期将在乏燃料干法贮存设施进行装卸的各种

运输货包；

应避免车辆在出入口区域转弯半径的基础上加5C 对车辆进行装卸作労的对放射性包容磐要作功能丧失；，［应有相关系统,用于冲；用于收集盘监测和处理

如运输车辆需要在

H■平坦水平:轨道间的

区范围内进行90°转弯，应在车辆

与轨遊和周边地面位于同一水平面

的设备应置于安全位置并应加以防

来的道路灰

含有低

运输货包移位造成设计

统应配备相关装置

7.1.1.2

应为用于接放空间。

各运，

货包的

,装卸过

除的附件提供存

7.1.1.3 试验、

运输货包操

a）

b）

C）

区的货包检査

，验、检査和维修要求為

车辆及散装好i

____：维修的设备设T

起重机和*他吊装设备莅爾

应为所早

需要进彳

的检査与；

标准嶙水进行试验、维修和检

出通道

7.1.2去污 7.1.2.1设计要求

去污的设计要求为：

a）应有适当方法对辅助设备）的外表酵行去污,隣达到规定的限值要求:

b）应收集去污操作所产生的废物并举J

7.1.2. 2 接口

该区域的布置应便于货包进出，且不应对运输货包装卸区内的正常操作造成影响；应配置仪器和设备评估污染程度。

7.1.2.3试验' 检查与维修

去污的试验、检査与维修要求为：

a）起重机和其它吊装设备应根据行业标准的要求进行维修和检査:

b）用于转运放射性废物的系统宜配备相关冲洗装置以便进行维修。

7.1.3.1设计要求

维修的设计要求为：

a）应有适当方法对设备进行去污；

b）应有合适的设备和空间以便进行维修操作；

C）对于导致操作人员所承受的辐射剂量高于正常水平的日常维修工作，应有远程操作手段； d）应有相关装置收集和处理放射性废物。

7.1.3.2 接口

维修区的布置应确保在该区域内作业不会对运输货包装卸区内的正常操作造成干扰。

7.1.3. 3试验、检查与维修

维修区的试验、检査与维修要求为：

a）起重机和其它吊装设备应根据行业标准的要求进行维修和检査：

b）用于转运放射性废物的系统应配备冲洗装置以便进行维修。

7.1.4准备

7.1.4.1设计要求

准备区的设计要求为：

a）应有足够的空间，以便操作人员能在脚手架或升降平台周围通行；

b）应有相关装置，用于监测运输货包装卸和运输安全所需的参数，如运输货包的温度、压力、表面剂量率水平及密封完整性等；

C）应有相关装置，用于气体冷却和取样分析；

d）应有相关装置，用于收集和处理放射性废物；

e）宜设置废气处理系统，用于处理运输货包腔体内可能含有的气载放射性物质。

7.1.4. 2 接口

运输货包准备区可与去污区、维修区共用部分区域，该区应能对乏燃料卸载、货包空载转运或满载转运；进出该区不应对去污区和维修区的操作造成影响；该区位置应尽量靠近乏燃料单元装卸区。

7.1.4. 3试验、检查与维修

准备区的试验、检査与维修要求为：

a）应在各运输货包的侧面和顶面设置安全通道；

b）阀门、密封和其他部件的更换应配有辐射防护措施；不应在此区域内对货包内部构件进行检査或更换•

7.1.5货包停留和转运

7.1.5.1设计要求

货包停留和转运的设计要求有：

a）货包停留区的设计宜根据不同贮存设施的实际情况设置，在对运输货包进出速率有较高要求时，应设置货包停留区，停留区的位置应与下一步操作区接近；

b）转运设备及其配套系统的设计应能在所有工况下保持当前状态。转运设备可丧失功能，但不应引起跌落事件；

C）转运设备结构设计应便于维修；

d）区域的布置设计应减少运输货包移动的行程。

7.1.5. 2 接口

运输货包转运系统与运输货包装卸区内的其它区域相连接。

7.1.5.3 试验、

起重机和其

7.2乏燃料单亓

7. 2.1乏燃料身

7. 2.1.1设计学

受其

紧急

件计寿【停车装

设置在同一区,

应实现与

射性水平区域;

或保守设计

的布置元和近料单元负载：辎吊车的

应远离:

:输货包

,和运输货包盖板的抓枣抓具和工具的设计应i曾 I和运输货包盖板的抓具、

板的抓具、工具驾验、

商的设计应能

设计E

.计应t

到位的状态;

乏燃料单元材料应能系统应设离；

常得作装置的实体隔

■迎在失去动力时

维修和存放；

上超限值的水平或竖乏燃料单元造成

系统设饲乏燃料M 操作乏q 仍能承可操作乏遍抓具、I 工艺操作

存放乏燃料勾应设有导向装置，提升设备应能指河限值时应能自菱停车；

辐射防护区设观察窗和远程观察设备；辐射防

辐射防护区内表面应设有涂层： J

件状态，在阻力超过

■供充分的照明;

l）辐射防护区域应设置卫生出入口；

m）辐射防护区内应减少可贏料的使用：

n）应限制可能与乏燃料直接接触的水的使用；

O）装卸设备功能丧失不应导致发生痂

P）系统和设备设计应能承受瞬态下的载荷；

q）应准备处理破损乏燃料或乏燃料单元所需的特殊程序；

r）暂存位置应有永久性标识：

S）暂存位置的冷却设计应使燃料包壳维持在温度限值以下。

7.2.1.2 接口

乏燃料单元装卸系统接口要求有：

a）乏燃料单元装卸系统与运输货包装卸区、通风系统及乏燃料单元转运区相连接;

b）贮存位置与乏燃料单元操作系统相连接：

C）起重机接口设计与运输货包盖板、乏燃料单元的各种抓具相关。

7. 2.1.3试验、检查与维修

乏燃料单元装卸系统的试验、检査与维修要求有：

a）起重机和其它吊装设备应根据行业标准的要求进行试验、维修和检査；

b）应设有用于检査和维修安全出入的通道（如梯子、过道和护栏）；

C）专用工具的设计应便于去污、无损检测、维修、装卸和存放；

d）远程观察装置和灯具应方便拆换；

e）宜设有必要的远程操作设备的模型，并采用这些模型对设计和操作程序进行测试和验证，同时对操作人员进行培训；

f）所有远程操作的工艺设备的设计应便于维修和检査,并应根据其使用频率和预期寿命进行定期检査。

7. 2.2乏燃料单元准备

7. 2. 2.1设计要求

乏燃料单元准备系统的设计要求有：

a）应设有相关装置用于从跌落而破损的容器中移除乏燃料单元,其中最大可信跌落高度应根据物理布置和系统提升能力确定：

b）设计中假定的衰变热应高于乏燃料的实际水平；该过程应通过测量或经批准的计算方法来完成，其中应考虑燃料的燃耗、初始富集度、反应堆运行记录和衰变时间；如果采用测量来验证，则应配置所需设备。

7. 2. 2.2 接口

乏燃料单元准备系统的接口要求有：

a）乏燃料单元准备区与乏燃料单元操作区内的装卸系统有接口：

b）乏燃料单元准备区与乏燃料单元转运区有接口；

C）乏燃料单元操作工具与各类乏燃料单元有接口。

7. 2. 2. 3试验' 检查与维修

乏燃料单元准备系统的试验、检査与维修要求见7.2.1.3.

7.3乏燃料单元转运区

7. 3.1设计要求

乏燃料单元转运区的设计要求有：

a）该区设备的设计应能使乏燃料单元在系统最严工况后恢复安全状态；设备在上述工况发生期间，功能可以丧失，但不应导致乏燃料单元跌落事件：

b）乏燃料单元转运系统应使乏燃料始终处于次临界状态；

C）应在每个乏燃料单元进入转运设备后对其进行标识,并能在核材料衡算系统中对其标识号进行识别：

d）系统应设置紧急停车装置，紧急停车装置应设置在同一区，但应实现与正常操作装置的实体隔离；

e）操作乏燃料单元的抓具、工具等应设计成远程控制，能动部件应在失去动力时仍能承受负载;

抓具和工具的设计应能适应贮存和运输的不同接口：

f）操作乏燃料单元的抓具、工具等控制系统的设计应能指示抓取到位的状态；

g）抓具、工具等结构设计应利于去污、无损检验、维修和存放：

h）转运设备应设有超限位联锁；

i）对放射性包容起重要作用的设备应置于安全位置并应加以防护，防止转运设备的动作对其造成损坏；

应考虑设备变形等因素，合理设矩M

单元的间隙尺寸

7.3.2 接口

乏燃料单元转运区的接

a）

b）

C）

乏燃料单元转运乏燃料单元转i∣ 转运设备应能4

求有：

元操作区及其操作设备有接/ 竅料贮存区及其设备有接口：

:料虽聽甌燃料贮存系统进行正确对接

7. 3.3试验、检查和维修

乏燃料单元转

a）起重机和j

b）乏燃料尊

置可根钠

音求对设备进行

求进行试验

E和维修徉

障位置定位置，在该位

乏燃料贮存

7. 4.1设计荷载

乏燃料贮存应确变热排出、监测、■及对密封具

能够承受所有工况下的荷载

功能产生影响

包括事故工

7.4.2材料

能承受设计寿期内的辐照和衰变热

7.4.3衰变热

应直接测量或计算乏燃*1衰变网妙；如选用后者，则应根记录和衰变时间，通过批准岛算方法实£皓亠

初始富集度、反应堆运行

7. 4.4设计压力

包容边界的设计压力应不低于当100%的燃料包壳发生破损时，对应设计温度下气体释放至密封容

器所产生的压力水平。

7. 4.5设计温度

包容边界的设计温度应为最高预期工作温度。

7. 4.6腐蚀裕度

密封容器的壁厚应根据贮存和预期设计寿命期间环境条件，考虑适当的腐蚀裕度。

7.4.7贮存位置识别

应为各贮存位置提供唯一永久可见的编号。

7.4.8临界

在所有工况下，贮存系统的设计均应使乏燃料处于次临界状态。

7. 4.9乏燃料单元损坏

贮存区的设计应避免乏燃料单元损坏，并应考虑对破损燃料单元进行回取操作.

7. 4.10表面污染控制

贮存区所有表面的设计应避免出现可能导致污染物积聚的条件（如裂缝）.

7. 4.11环境条件

贮存区的排热系统应满足其在极端气候条件下的性能要求。

7. 4.12放射性包容

贮存腔室的设计应使乏燃料单元在装卸过程中不受破坏。

7.4.13 接口

贮存区的接口要求有：

a）贮存容器与乏燃料单元转运区及其装卸设备有接口；

b）贮存容器的设计应与核材料衡算系统的要求相匹配。

7. 4.14试验、检查和维修

贮存区的试验、检査和维修要求有：

a）应通过屏蔽或其它方式，在试验、检查和维修过程中不会对人员造成过量辐射照射；

b）应设有用于试验、检査和维修安全出入的通道；

C）空气过滤和强制空气冷却系统的设计应便于维修和试验；

d）应设有相关装置，用于对易受污染的装卸系统内部构件进行去污。

8衰变热导出、临界和辐射防护设计要求

8.1衰变热导出

衰变热导出的设计要求有：

a）乏燃料干法贮存设施应设置衰变热导出系统；

b）热量导出系统的设计应能将贮存期间乏燃料所能产生的最大热量排出；

C）在确定热量导出能力时，应按HAD 301/02的要求，考虑所贮存乏燃料的初始富集度、水池内冷却时间和燃耗；

衰变热导岀具体的设计内容应遵守NBTT 20462的规定。

8.2临界

8. 2.1设计要求

乏燃料干法贮存设施应满足如下临界安全设计要求：

a）在所有可能（正常和异常）的配置和条件下，确保在同时发生两项独立的异常事件时能够维持次临界状态；

b）包含各种偏倚和不确定度的中子有效增殖系数应满足相关规范要求：

C）贮存设施的临界安全设计若基于固定式的中子吸收体，应通过有效手段证明其可信的吸收能力。

8. 2.2临界安全分析

应考虑

贮存设

实

况下,

不同，设

高铀富

大的燃料特性V

能項;

慢化进

量应假

1设计

I的规定。

为基

内选

殖系

的贮

不

不确定度

何形

在所有条件下次临界裕度是充

料组件或具有最高

条件或温度），

信任的假定是在

贮存设施的临界安全性能应通过 a）

在考虑了所有计算机程

分的；

临界安全分析中

凡燃料设计是可变的和/或任何与燃料有关的数据（如设计、

造公差和核

析以量化这

如果各燃木

反应性的

应在可信數值

以便获得所评价系统的

计算中阪晦

0

g）

h）

对于釆用燃耗信任

a）

的影响

醐泰期内的有效性；材料的技术规格、制所有的次临界计算中使用保守计算值，或进行敏感度分

料内可燃毒物的页献，应证明

当保守的假设;

所有燃料毒图

燃料贮存之前

应采用保守的核素成分

浓度、慢

事故分析中儷寿航最高铀富集度的燃料组件或具; 载。

定具有

§确认

材料组

度值；除

水平计算值的精确测量做出的;

堆芯运行过程中插入组価gFf吸收体、堆芯硼等园素对于级件核素的影响；

组件的跌落或误装

8.3辐射防护

设施的辐射防护设计应i

9设备设计要求

9.1通用要求

设施内的主要设备有密封容器、转运设备及贮存容器等，设计要求有：

a）设备进分级应遵守NB/T 20463的规定；

b）安全相关设备和非安全相关设备的设计、制造、检査、试验和材料选择应符合相应的设计规范;

C）所选材料应与运行条件（如机械、热和化学等方面）相一致，还应考虑辐照和去污对材料的影响；

d）设备应使用统一代号标识，用铭牌标明此代号。

9.2密封容器

密封容器的设计要求有：

a）容器的设计应能在IV类工况下保持其放射性包容边界的完整性；

b）容器的设计压力应为假定在对应设计温度条件下,燃料棒包壳内游离气体全部由燃料棒释放至容器时可能达到的最大压力；容器壁厚应考虑整个贮存期对应设计压力下的腐蚀余量：

C）设计所釆用的材料特性应根据乏燃料单元装卸区和贮存区的设计温度确定；

d）容器材料及密封材料应耐受乏燃料产生的高辐照环境，并与贮存环境相适应，同时在发生燃料包壳破损时，也不会与释放出来的固态和气态产物发生物理化学反应,从而导致密封性能下降;

e）贮存腔的设计应使其具有足够的间隙和引入能力以便在装卸操作过程中在不损坏乏燃料的情况下进行插入和移除：设计中应考虑乏燃料贮存位置的变形余量；

f）贮存腔的设计应能辅助乏燃料就位以抵抗在乏燃料装卸和暂存过程中外加载荷所产生的损坏

（包括跌落事件所产生的载荷）：

g）与乏燃料接触的所有表面不应有毛刺、尖锐棱角、边缘和焊缝；

h）容器表面应光滑以方便去污；

i）容器材料不应与燃料包壳发生反应以防止对包壳或容器材料产生有害影响；

j）如果贮存系统规范要求采用未受污染容器，则应将监测和去污系统纳入燃料装卸区的设计中；该系统应能在指定水平下探测污染，并能对容器的整个外表面进行远程检测和去污；所釆用的去污方法不得对容器的贮存寿命产生有害影响：去污系统的设计应尽量减少污染扩散并满足废物最小化原则；

k）如果釆用焊接封闭式容器（结构焊或密封焊），则焊接设备的设计应允许其进行远程操作，并在预期的辐射场和温度场内可靠运行；同时，应能监测和记录所有焊缝的基本焊接参数；

l）对于焊接封闭式容器，应通过焊接参数的过程控制来确定封闭焊缝的物理完整性，其中焊接参数通过焊接工艺评定规程确定；

ɪn）对于焊接封闭式容器，应对适当的焊接修复程序进行验证，并能通过切割或研磨解除封闭；

n）如果需要采用容器切割设备来修复有缺陷焊缝或者在外运前移除乏燃料,则该设备的设计应允许在预期的辐射场和温度场内进行远程操作;切割操作不得对燃料包壳或蓉器移除所需操作的部件造成损坏；同时也不应使容器产生变形；

o）应对密封容器的泄露率进行检测；泄漏率的确定应依据密封容器中所需环境气体的最低浓度以及密封持续时间确定；

P）容器应能在发生最大可信高度跌落事故后进行恢复，容器不应发生对安全贮存造成阻碍的变形；此外，应能在发生跌落事故后，在任何方向上抓取容器，以便将容器转移至安全的贮存地点；

q）应能对打开容器后释放出的放射性颗粒进行收集。

9.3贮存设备

9. 3.1贮存容器

贮存容器的设计要求有：

a）贮存容器的材料可以为混凝土、不锈钢、铅、碳钢、铸铁或相应组合；

b）设计分析中所釆用的材料特性应根据乏燃料单元贮存时的设计温度确定；

C）设计应能在发生最大可信高度跌落后，不会破坏放射性包容和屏蔽的完整性；

d）设计应能使乏燃料单元在插入和移除操作过程中不造成破坏;贮存位置的设计应能对乏燃料单元起导向作用，避免发生径向、轴向和弯矩荷载超过限值；

应对露天放置的贮存容器进行防雷评价；

贮存容器在室内存放时，厂房设计应能提供必需的冷却流量。

9. 3.2

干井

干井的设计要求有：

乏燃料单元放置于干井后，土壤和干井结构（内衬和屏蔽塞）应能提供屏蔽；此外，应对乏燃料单元装卸过程中干井周围预期的辐射水平进行评价,并选择适当的方法保护工作人员所受辐照剂量尽量低；

应对干井周围的土壤的均匀JIfe和化学物理特性进彻aa 确定其腐蚀电位、电导率、热容量、水迁移和热导率等，并据此评价

9. 3.3

后

进水和异

发生塌陷

温度;

元

对散

材料，均应根据部

要求有:

鶴⅛结构表面的设计应便于

与土壤接触的干井者阴极保护等；护系统对周围传热分析时应毒遂乏燃料单元置于干井的设让应能抗震、够的地质结樹的稳定性，；

据其使用寿命来确定

■扱保护，则应使用自动外加电流系

金属的不利影响;

贮存室

裕度,、養应选择合适的材料、涂层或佳保护；应分析阴极保

进行监测,'涸僵围的土壤应保证足

瑯特性应

,然对流方式时,

考虑贮

所选材

然对流方式时，其进风口

转运设备

设计

排风

采用

贮存室的设i 传热系纟传热系纟传热系纟入贮存传热系纟淹；易受污染贮存室所结构，茹件的设计寿命枷! 传热系统的分传热系统采用强布

要求;

丄口均

寸性能要糰

护装置，防止鸟、虫、雨雪等进

口和排风口的设计应能防止醯瞬汽候下被堵塞和水

9. 3.4

转运设备的设计要求有:

a） j_________________

1封边界、传热系统的导流装置或

裕度，以避免功能丧失；

!除乏燃料以外的热负荷，如照明、方式时，应釆用冗余设计。

起吊和装卸设备应设置电源紧急对,并与正常控制保持物理隔离，但应处于随时可用状态；

抓具、起重配件和装卸设备的设计应具备远程操作功能，且设计应使其在丧失动力的情况下保持负载；抓具设计应使其与所有贮存和运输系统接口相容；

抓具和起重装置的设计应使其提升过程中可以有效啮合;抓具和相关控制装置的设计应能避免意外脱落；

专用工具的设计应便于去污、无损检测、维修、装卸和贮存；应避免岀现可能导致污染物积聚的裂纹或裂缝；

e）起重机应釆用冗余限位开关和联锁装置以防止岀现对所装卸设备造成损坏的超行程动作;应可采用冗余方式断开起重机电源；

O 工艺固定装置、临时贮存位置、贮存容器等应采用倒角设计以便于乏燃料单元的插入和移除; 在提升或下落过程中如果存在乏燃料单元被凸缘或突出物卡住的可能性,则起重设备应安装有联锁装置用于检测提升力的变化（增加或降低），并可实现自动停止运行功能；

g）己装乏燃料单元的转运容器应能够在不损坏乏燃料单元的情况下,承受由于最大可信跌落所产生的冲击。

9. 3.5其它设备

排水管的设计应确保能够尽量减少可能导致放射性颗粒积聚的弯管、环路和法兰的数量。

10辅助配套设计要求

10.1 HVAC 系统

10.1. 1总体要求

HVAC系统由多个子系统构成，其设计和功能准则根据不同的潜在气载放射性水平确定；各子系统设计时应能使气流从潜在放射性较小区域流向潜在放射性较高的区域；宜设置如下HVAC子系统：

a）人员厂房子系统，用于办公区域和仓库等无潜在放射性污染的区域；

b）主厂房子系统，用于运输货包装卸区等潜在低放射性污染的区域；

C）工艺子系统，用于乏燃料单元装卸、放射性废物处理等具有潜在高放射性污染的区域。

10.1.2设计要求

10.1.2.1通用设计要求

HVAC系统的通用设计要求有：

a）宜提供进风过滤，以防止设施内粉尘累积：

b）应使空气由潜在低放射性污染区域流向潜在高放射性污染区域，并可设置合适的装置防止回流；

C）设施的气态流出物应经过滤，流出物的放射性水平应符合GB 6249的要求；

d）应将温度和湿度维持在人员和设备要求的范围内；

e）应设置自动防火阀，防止火势蔓延；

D 灭火后，应有过滤废气以及排除烟雾的能力。

10.1.2.2人员厂房子系统

该子系统设计应能提供舒适度调节；

10.1.2.3主厂房子系统

该子系统设计应能提供舒适度调节，特别是湿度调节；如设置回风，回风应通过高效过滤器（HEPA）过滤，以防止室内空气中放射性颗粒积聚。

10.1.2.4工艺子系统

工艺子系统的通风设计要求有:

a）工艺子系统进风可从主厂房子系统引入，排气应经过预过滤和高效过滤;

b）工艺子系统设计应确保负压；

C）工艺子系统空气净化装置应设置高放射性水平报警装置；

d）应对工艺子系统的气态流出物进行放射性监测。

10.1.3 接口

HVAC系统的接口要求有:

人员厂房子系统应为完全独立曖通风系统的运行由仪控系统实现。

10.1.4试验、检查和维修

检査和维修要求有：

a）所有高效过滤可在线试验和检测;

应在高效过

10.2构現物 10. 2.1设计要求

构筑物的设可如果厂即计应考4 应根据4 入环境：］厂房布日厂房的补厂房设计,

可能破: 内外部 ,在厂房

,放射性包容

审成的影响

ALARA原则构设计，

与设施在各

.设备

I其基础的结构设

液的集水坑和

液不受控地排

区域实现的功能及

10.3放射性废物， 10. 3.1设计要求

放射性废物管理系统■

放射性废物管理麹诚01用于收集、监测所有液体和固■動圏樓物，有条件时可以设置废

物处理装置；

应避免对未经处理的翁贓液进僵F

设施内放射性废物管理系赢布置设计应防止放射性废戦斎散至未被污染的区域。

10. 3.2试验、检查和维修

放射性废物管理的检査和维修要求有：

a）泵、阀门、过滤器和其他部件的布置应易于接近；

b）可能积聚放射性介质的部件应易于清洁，以方便现场维修;

C）应配备辐射监测设备监测放射性废物的剂量率水平。

10.4供电、仪控和通信系统

供电、仪控和通信系统的设计要求有:

a）供电系统应向必要的仪器仪表、应急照明、应急通信和物理安全系统提供应急电源；在传热系统采用强制循环冷却方式时，应设置备用电源向传热系统供电；

b）供配电系统的设计应考虑实物保护系统要求；

C）仪控（1&C）：

1）指示器、记录器和计量表的位置应使它们在设备操作位置易于观测，同时应尽可能布置在潜在低放射性水平区域；

2）应配备辐射探测仪表用于测量区域内部和周边的放射性水平，同时应配备个人剂量仪表；

3）在适当情况下，应配备仪表监测乏燃料贮存区域的温度。

d）通信：

1）通信系统的设计应使其能在正常和异常工况下运行；

2）如果使用便携式无线电系统,则系统应能在设施环境中可靠运行,应将屏蔽干扰考虑在内，还应将外界干扰频率纳入考虑范围；

3）通信设备应可调节音量，实现至少高于平均环境噪声等级IOdBA,确保听觉效果。

e）报警（现场和远程）及辐射区域访问控制：

在确定报警和辐射区域访问控制装置的声光强度等级时，应考虑背景环境条件。

10.4.1 接口

供电、仪控和通信系统的接口要求有：

a）场内电力系统与场外输电系统相连接；

b）应配备适当的变压器和隔离设备。

10. 4.2试验' 检查和维修

供电、仪控和通信系统的试验、检査和维修要求有：

a）应对电力系统设备作周期性试验、检验与维修；

b）应对正常和应急照明系统均作周期性试验、检验与维修；

C）应对通信系统作周期性试验、检验与维修；

d）应对报警系统作周期性试验、检验与维修。

10.5消防系统

10. 5.1总体要求

消防系统设计时应基于设施不同区域的防火水平划分为若干子系统，同时考虑火灾时被放射性污染的可能性；宜设置如下消防子系统：

a）人员厂房子系统，用于办公区域和库房等无潜在放射性的区域；

b）主厂房子系统，用于低火灾可能性、运输货包操作区、以及其它具有潜在低气载放射性的区域;

C）工艺子系统，用于乏燃料单元操作区或贮存区等低火灾可能性，但潜在气载放射性污染高的区域；

d）场址子系统，用于设施周边区域等低火灾可能性、无潜在气载放射性的区域。

10. 5.2设计要求

消防系统的设计应遵循GB 50016, GB 50140的要求。除此以外，其它设计要求有：

a）使用气体释放的灭火系统应设计成使贮藏容器、释放管路和探测系统位于受保护危险区域附近，避免管路距离过长；

b）消防供水系统应使任何单一部分失效时不妨碍灭火能力；

C）水喷淋灭火系统应为湿管系统；系统具体类型的选择应考虑运行速度与火灾危害的性质、环境温度、核临界的可能性、排水系统和水的最佳使用；系统设计和安装应符合国家标准；

d）消防系统应设计成系统任何部分动作对中子慢化性能的影响不会超过临界计算时的假定水平；

e）应在具有火灾可能性、且水等其它灭火剂不适合的区域配备合适的气体系统；这类系统应由具有手动超越控制能力的检测器自动驱动；

f）用于具有潜在放射性污染区域的消防系统组件应易于去污。

10. 5.3

接口

收集能力。

排风进行过滤。

10. 5. 3.1 厂房

消防系统与厂房有接%厂房设屐能提供火灾期间的源区隔离。有足够的液体滞留能力避纳消漆彖统动作时释放的水量。

10. 5. 3.2放射性废物管理系统

消防系统与放射性废物'管

10.5. 3.3 HVAC 系统

■

消防系统与通风系统有接口。

10.5.4试验、检查和维修

所有消防系坛及亀设备应

10.6实物保护系统

实物保护系统应按照HAD

10.7核材料衡算系统

应配置核材料衡算系

统时，记录的保存应确保

该系统应能在所

乏燃料单元应有“

潜在放射性污染的区域，应

灭火后,

检査。设备的安

磯聚牛考虑检査I试蚣和维修的可达性。

11设计阶段的退役考虑

•,以便于对燃料组件的 ___

个计算机故障不会导致衡算结果丢矣日程中提供设施内乏燃料单元的位置濁

”，可以是序列号或其他标识标签。

.釆用计算机辅助系

设计阶段应考虑设施在永久性3 的各项要求，如构

染设备的数量应尽量少，具体措施可包括：W

a）混凝土表面应有涂层；

b）布置设计应考虑为装卸未密封放射性材料操作提供专门的区域，并且对相应区域进行标识，提供防水涂层等•

设备应便于去污，放射性废物和被污

12核电厂内乏燃料干法贮存设施的接口

当设施位于核电厂内，并与核电厂共用部分系统时，应对共用要求进行分析，具体要求有:

a）共用系统应能在各工况下满足核电厂及干法贮存设施的需求，并留有裕量；

b）核电厂或干法贮存设施任意一个单边停用共用的系统时，不应影响该共用系统服务另一边。核电厂和干法贮存设施应具有对共享系统的独立控制能力；

C）共用系统应有充分的隔离，以确保其中一个设施的异常工况不会影响另一个设施的可靠性。

13质量保证

13.1总体要求

质量保证的总体要求有：

a）应针对起放射性包容作用的设施结构、系统和部件制定和执行质量保证计划；

b）对放射性包容起重要作用的结构、系统和部件的设计、制造、安装、检验和维修记录应在整个设施运行期限内进行保存。

13.2质量保证范围

制定质量保证计划的系统、设备和结构应至少包含：

a）运输货包卸载设备；

b）贮存结构；

C）燃料单元装卸和转运设备；

d）排出物与辐射监测设备：

e）供潜在污染区域永久使用的通风系统。

附录A

（资料性附录）

乏燃料干法贮存设施典型工艺流程简图

ZLoZlL9寸OZ J78N

中华人民共和国

能源行业标准

压水堆乏燃料干法贮存设施设计准则

NB/T 20461—2017

核工业标准化研究所出版发行

北京海淀区骚子营1号院邮政编码：100091 电话：OlO-62863505 原子能出版社印刷

版权专有不得翻印

2017年10月第1版2017年10月第1次印刷印数1-50 定价54. 00元

NB

中华人民共和国能源行业标准

压水堆乏燃料干法贮存设施设计准则

国家能源局 发布

目次

压水堆乏燃料干法贮存设施设计准则

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ZLoZlL9寸OZ J78N

国家能源局发布