1 项目背景
核电是清洁能源。目前中国大气污染严重，化石能源特别是煤炭的利用是大气污染的主要来源。在改善煤电燃料链环境影响的同时，加快发展核电是减少中国环境污染和温室气体排放的现实有效途径。据测算，一座百万千瓦的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放 600 多万吨，发展核电是中国应对大气污染治理重压的必然选择，也是政府近年来大力支持的建设项目。虽然在 2011 年日本福岛事故给全世界的核电发展投下了不可磨灭的阴影，但人们不断反思总结，在能源、环境的制约以及电力需求压力下，在确保安全的前提下，核电发展依然是改善环境、提供能源的现实有效途径。
2012 年 10 月 24 日国务院常务会议讨论通过《能源发展“十二五”规划》，再次讨论并通过《核电安全规划（2011-2020 年）》和《核电中长期发展规划（2011-2020 年）》， 稳妥恢复核电站正常建设。2013 年以来，中国政府已经多次表态，在安全的前提下， 适时在东部沿海地区启动新的核电项目。2014 年 5 月 16 日，国家发改委、能源局和环境保护部联手发布《能源行业加强大气污染防治工作方案》指出，核电是国家能源结构调整的重要组成部分，要继续安全高效地推进核电建设。在 2014 年 6 月 13 日北京召开的中央财经领导小组第六次会议上，国家主席、中央财经领导小组组长习近平同志提出： 在采取国际最高安全标准、确保安全的前提下，抓紧启动东部沿海地区新的核电项目建设。2016 年 6 月，李克强总理在中国核电工程有限公司视察，详细了解了我国具有自主知识产权的“华龙一号”等核电成果，并表示“你们为我撑腰，我去国际舞台为你们扬名。要用最高标准、最优质量、最好性价比，提升中国核电装备在国际市场的竞争力”， 核电不光要在国内发展，还要“走出去”，与欧美发达国家合作开发第三方市场。我国具有自主知识产权的“华龙一号”机型研发成功，为中国核电走出国门提供了强有力的支撑，是我国政府对外政治经济合作的王牌之一。
2016 年 11 月国家发改委、国家能源局对外正式发布的《电力发展“十三五”规划（2016-2020 年）》，2015 年年底全国发电装机容量 15.3 亿千瓦，其中核电 0.27 亿千瓦，占比 1.76%，核电在中国能源结构中所占比例仍然很小，核电在我国还有很大的发展空间。
随着我国核电事业的不断发展，按照 2020 年建成核电站的装机容量 5800 万千瓦测算，2020 年我国核电站乏燃料累积存量将超过 7500 吨，核电站累积外运的乏燃料约为2100 吨，2020 年当年累积外运量超过 200 吨。到 2025 年，我国核电站乏燃料累积存量
将超过 14000 吨，核电站乏燃料累积外运量 5200 吨，当年外运量近 900 吨。到 2030年，在不考虑再新建核电站情况下，我国核电站乏燃料累积存量将达到 23000 吨，核电站乏燃料累积外运量超过 10000 吨，当年外运量近 1300 吨。我国已制定了核燃料闭路循环的政策，乏燃料采取后处理回收铀和钚的技术路线。根据我国后处理工程建设初步设想，在 2030 年前后建成第一座大型乏燃料后处理厂。
因此，为了确保我国核电站安全运行，需要及时将核电站中的乏燃料运输至后处理厂。乏燃料运输容器作为运输乏燃料的重要设备，关乎着整个核工业的安全发展。根据对核电站乏燃料运输容器市场需求的分析，考虑运输过程中容器的调配使用，2025 年前，我国还需要新增乏燃料运输容器 23 台；2025 年后，随着大批核电站乏燃料组件的外运需求提出，还需新增乏燃料运输容器 49 台，乏燃料运输容器总的需求数量达到 79 台。与此同时，除了商用堆核电站外，研究堆和实验堆的乏燃料同样面临着外运和转运的问题，该类型乏燃料运输容器的设计和研发工作也同样十分重要。因此，我国乏燃料运输容器的市场潜力十分巨大，针对乏燃料运输容器的载荷组合及设计准则研究具有十分重要的意义。
1.1 任务来源
2019 年，中华人民共和国生态环境部办公厅以“环办核设函﹝2019﹞482 号”《关于印发核与辐射安全监管 2019 年项目计划的通知》下达了《乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则研究》的相关工作任务。
本草案由中国核电工程有限公司和中机生产力促进中心主编并起草。
1.2 工作过程
1）2019 年 5 月，收到生态环境部“关于印发核与辐射安全监管 2019 年项目计划的通知”。在此之前，中国核电工程有限公司已提前组织相关专业人员提前开展调研工作，接到“通知”后成立课题组，课题负责人为姚琳同志。
2）2019 年 4 月，国家核安全局核与辐射安全监管司燃料处到核设备所检查项目启动情况并召开项目启动会，对项目的预期成果提出了指导和期望。课题组就项目的准备情况进行了汇报。
3）2019 年 4-9 月，课题组消化吸收美国核管理委员会（NRC）发布的 RG7.6——乏燃料运输容器包容结构分析设计准则和 RG7.8——放射性物品运输容器结构分析的载荷组合两本导则，对两本导则进行了翻译工作，形成了翻译稿，针对国内外乏燃料运输容器的载荷组合和设计准则的应用情况、研究成果和发展趋势展开详细的调研，并在此基础上形成了标准草案。
4）2019 年 7 月，课题组组织召开了乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则公司内部评审会，对所形成的翻译稿和标准草案进行了公司内部评审。
5）2019 年 8 月，课题组根据公司内部评审意见修改后形成的翻译稿和标准草案， 组织召开了乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则外部评审会，对所形成的翻译稿和标准草案进行了公司外部评审。
6）2019 年 9 月，课题组参加了国家核安全局组织的项目中期检查会，会上核安全局领导听取了课题组的阶段研究成果汇报，并对后期工作提出了指导意见。
7）2019 年 9-12 月，课题组根据中期检查会上专家提出的意见和建议，编制完成调研报告，对所形成的翻译稿和标准草案进行修改，并参考国内其他标准撰写方式的基础上，编写了标准编制说明。
8）2019 年 12 月，课题组根据目前研究成果，召开了乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则研究成果评审会。与会专家肯定了课题组的研究成果并提出了对调研报告和标准草稿的修改建议和意见，课题组根据专家意见对课题研究成果进行了进一步完善，最终形成研究成果如下：
《乏燃料运输容器包容结构分析设计准则（RG 7.6）翻译稿》
《放射性物品运输容器结构分析的载荷组合（RG 7.8）翻译稿》
《乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则调研报告》
《乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则（征求意见稿）》
《乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则（征求意见稿）编制说明》
2 标准制订的必要性分析
乏燃料运输容器是运输乏燃料组件的专用设备,是保证乏燃料安全外运的关键设备。其主要功能是安全可靠的运输指定型号和参数的乏燃料组件，是核电站长期安全运行的基本保障。根据法规要求，乏燃料运输容器的设计应能使容器在正常运输条件下和运输事故条件下保持容器的包容完整性等相关安全要求。因此，在乏燃料运输容器的结构设计和分析中，应考虑不同运输条件下容器所承受的载荷类型和载荷组合，并采取合理的设计准则对分析结果进行评定。
目前我国尚无放射性物品运输容器结构分析的载荷组合及设计准则相关标准及法规。经过对国内外多家乏燃料运输容器设计单位及其主要产品（如 NAC 的 STC、Orano 的 TN 系列、Holtec 的 HI-STAR 系列、CNPE 的 CNSC 系列）的调研，得知这些主流容器对于乏燃料运输容器载荷组合的应用，目前主要以美国核管会（NRC）管理导则RG7.8《放射性物品运输容器结构分析的载荷组合》为主；对于乏燃料运输容器的结构设计准则，目前主要遵循美国核管会（NRC）的管理导则 RG7.6《乏燃料运输容器包容结构分析设计准则》。在以上两个标准以外，还会综合考虑 IAEA SSR-6 Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material 的相关要求。
为了逐步完善我国放射性物品运输及其相关领域的法律法规标准规范体系，为乏燃料运输容器的结构设计和载荷组合分析提供技术指导，为监管部门审查乏燃料运输容器的设计提供技术支持，制定《乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则》是十分必要的。
3 国内外相关标准情况
根据法规要求，乏燃料运输容器的设计应能使容器在正常运输条件下和运输事故条件下保持容器的完整性等相关安全要求。因此，在乏燃料运输容器的结构设计和分析中， 应考虑不同运输工况下容器所承受的载荷类型和载荷组合。
对于乏燃料运输容器载荷组合的应用，目前主要以 NRC 导则 RG7.8《放射性物品运输容器结构分析的载荷组合》为主，该导则明确了放射性物品运输容器在正常运输条件和运输事故条件下的载荷类型和载荷组合，对乏燃料运输容器的结构安全分析具有重要意义。
截至目前，关于乏燃料运输容器结构分析的载荷分析和归类在 IAEA 特定安全要求SSR-6《放射性物质安全运输条例》（2018）中和 NRC 管理导则 RG7.8 中有明确描述。然而，国际上对于乏燃料运输容器结构分析载荷组合的研究和应用主要依据 RG7.8 中的相关条款要求，IAEA《放射性物质安全运输条例》（SSR-6）中也有关于不同工况下的载荷条件，但并未涉及各个载荷的组合情况。因此，重点分析 RG7.8 中的相关条款和内容。
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