1、中华人民共和国国家标准反应堆外易裂变材料的核临界安全含易裂变物质水溶液的钢质管道交接的核临界安全准则GB 1 5146. 4 9 4 Nuclear criticality safety for fissile materials outside reactor Nuclear criticality safety criteria for steel-pipe intersections containing aqueous solutions of fissile material 1 主题内容与适用范围本标准规定了含铀或坏均匀水溶液钢质管道交接的核1临界安全技术准则和技术条件。不涉及工艺
2、设备的安全设汁所需的有关化学、机械工艺学、流体动力学或其他工程原理的具体资料。本标准适用于铀或坏均匀水溶液的贮存、输送和处理过程中遇到的钢质管道交接。2 引用标准GB 15146. 1 反应堆外易裂变材料的核临界安全核临界安全行政管理规定GB 15146. 2 反应堆外易裂变材料的核临界安全易裂变材料操作、加工、处理的基本技术准则与次l陷界限值3 术语3. 1 干管在交接的管道系统中直径最大的直管道见图1）。3. 2 管段任何一段长0.5 m的干管（见图1),3. 3 支管与干管交接的管道（见图1）。3. 4 直扇体以管段轴为交线的两个相互垂直半平面与管段表面围成的区域见图。3. 5 交接面积
3、在支管轴与干管表面相交点处被干管切面截出的支管内溶液面积（见图2）。3.6 环境因素通常与工艺过程无直接关系但会影响系统次临界裕量和可能发生变化的环境条件，例如人员、工具等。3. 7 完全反射体紧贴在管道系统周围其反应性贡献相当于无限厚水层的一种反射体。3.8 中等反射体 一种中子反射体，这种反射体对接有支管的干管的反应性贡献，不超过墙面和地面均为30cm厚混国家技术监督局1994-07-07批准1995 01 01实施155 GB 1 51 4 6. 4 9 4 凝土、2m2m的小室且一面混凝土墙与干管及支管相贴的反射条件对干管的相应贡献（见图3）。3.9 部分反射体一种中子反射体，这种反射
4、体对接有支管的干管的反应性贡献，不超过墙面和地面均为30cm厚混凝土的、2mX2m的小室且易裂变材料离各混凝土墙和地面均大于30cm的反射条件对干管的相应贡献（见图4）。管段t管直扇体主曹nM的。图1干管、管段、支管、直扇体示意图反射编iI疆土主管主管轴干管.9 茸毒面帜o.3m 子曹切面子管于啻喃2m 图2交接面积图3中等反射体li6 GB 15146. 4-94 i陆做tEU。？切分平面直接面积直管E N 子管。.3町】于管切丽zm 中等反射体的违禁直扇体图5部分反射体图4一般准则4 4. 1 与本标准有关的易裂变水溶液的各项操作必须符合GB15146. 1和GB15146. 2的有关要求
5、。4. 2 本标准只对单根干管的交接管道作出临界安全技术规定，多根干管或邻近有其他易裂变材料的干管及其环境因素对这些系统的影响必须通过实验或用验证过的计算方法来确定。4. 3 必须采取适当的预防措施来保证设备安装和运行的质量，并控制好慢化剂和邻近的易裂变材料，以使核临界安全所依赖的规定参数有效。管道交接技术规定5 表14给出了关于三种中子反射体的含铀或坏水溶液的管道交接技术规定飞表14中管道的壁厚必须小子表5所列的相应壁厚。表14对干管长度或装有支管的管段数目未作限制，由数量不限的管段组成干管，肯定是次临界的。注I l曾对表14所列的三种反射体的管道交接作过计算，结果表明中等和部分反射体的管道
6、交接，其中子增殖因子不大于0.85，完全反射体的管道交接，其中子增殖因子不大子0.90,5. 1 反射体管道交接的技术规定必须根据反射体来确定。干管的反射体属于哪一种，必须根据其位置和环境因素来确定。5. 1. 1 各管段必须符合表14中对选定的反射体给出的管道尺寸、每个管段上允许装有支管的直扇体数日及每个直扇体上允许的支管数等相应技术规定。5. 1.2 离墙距离大于30cm的干管应满足部分反射体的技术规定要求。5. 1. 3 离墙等于或小于30cm的干管必须满足中等反射体的技术规定要求，但支管不得在违禁直扇体上与干管相交。违禁直扇体是指，在中等反射体的反射下，被从干管轴线引出且干管表面到墙面
7、最短线段位于其中的那个半平面所等分的直扇体（见图5）。5. 1.4 浸泡在水中的或支管间有含氢材料的干管必须满足完全反射体的技术规定要求。5. 2 铀的水溶液表l3的技术规定适用于铀235含量任意，铀233含量不超过总铀量1%（重量）的铀水溶液。当铀水溶液的铀235含量不大于总铀量5%（重量）、铀233含量不大于总铀量的o.05 % （重量）时，表4的技术规定可替代表13的技术规定。5. 3坏的水溶液表l3的技术规定适用于坏浓度不超过400日L，杯中坏241含量不超过坏240含量的坏水溶157 GB 15146. 4一94液。6 应用本准则的要求对应用表14技术规定的管道交接，必须依据易裂变材
8、料的种类和评定的反射体验证下述6.1 6.4条要求。6. 1 必须证实工艺操作的环境因素对干管的反应性贡献不超过己选定的反射体1的贡献。应适当选择管道尺寸，以补偿反射体的可能变化。注I）对于部分和中等反射体，管道交接系统的问f应不大于o.85对于完全反射体管道交接系统的儿应不大于0.90。6.2 表14中规定的每个直扇体的最大交接面积（即所有支管的交接面积之和）不得超过。可以减少每个直扇体上的支管数目或者在只有一根支管的情况下可以减小支管直径，以不超过规定的最大容许交接面积。表14的技术规定是针对正交交接提出的，但干管轴线和支管轴线之间的夹角可以在30。90之间变化。6. 3 不管一个直扇体的
9、总交接面积为多少，表14规定的每个直扇体上支管数不得增多。6.4 一个直扇体内各支管间的最小间距不得小于各支管按允许的最大支管数等距分布时的问距。表1带部分反射体的含铀或环水溶液1管道交接技术规定管道尺寸，cm每个支管的最大容许交接面积每个管段上允许装每个直扇体上干管外径主管外径cm 有支管直扇体数目容许的支管数II. 4 89.93 1 1 I 2 8. 5 48.53 2 1 I 2 7. 3 34.84 2 1 16. 8 3 1 1 3 6 0 23.25 2 2 3 1 4.8 14. 12 4 I 14目。138.93 1 I 1 2 11. 4 89.93 3 1 l 3 14.
10、 0 10.0 68.81 2 2 4 1 2 3 8. 5 48.53 3 2 4 1 I 08 GB 15146.4 94 续表1管道尺寸，cm每个支管的最大容许交接面积每个管段上允许装每个直扇体上干警外径支管外径cm 有主管直扇体数目容许的主管数3 3 7. 3 34.84 14 0 4 2 6 0 23. 25 4 2 1 3 I!. 4 89. 93 2 2 3 1 2 3 JO. 0 68. 81 3 2 11. 4 3 3 8. 5 48.53 4 2 l 5 7 3 34.84 4 3 6 0 23.25 4 4 4.8 14. 12 4 5 2 3 10 0 68.81 3
11、2 4 I l 4 8.5 48.53 3 3 10.0 4 2 3 4 7 3 34.84 4 3 1 5 6.0 23.25 4 4 4.8 14. 12 4 5 8. 5 48 53 3 3 3 4 7.3 34.84 8.5 4 3 6.0 23. 25 4 4 4. 8 14. 12 4 5 7. 3 34.84 4 4 7. 3 6 0 23.25 4 5 4 8 14. 12 4 5 159 GB 15146. 4一94注1）对铀水溶液，当铀233含量不超过总铀重量的1%时，适用于铀235含量为任意的铀。对环水溶液，适用于坏浓度不超过400g/L且坏240含量大于坏241的杯。2
12、）管道壁厚为表5所列的相应厚度或更厚。表2带中等反射体的含铀或环水溶液的管道交接技术规定管道尺寸，cm每个主管的最大容许交接面积每个管段上允许装每个直踊体上干管外径支管外径cm 高主管直扇体数目容许的主管数2川11. 4 89 93 1 1 1 2 10.0 68 81 3 1 1 3 14 0 8. 5 48.53 2 2 3 1 2 3 7. 3 34.84 3 2 6.0 23.25 3 2 1 2 11. 4 89.93 3 1 1 3 10. 0 68.81 3 2 1 4 11 4 8.5 48.53 3 3 1 5 7.3 34.84 3 4 6. 0 23. 25 3 4 48
13、 14.12 3 4 1 3 10. 0 68.81 2 2 3 1 4 8.5 48.53 2 3 10.0 3 2 2 4 7.3 34.84 3 4 6.0 23.25 3 3 4.8 14. 12 3 3 160 GB 15146. 4 9 4 续表2管道尺寸，cm每个支管的最大容许交接面积每个管段上允许装每个直扇体上干管外径主管外径cm 有支管直扇体数目3容许的主管数2川2 3 8. 3 48. 53 3 2 8. 5 7 3 34.84 3 4 6 0 23.25 3 4 7 3 34 84 3 3 7 3 6 0 23.25 3 3 注：I）对铀水溶液，当铀233吉量不超过总铀重
14、量的1%时适用于铀235含量为任意的铀。对钢：水溶液，适用于坏浓度不超过400g/l，且坏240含量大于辄241的杯。2）管道壁厚为表5所列的相应厚度或更厚。3）关于违禁直扇体，参看5.J. 3和图4.表3带完全反射体的含铀或练水溶液1管道交接技术规定管ilt尺寸2，cm每个支管的最大容许交接面积每个管段上允许裴每个直扇体上干管外径主管外径cm 有支管直属体数目容许的支管数II 4 89.93 2 I 10.0 68.81 z I 11. 4 8. 5 48. 53 2 I 7 3 34.84 4 I 6. 0 23. 25 4 I JO 0 68.81 4 I 10.0 8.5 48 53
15、4 I 7. 3 34. 84 4 I 8. 5 且548.53 4 I 注！）对铀水溶液，当铀233啻量不超过总铀重量的1%时适用于铀235啻量为任意的铀。对环水溶液，适用于环浓度不超过400g/L且坏240啻量大于辈革241的坏。2）管道壁厚为表5所列的相应厚度或更厚。表4最高铀235含量为5%（重量的铀水溶液1管道交接技术规定管道尺寸2，cm每个支管的部分反射体中等反射体完全反射体最大容许每个管段上允每个直扇每个管段上允个直瘸每个管段上允每个直扇干管主管外径交接面积许装离主管的体上容许许有主管的I二容许的主许装有支管的体上容许外径cm 直扇体数目的支管数直扇体数目管数3直扇数目的主管数2
16、7.3 27.3 549. 14 1 1 。21. 9 351.26 2 I 2 I I 16.8 202.57 4 I 3 1 2 14. 0 138. 35 4 1 3 I 3 I 21. 9 21 9 351 26 4 I 3 1 3 I 16.8 202.57 4 I 3 I 4 I 161 GB 1 51 4 6. 4 9 4 注，j）铀233含量不得越过总铀重量的o.05%。2）管道壁厚为表5所列的相应厚度或更厚3）对违禁直扇体，请注意5.!. 3和图4.外径4.8(4.83) 6.0(6.03) 7.3(7.30) 8. 5(8. 89) 10. 0(10. 16) 11. 4(
17、11. 43) 14. 0(14. 13) 16. 8(16. 83) 21. 9(21. 91) 27.3(27.31) 表5不锈钢管道的外径和壁厚注2外径和壁厚都为公称值括号中的数字为美国标准管道的相应值附加说明g本标准由中国核工业总公司提出。本标准由核工业第二研究设计院负责起草。本标准主要起草人王维善。本标准等效采用美国国家标准ANSI/ANS 8. 9-1987. 162 壁厚0.28(0. 277) 0 28(0.277) 0.32(0.305) 0.32(0.305) 0.32(0.305) o. 35(0. 305) 0.35(0.305) 0.37(0.340) 0.38(0.376) 0.429(0.419) C口1
