1、 ICS 27.120 CCS F 48 T/CNS 902023 高温气冷堆球形燃料元件技术规范 Technical specifications for spherical fuel elements of high temperature gas-cooled reactor 2023-11-29 发布 2024-01-01 实施 中国核学会 发 布 团体标准 T/CNS 902023 I 目次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 技术要求.2 5 试验方法.3 6 检验规则.4 7 包装、贮存和运输.5 8 产品质量证明文件.6 T/CNS 90
2、2023 III 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国核学会提出。本见由核工业标准化研究所归口。本文件起草单位：清华大学核能与新能源技术研究院、核工业标准化研究所。本文件主要起草人：刘荣正、赵宏生、刘兵、李筱珍。T/CNS 902023 1 高温气冷堆球形燃料元件技术规范 1 范围 本文件规定了球床模块式高温气冷堆（简称高温气冷堆）球形燃料元件的技术要求、试验方法、检验规则、包装、贮存和运输、产品质量证明文件等要求。本文件适用于高温气冷堆球形
3、燃料元件的制造和采购。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 13372 二氧化铀粉末和芯块中杂质元素的测定 ICP-AES法 EJ/T 20236.120236.12 高温气冷堆球形燃料元件测试方法 NB/T 20408 核电厂物项包装、运输、装卸、接收、贮存和维护要求 YB/T 5146 高纯石墨总灰分的测量方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 核芯 kernel 球形燃料元件包覆燃料颗粒的内核，成
4、分为UO2的球形颗粒。球形燃料元件结构示意图见图1。图1 球形燃料元件结构示意图 3.2 包覆燃料颗粒 coated fuel particle 由UO2核芯颗粒、疏松热解炭层、内致密热解炭层、碳化硅层和外致密热解炭层构成的球形颗粒。3.3 燃料区 fuel zone 包覆燃料颗粒均匀弥散在基体石墨中的球形区域。3.4 无燃料区 fuel free zone T/CNS 902023 2 由与燃料区相同的基体石墨材料制成的包围燃料区的壳形区域。注：无燃料区和燃料区的基体石墨之间没有物理上的分界面。3.5 基体石墨球 matrix graphite ball 与球形燃料元件采用相同的基体石墨材料
5、，以及相同制造工艺制成的不含包覆燃料颗粒的石墨球。注：基体石墨球用于测定基体石墨和球形燃料元件的部分性能。4 技术要求 4.1 包覆燃料颗粒 4.1.1 核芯 4.1.1.1 O/U 比应小于等于 2.01。4.1.1.2 密度应大于 10.40 g/cm3。4.1.1.3 直径应为 450 m550 m，95%的数据在规定范围内，置信度为 95%。4.1.1.4 不圆度（最大直径/最小直径）应小于等于 1.2，95%的数据在规定范围内，置信度为 95%。4.1.1.5 总当量硼含量应小于等于 4.0 g/g。4.1.2 包覆层 4.1.2.1 疏松热解炭层 4.1.2.1.1 密度应小于等于
6、 1.10 g/cm3。4.1.2.1.2 厚度应为 50 m140 m，95%的数据在规定范围内，置信度为 95%。4.1.2.2 内致密热解炭层 4.1.2.2.1 密度应为(1.90.1)g/cm3。4.1.2.2.2 厚度应为 20 m60 m，95%的数据在规定范围内，置信度为 95%。4.1.2.2.3 光学各向异性度（OPTAF）应小于等于 1.03。4.1.2.3 碳化硅层 4.1.2.3.1 密度应大于等于 3.18 g/cm3（样品单个值大于等于 3.17 g/cm3）。4.1.2.3.2 厚度应为 25 m45 m，95%的数据在规定范围内，置信度为 95%。4.1.2.4 外致密热解炭层 4.1.2.4.1 密度应为(1.90.1)g/cm3。4.1.2.4.2 厚度应为 20 m60 m，95%的数据在规定范围内，置信度为 95%。4.1.2.4.3 光学各向异性度（OPTAF）应小于等于 1.03。4.2 球形燃料元件 4.2.1 直径应为 59.6 mm60.2 mm。4.2.2 表面质量满足下列要求：a)凹痕、孔洞、缺口和机加工痕迹等视为缺陷；b)应无切
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