GBT 15146.6-1994.pdf
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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 硼硅酸盐玻璃拉希环及其应用准则 G B / T 1 5 1 4 6 . 6 一 9 4 N u c l e a r c r i t i c a l i t y s a f e t y f o r f i s s i l e m a t e r i a l s o u t s i d e r e a c t o r -B o r o s i l i c a t e g l a s s R a s c h i g r i n g s a n d i t s a p p l i c a t i o n c r i t e r
2、i a 1 主题内容与适用范围 本标准规定了易裂变材料溶液中使用硼硅酸盐玻璃拉希环作为中子吸收剂的化学环境、 物理环境、 环和装环容器的技术要求、 维护检查程序及次临界限值。 本标准适用于在含有铀一 2 3 5 和怀- 2 3 9 溶液的容器中使用硼硅酸盐玻璃拉希环中子吸收剂作为临 界控制手段的场合。 2 引用标准 G B 5 4 3 2 日 用玻璃密度测定方法 G B 6 5 8 2 玻璃在9 8 C 耐水性的顺粒试验方法和分级 Z B Q 3 0 0 0 1 硼硅酸盐玻璃化学分析方法 3 术语 3 门拉希环( 环) 长度和直径基本相等的硼硅酸盐玻璃空心小圆管。 3 . 2 检查用拉希环(
3、检查环) 供非破坏性地检验其物理性能并长期( 除短时间用于试验外) 留在溶液中的拉希环。 13 主要临界控制手段 主要或唯一地依靠它保持含易裂变材料系统次临界状态的控制手段。 3 . 4 辅助临界控制手段 作为主要临界控制手段的补充和主要临界控制手段失效( 发生几率不大) 时的后备的一种控制手 段 。 4 一般技术规定 硼硅酸盐玻璃必须是低膨胀率( a 簇3 . 3 X1 0 - s / 0C ) 、 抗腐蚀的。 这种玻璃必须与其将要处的化学和 物理环境相容。 4 . 飞 化学环境 4 . 1 . 1 酸性或中性环境。 准备使用拉希环作为主要临界控制手段或辅助临界控制手段的酸性或中性溶 液,
4、必须满足下列各项限制条件: p H值不大于7。 ; 温度不高于 1 2 0 0C; 国家技术监督局1 9 9 4 一 0 7 一 0 7 批准 1 9 9 5 一 0 1 一 0 1 实施 G B / T 1 5 1 4 6 一 6 一 9 4 : . 氢氟酸的浓度不得大于。 . 0 0 0 1 m o l / L , 除非相容性己按照5 . 2 . 3 和7 . 5 . 3 条得到确认; 注; 对于由氢氟酸和其他酸组成的某些络合物来说, 氢氟酸的浓度髯大一些也是可以允许的 d磷酸根的离子浓度不大于 I co o l / L , 在符合这些限制的条件下, 可接受的化学环境可以包括有机酸或无机酸
5、盐类的溶液、 碳氢化合物、 络合剂或鳌合剂在碳氢化合物中的溶液。 4 . 1 . 2 碱性环境。 拉希环在碱性溶液环境中不得作为主要临界控制手段使用。 拉希环将要处的碱性溶 液必须满足下列限制条件之一: a . 当温度低于3 8 时, 钠、 钾或按的氢氧化物的浓度不大于0 . 5 m o l / L或 b . 当温度低于1 2 0 C 时, P H值低于9 . 4 - 2 物理环境 4 . 2 . 1 机械环境。对于拉希环会受到搅动, 或也许会意外地受到搅动( 如地震也许会搅动这些环) 的场 合, 必须使用经加热钢化处理的环口 能够发生搅动的典型场合有蒸发器、 可移动式容器、 脉冲柱及装有空
6、气或蒸汽喷射设备的容器等. 42 , 2 辐射环境。 硼硅酸盐玻璃拉希环不得在强电离辐射场中使用。 拉希环允许受到的最大辐射剂量 率如下: Y - - 1 0 , G y / a ; p 能量不大于。 , 0 5 M e V的Q 射线, 1 0 G y / a ; P - 能量大于。 . 0 5 M e V的尽 射线 1 0 , G y / a ; 中 子 5 X 1 0 2 G y / a ; a 与溶液吸收a 粒子的能量后的发热率为2 w/ L相当的辐射剂量率。 5 对拉希环的技术要求 硼硅酸盐玻璃拉希环必须满足下述技术要求: 5 门组成 5 . 1 . , 玻璃密度 在2 5 时, 玻璃
7、密度不得小于2 . 2 2 g / c m ,密度的测定必须按G B 5 4 3 2 的规定进行。 5 . 1 . 2 硼含量 玻璃中硼含量必须在3 . 6 6 至4 . 2 8 w t % B ( 1 1 . 8 至1 3 . 8 w t % B 2 0 , ) 之间。硼含量的测定必须按 Z B Q 3 0 0 0 1 中的有关规定进行。 5 . 1 . 3 0 B含量 玻璃中翻的” B 与 B 的原子数比 不得低于。 . 2 4 0 , 5 . 2 化学认可试验 5 . 2 . 1 耐水性试验 拉希环的耐水性必须按G B 6 5 8 2 的规定测定。耐水性能必须达到1 级。 5 . 2 .
8、 2 硝酸试验 如果要在非氢氟酸或非磷酸的酸性溶液中使用拉希环, 必须进行以下的试验。 首先将随机抽取的 1 0 个清洁而千燥的拉希环样品称重, 称重准确度必须达到。 . 0 0 1 9 . 然后将这些环放入容积为2 L 并装 有回流冷凝器的不锈钢容器中。 将1 L 7 . 0 m o 1 1 L的硝酸加入装有拉希环的上述容器, 并在9 5 C 下保持 4 8 h 。 之后用蒸馏水冲洗这些环, 在1 0 5 下干燥1 h , 并再次称重, 称重准确度仍为。0 0 1 g e 1 。 个 样品 环的重量损失不得超过。 . 0 1 0 %0 5 . 2 . 3 氢氧化钠试验 如果要在碱性溶液中使用
9、拉希环作辅助临界控制手段, 必须进行以下的试验。首先将随机抽取的 1 0 个清洁而干燥的拉希环样品称重, 称重准确度必须达到。0 0 1 g 。 然后将这些环放入容积为2 1并装 G B / r 1 5 1 4 6 . 6 一 9 4 有回 流冷凝器的不锈钢容器中。 将1 L 1 . 0 m o l / L的氢氧化钠加入装有拉希环的上述容器, 并在9 5 下 保持6 h 。 之后用蒸馏水冲洗这些环, 在1 0 5 下干燥l h , 并再次称重, 称重准确度仍为。 . 0 0 1 g e 1 0 个 样品环的重量损失不得超过。2 0 0 0 , 5 . 24 氢氟酸试验 如果要在所含氢氟酸浓度大
10、于。 . 0 0 0 1 m o l / L的酸性或中性环境中使用拉希环, 必须进行与预期 工艺条件相对应的化学认可试验。此外, 还必须经常进行检查和试验, 以确证拉希环在这种腐蚀性较强 的环境下仍能保持代完好性 侧形外九 内1 2 I I c m 内深3 3 - 瀚取及 简I氏 IV 户0 . r c m 旋转抽 I I 度U . H - M科: 冷轧低碳训 转鼓 5 . 3 环的尺寸 拉希环的外径不得大于3 . 8 c m。对于尺寸超过此值但其他方面符合本标准的环, 须经专门的临界 性评价证明 其可 接受性。 但环的两端由 火焰 抛光可能引 起的直 径稍 微变粗是可 接受的。 5 . 4
11、环的外观 加工好的拉希环, 其所有外表面必须光滑无锐边。 5 . 5 机械抗振试验 对于使用过程中会受到搅动, 或也许会意外地受到搅动的拉希环( 如地展也许会搅动这些环) , 除必 须经钢化处理外, 还必须通过机械抗振试验。这种试验必须在如图所描述的、 水平放置的带肋圆形转鼓 中进行。 首先将随机抽取的1 0 个清洁而干燥的拉希环放入这种干转鼓中, 然后让转鼓以大约1 0 r / m i n 的匀速绕其轴旋转。 转5 圈后( 约3 0 s ) 停下来检查转鼓内的拉希环。 捡走所有的碎玻璃, 并清点仍然完 好的环。之后让该转鼓按同样的转速再转5 圈。 经过这一试验之后, 仍然完好的拉希环的数量必
12、须高于7 0 %才可以认为这种环是令人满意的。能 保持其原重量9 0 %以上的环可认为仍然是完好的。 必要时须用另外的样品重复上述试验, 以确定试验样品具有统计代表性。 6 对装环容器的技术要求 准备装拉希环的容器, 必须备有合适的开口, 并配以相应的附件, 以利于溶液和环的添加与取出、 溶 液和环的代表性样品的提取、 溶液体积和环装填高度的测量, 以及容器和环的清洗。溶液排出管必须设 计和安装得能阻止完好的环随溶液一起流出( 如在溶液出口处装一个能阻止环流出的网) 。 6 . 1 容器中不装环的管道 G B / T 1 5 1 4 6 6 一9 4 装拉希环的容器内可以设有外直径小于6 .
13、4 c m的充满溶液但不装环的管道( 或有效外直径小于 6 . 4 c m 的管束) , 条件是相邻管道之间边缘对边缘的距离不小于3 0 . 5 c m。 这些管道可供探测液位、 抽取 溶液、 提取溶液和环样品之用。 如可将一组检查用拉希环放置在穿过容器顶部垂直布置的多孔( 便于管 内外溶液连通) 管道内。 必须就需要在环的预定使用期内进行检查的所有拉希环样品的装人和取出办法 作出具体规定, 以确保取出供检查用的环不是由先前的某次检查替换进去的。 6 . 2 拉希环装填高度的测定 如果准备用目 测法检查环的装填高度, 那就必须设置足够数量的检查孔或窥视玻璃窗, 以便能通过 观察拉希环的上表面了
14、解总体密实情况及该表面的规整情况。可以利用射线照相术或测量容器自由空 间与液面高度的函数关系来远距离检查装填高度。 探测到拉希环下沉后恢复装填体积的办法见7 . 1 条。 6 . 3 在装有拉希环的容器中允许装入的溶液体积 必须采取措施防止在环下沉后形成的无环区内出现溶液。预计环的下沉量也许会达到原始装填体 积的5 %。可以利用溢流管进行保护, 溢流管的尺寸和安装高度, 应足以将容器内液位限制在与该容器 初次装填拉希环后容量的9 5 %相对应的位置上 , 。 如果这种方法不适用于所涉及的容器, 则可以在容器 上装设液位指示设备, 并辅以适用的报警系统和严格的操作规程, 以确保容器内的溶液量不超
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