1項(xiàng)目背景

核電是清潔能源。目前中國大氣污染嚴(yán)重，化石能源特別是煤炭的利用是大氣污染的主要來源。在改善煤電燃料鏈環(huán)境影響的同時(shí)，加快發(fā)展核電是減少中國環(huán)境污染和溫室氣體排放的現(xiàn)實(shí)有效途徑。據(jù)測(cè)算，一座百萬千瓦的核電廠和燃煤電廠相比，每年可以減少二氧化碳排放 600 多萬噸，發(fā)展核電是中國應(yīng)對(duì)大氣污染治理重壓的必然選擇，也是政府近年來大力支持的建設(shè)項(xiàng)目。雖然在 2011 年日本福島事故給全世界的核電發(fā)展投下了不可磨滅的陰影，但人們不斷反思總結(jié)，在能源、環(huán)境的制約以及電力需求壓力下，在確保安全的前提下，核電發(fā)展依然是改善環(huán)境、提供能源的現(xiàn)實(shí)有效途徑。

2012 年 10 月 24 日國務(wù)院常務(wù)會(huì)議討論通過《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，再次討論并通過《核電安全規(guī)劃（2011-2020 年）》和《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020 年）》， 穩(wěn)妥恢復(fù)核電站正常建設(shè)。2013 年以來，中國政府已經(jīng)多次表態(tài)，在安全的前提下， 適時(shí)在東部沿海地區(qū)啟動(dòng)新的核電項(xiàng)目。2014 年 5 月 16 日，國家發(fā)改委、能源局和環(huán)境保護(hù)部聯(lián)手發(fā)布《能源行業(yè)加強(qiáng)大氣污染防治工作方案》指出，核電是國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要組成部分，要繼續(xù)安全高效地推進(jìn)核電建設(shè)。在 2014 年 6 月 13 日召開的中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上，國家主席、中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組組長習(xí)近平同志提出： 在采取國際高安全標(biāo)準(zhǔn)、確保安全的前提下，抓緊啟動(dòng)?xùn)|部沿海地區(qū)新的核電項(xiàng)目建設(shè)。2016 年 6 月，李克強(qiáng)總理在中國核電工程有限公司視察，詳細(xì)了解了我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”等核電成果，并表示“你們?yōu)槲覔窝胰H舞臺(tái)為你們揚(yáng)名。要用高標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)質(zhì)量、好性價(jià)比，提升中國核電裝備在國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力”， 核電不光要在國內(nèi)發(fā)展，還要“走出去”，與發(fā)達(dá)國家合作開發(fā)第三方市場(chǎng)。我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”機(jī)型研發(fā)成功，為中國核電走出**提供了強(qiáng)有力的支撐，是我國政府對(duì)外政治經(jīng)濟(jì)合作的**之一。

2016 年 11 月國家發(fā)改委、國家能源局對(duì)外正式發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016-2020 年）》，2015 年年底全國發(fā)電裝機(jī)容量 15.3 億千瓦，其中核電 0.27 億千瓦，占比 1.76%，核電在中國能源結(jié)構(gòu)中所占比例仍然很小，核電在我國還有很大的發(fā)展空間。

隨著我國核電事業(yè)的不斷發(fā)展，按照 2020 年建成核電站的裝機(jī)容量 5800 萬千瓦測(cè)算，2020 年我國核電站乏燃料累積存量將超過 7500 噸，核電站累積外運(yùn)的乏燃料約為2100 噸，2020 年當(dāng)年累積外運(yùn)量超過 200 噸。到 2025 年，我國核電站乏燃料累積存量

將超過 14000 噸，核電站乏燃料累積外運(yùn)量 5200 噸，當(dāng)年外運(yùn)量近 900 噸。到 2030年，在不考慮再新建核電站情況下，我國核電站乏燃料累積存量將達(dá)到 23000 噸，核電站乏燃料累積外運(yùn)量超過 10000 噸，當(dāng)年外運(yùn)量近 1300 噸。我國已制定了核燃料閉路循環(huán)的政策，乏燃料采取后處理回收鈾和钚的技術(shù)路線。根據(jù)我國后處理工程建設(shè)初步設(shè)想，在 2030 年前后建成**座大型乏燃料后處理廠。

因此，為了確保我國核電站安全運(yùn)行，需要及時(shí)將核電站中的乏燃料運(yùn)輸至后處理廠。乏燃料運(yùn)輸容器作為運(yùn)輸乏燃料的重要設(shè)備，關(guān)乎著整個(gè)核工業(yè)的安全發(fā)展。根據(jù)對(duì)核電站乏燃料運(yùn)輸容器市場(chǎng)需求的分析，考慮運(yùn)輸過程中容器的調(diào)配使用，2025 年前，我國還需要新增乏燃料運(yùn)輸容器 23 臺(tái)；2025 年后，隨著大批核電站乏燃料組件的外運(yùn)需求提出，還需新增乏燃料運(yùn)輸容器 49 臺(tái)，乏燃料運(yùn)輸容器總的需求數(shù)量達(dá)到 79 臺(tái)。與此同時(shí)，除了商用堆核電站外，研究堆和實(shí)驗(yàn)堆的乏燃料同樣面臨著外運(yùn)和轉(zhuǎn)運(yùn)的問題，該類型乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)和研發(fā)工作也同樣十分重要。因此，我國乏燃料運(yùn)輸容器的市場(chǎng)潛力十分巨大，針對(duì)乏燃料運(yùn)輸容器的載荷組合及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則研究具有十分重要的意義。

1.1 任務(wù)來源

2019 年，中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部辦公廳以“環(huán)辦核設(shè)函﹝2019﹞482 號(hào)”《關(guān)于印發(fā)核與輻射安全監(jiān)管 2019 年項(xiàng)目計(jì)劃的通知》下達(dá)了《乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則研究》的相關(guān)工作任務(wù)。

本草案由中國核電工程有限公司和中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心主編并起草。

1.2 工作過程

1）2019 年 5 月，收到生態(tài)環(huán)境部“關(guān)于印發(fā)核與輻射安全監(jiān)管 2019 年項(xiàng)目計(jì)劃的通知”。在此之前，中國核電工程有限公司已提前組織相關(guān)專業(yè)人員提前開展調(diào)研工作，接到“通知”后成立課題組，課題負(fù)責(zé)人為姚琳同志。

2）2019 年 4 月，國家核安全局核與輻射安全監(jiān)管司燃料處到核設(shè)備所檢查項(xiàng)目啟動(dòng)情況并召開項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)，對(duì)項(xiàng)目的預(yù)期成果提出了指導(dǎo)和期望。課題組就項(xiàng)目的準(zhǔn)備情況進(jìn)行了匯報(bào)。

3）2019 年 4-9 月，課題組消化吸收美國核管理委員會(huì)（NRC）發(fā)布的 RG7.6——乏燃料運(yùn)輸容器包容結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和 RG7.8——放射性物品運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合兩本導(dǎo)則，對(duì)兩本導(dǎo)則進(jìn)行了翻譯工作，形成了翻譯稿，針對(duì)乏燃料運(yùn)輸容器的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的應(yīng)用情況、研究成果和發(fā)展趨勢(shì)展開詳細(xì)的調(diào)研，并在此基礎(chǔ)上形成了標(biāo)準(zhǔn)草案。

4）2019 年 7 月，課題組組織召開了乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則公司內(nèi)部評(píng)審會(huì)，對(duì)所形成的翻譯稿和標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了公司內(nèi)部評(píng)審。

5）2019 年 8 月，課題組根據(jù)公司內(nèi)部評(píng)審意見修改后形成的翻譯稿和標(biāo)準(zhǔn)草案， 組織召開了乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外部評(píng)審會(huì)，對(duì)所形成的翻譯稿和標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了公司外部評(píng)審。

6）2019 年 9 月，課題組參加了國家核安全局組織的項(xiàng)目中期檢查會(huì)，會(huì)上核安全局領(lǐng)導(dǎo)聽取了課題組的階段研究成果匯報(bào)，并對(duì)后期工作提出了指導(dǎo)意見。

7）2019 年 9-12 月，課題組根據(jù)中期檢查會(huì)上專家提出的意見和建議，編制完成調(diào)研報(bào)告，對(duì)所形成的翻譯稿和標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行修改，并參考國內(nèi)其他標(biāo)準(zhǔn)撰寫方式的基礎(chǔ)上，編寫了標(biāo)準(zhǔn)編制說明。

8）2019 年 12 月，課題組根據(jù)目前研究成果，召開了乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則研究成果評(píng)審會(huì)。與會(huì)專家肯定了課題組的研究成果并提出了對(duì)調(diào)研報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)草稿的修改建議和意見，課題組根據(jù)專家意見對(duì)課題研究成果進(jìn)行了進(jìn)一步完善，終形成研究成果如下：

《乏燃料運(yùn)輸容器包容結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（RG 7.6）翻譯稿》

《放射性物品運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合（RG 7.8）翻譯稿》

《乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則調(diào)研報(bào)告》

《乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（征求意見稿）》

《乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（征求意見稿）編制說明》

2標(biāo)準(zhǔn)制訂的必要性分析

乏燃料運(yùn)輸容器是運(yùn)輸乏燃料組件的專用設(shè)備,是保證乏燃料安全外運(yùn)的關(guān)鍵設(shè)備。其主要功能是安全可靠的運(yùn)輸指定型號(hào)和參數(shù)的乏燃料組件，是核電站長期安全運(yùn)行的基本保障。根據(jù)法規(guī)要求，乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)應(yīng)能使容器在正常運(yùn)輸條件下和運(yùn)輸事故條件下保持容器的包容完整性等相關(guān)安全要求。因此，在乏燃料運(yùn)輸容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中，應(yīng)考慮不同運(yùn)輸條件下容器所承受的載荷類型和載荷組合，并采取合理的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。

目前我國尚無放射性物品運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)。經(jīng)過對(duì)多家乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)單位及其主要產(chǎn)品（如 NAC 的 STC、Orano 的 TN 系列、Holtec 的 HI-STAR 系列、CNPE 的 CNSC 系列）的調(diào)研，得知這些主流容器對(duì)于乏燃料運(yùn)輸容器載荷組合的應(yīng)用，目前主要以美國核管會(huì)（NRC）管理導(dǎo)則RG7.8《放射性物品運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合》為主；對(duì)于乏燃料運(yùn)輸容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，目前主要遵循美國核管會(huì)（NRC）的管理導(dǎo)則 RG7.6《乏燃料運(yùn)輸容器包容結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》。在以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以外，還會(huì)綜合考慮 IAEA SSR-6 Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material 的相關(guān)要求。

為了逐步完善我國放射性物品運(yùn)輸及其相關(guān)領(lǐng)域的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，為乏燃料運(yùn)輸容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和載荷組合分析提供技術(shù)指導(dǎo)，為監(jiān)管部門審查乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持，制定《乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》是十分必要的。

3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況

根據(jù)法規(guī)要求，乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)應(yīng)能使容器在正常運(yùn)輸條件下和運(yùn)輸事故條件下保持容器的完整性等相關(guān)安全要求。因此，在乏燃料運(yùn)輸容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中， 應(yīng)考慮不同運(yùn)輸工況下容器所承受的載荷類型和載荷組合。

對(duì)于乏燃料運(yùn)輸容器載荷組合的應(yīng)用，目前主要以 NRC 導(dǎo)則 RG7.8《放射性物品運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷組合》為主，該導(dǎo)則明確了放射性物品運(yùn)輸容器在正常運(yùn)輸條件和運(yùn)輸事故條件下的載荷類型和載荷組合，對(duì)乏燃料運(yùn)輸容器的結(jié)構(gòu)安全分析具有重要意義。

截至目前，關(guān)于乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析的載荷分析和歸類在 IAEA 特定安全要求SSR-6《放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸條例》（2018）中和 NRC 管理導(dǎo)則 RG7.8 中有明確描述。然而，國際上對(duì)于乏燃料運(yùn)輸容器結(jié)構(gòu)分析載荷組合的研究和應(yīng)用主要依據(jù) RG7.8 中的相關(guān)條款要求，IAEA《放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸條例》（SSR-6）中也有關(guān)于不同工況下的載荷條件，但并未涉及各個(gè)載荷的組合情況。因此，重點(diǎn)分析 RG7.8 中的相關(guān)條款和內(nèi)容。

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