EJ ICS27.120.30 F 48 备案号：15827-2005 中华人民共和国核行业标准 EJ/T 541--2005 代替EJ/T541-1991 铀三硅二-铝板型燃料组件 Specifications for U,Si2-Al plate-type fuel assembly 2005-04-11发布 2005-07-01实施 国防科学技术工业委员会发布 060525000739 EJ/T 541-2005 前言 本标准代替EJ/T541一1991《UsSi2-A1板型燃料组件技术条件》。 本标准与EJ/T541一1991相比主要变化如下： a) 规范性引用文件一章中增加了相应的检验方法标准； 术语和定义一章中燃料芯体分区由三区改为两区； 铝粉一条中增加了总铝要求： (P UsSi2粉末一条中改变了硅和氮的质量分数要求； 改变用于燃料板包壳的铝合金化学成分和杂质元素质量分数限值表中硼元素和镉元素 最大限值； f) 增加用于燃料板包壳可选铝合金的成分与杂质元素限值： g) 增加铝合金板使用前应经超声检验一条； h) 合并燃料芯体尺寸和包壳厚度。增加了新的燃料板厚度及相关燃料芯体和包壳厚度 并用表格形式表示； 改变铀分布均匀性一条中的分区要求： i) j) 表面状态一条中去掉弯曲试验要求； k) 焊接一条中去掉熔深要求： 1) 删除验收一章中对卖方证明文件规定的三条。 本标准由中国核工业集团公司提出。 本标准由核工业标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国核动力研究设计院。 本标准主要起草人：尹昌耕、孙长龙、张志毅、倪智勇。 本标准于1991年10月首次发布。 EJ/T5412005 铀三硅二-铝板型燃料组件 1范围 本标准规定了低浓铀（LEU）铀三硅二-铝（U.Si:-A1）板型燃料组件的技术要求、试验方法、 验收规则与标志、包装、运输、贮存等要求。 本标准适用于低浓铀(LEU）U.Si2-A1板型燃料组件的制造和检验。 本标准不包括防止临界事故和对卫生、安全和环境保护方面的要求。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所 有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T3169.1铝粉化学分析方法气体容量法测定活性铝 GB/T3169.2铝粉化学分析方法减杂质法测定总铝量 GB/T3170.1-1982铝粉粒度的测定机械振动筛分法 GB/T6987（所有部分）铝及铝合金化学分析方法 GJB137高浓铀金属锭 GJB1554.5一1995潜艇核动力装置建造安全规定 板型燃料元件测试方法 EJ/T781研究堆板型燃料元件铀均匀性检测方法 EJ/T782 2铀三硅二-铝燃料板铀-235装载量的控制与测量 EJ/T910 铀三硅二-铝燃料板芯体定位方法 EJ/T911铀三硅二-铝中硅的测定容量法 EJ/T1141三硅二-铝燃料板包壳厚度测量 相敏涡流法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 U.Si2-Al板型燃料组件U.Si2-Alplate-typefuelassembly 一种用于研究和试验反应堆的低浓铀（LEU)铝包壳板型燃料组件。按设计要求，每个燃料组件 包含若干块燃料板和两块侧板等，燃料板所包含的燃料芯体为USi.在铝粉中的均匀弥散体。 3. 2 低浓铀，lowenricheduranium(LEU) 235U富集度低于20%的铀。 3. 3 燃料芯体fuelmeat 燃料板内含有5U的部分。燃料芯体分为两区：I区—均匀区；I区一非均匀区，燃料芯 体端部的增厚和减薄区。 3. 4 治金结合metallurgicalbond 燃料与包壳之间的直接接触。当两种材料紧密接触以致原子间力起作用时，称为冶金结合。 3. 5 铀密度 uranium-density 单位体积燃料芯体中的铀质量，单位为克每立方厘米（gcm）。 1 EJ/T541-2005 3. 6 面密度surfacedensity 燃料板平面上，单位面积燃料芯体中的铀质量，单位为克每平方厘米（g/cm"）。 4技术要求 4.1材料 4.1.1金属铀 4.1.1.1同位素富集度 23"u富集度为（19.75±0.20）%或由需方规定。2"*及2U同位素富集度，报实测数据。 4.1.1.2杂质元素 杂质元素的要求按GJB137规定执行。 4.1.2铝粉 铝粉的技术要求如下： 活性铝的质量分数不小于98.0%，总铝的质量分数不小于99.5%； a) b) 杂质元素质量分数限值见表1； c) 粒度：全部小于149μm，其中小于44μm粒度的质量分数占80%以上。 表1 铝粉中杂质元素质量分数最大限值 杂质元素 B Cd Co Cu Fe Li Mg Si Zn 瑕大限值 10 10 10 80 4000 OT 150 3000 30(1 300 X10°6 4.1.3USi2粉末 U.Si2的技术要求如下： 硅的质量分数：7.5±0.1%： 杂质元素质量分数限值见表2： c) 粒度：全部小于149μm，其中小于44μm粒度的质量分数不应超过25%。 表2 2UsSiz粉末杂质元素质量分数最大限值 其余元素 杂质元素 Li 0 Fe+Ni Zr或Y A1 Cd Co Cu Zn 单个 总和 最大限值 10 10 500 7000 200 1000 800 500 2500 600 10 1000 10 1000 X 10-6 4.1.4 铝合金板 4.1.4.1用于燃料板包壳的铝合金板推荐使用符合表3规定的铝台金，供方也可以选用符合表4规 定的铝合金作为燃料板包壳的铝合金板。 表3 铝合金化学成分和杂质元素质量分数限值（推荐） 杂质元素 SW Si Cu 元素 Fe A1 Ti Zn Ni Cd B Li 质量百 0.7~1.20.6~1.00.3~0.6 0. 2 余量 0.0035 0. 01 0. 03 0. 03 0.0005 0. 001 0. 0006 分数% 表4铝合金化学成分及杂质元素质量分数限值（可选） 杂质元素 元素 Fe Ni Si Cu Ti A1 B Cd Li 0.1 0. 1 余量 0.0001 0.0006 质量百分数%0.45~0.70.9~ 1.30.17 0. 001 4.1.4.2铝合金板使用前应经超声检验。不允许有分层、夹杂、气孔等缺陷存在。 4.1.5铝焊丝 2 EJ/T541-2005 4A01铝焊丝，其成分与杂质元素应符合表5规定。 表54A01铝焊丝化学成分和杂质元素质量分数限值 杂质元素 成分 Cu Fe si Zn+Sn Ti A1 单个元紫 总量 质量百分数 0. 20 0. 60 4.5~6.0 0. 10 0. 15 余量 0. 05 0. 15 % 4.2燃料板 4.2.1铀密度 铀密度按设计要求，但不应超过4.8gU/cm。 4.2.2燃料板尺寸 燃料板的长度和宽度按设计要求，外侧燃料板厚度、包壳厚度和燃料芯体的长度和宽度按设计 要求，其余尺寸应符合表6规定。 表6燃料板及燃料芯体尺寸 单位为毫米 芯体厚度 包壳厚度 最小包壳厚度 板厚度 (名义值) (名义值) I区 II区 1.27±0.05 0.51 0.38 0.30 0.25 1.50±0.05 0.70 0.40 0.32 0.27 4.2.3燃料板尺寸加工 燃料板外形尺寸加工由芯体定位决定。 4.2.4燃料芯体尺寸允差 长度允差为设计名义值的土1.7%，宽度允差为设计名义值的士5.2%，或由合同双方共同确定， 厚度允差由4.2.2要求确定。 4.2.5235u装载量允差 23U装载量允差为设计名义值的土2%。 4.2.6燃料芯体中铀分布均匀性 4.2.6.1区23U不均匀性在名义面密度的±20%之内（含土20%）。 4.2.6.211区23不均匀性在名义面密度的+30%～-100%之内。 4.2.7表面状态 4.2.7.11区表面缺陷深度不大于0.13mm，II区表面缺陷深度不大于0.08mm。 4.2.7.2表面污染小于54μgU/m。 4.2.7.3燃料板表面应无残余腐蚀液体及异物。 4.2.8离散燃料颗粒分布 在X光底片上发现的燃料芯体区外的框架或包壳中的离散燃料颗粒在板平面方向上与芯体距离 应小于0.5mm。 4.2.9冶金结合 冶金结合质量应满足： a) 退火起泡检验时，在有效区域内无肉眼可见起泡； b） 超声检查的不结合缺陷的最大面积小于与中2mm的圆相当的面积。 4.2.10燃料板编号 燃料板编号刻在端头不含芯体部分，清晰可辨，深度不大于0.15mm。 4.3燃料组件 4.3.1结构应满足设计图样的要求。 3 EJ/T541-2005 4.3.2结构件材料使用符合表3规定的铝合金。 4.3.3燃料板间水隙及允差应满足设计要求。 4.3.4燃料板与侧板滚压结合强度应大于270N/cm。 4.3.5使用4A01铝合金焊丝进行组件吊装把手焊接 4.3.6外形尺寸、形位公差和表面缺陷应满足设计要求。 4.3.7燃料组件编号按图纸要求刻制，字迹应清晰可辨，深度不大于0.15mm。 5试验方法 5.1铝粉中活性铝的测定按GB/T3169.1进行，总铝量的测定按GB/T3169.2进行；铝合金中铝和 杂质的测定按GB/T6987（所有部分）进行，U:Si2中硅的测定按EJ/T911进行。其他材料的成分和杂 质分析按双方认可的分析方法进行。 5.2粉末粒度和