GB／T 41024-2021 标准规范下载简介

GB／T 41024-2021 乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则.pdf简介：

GB/T 41024-2021是中国国家标准《乏燃料运输容器结构分析的载荷组合和设计准则》。这个标准主要针对乏燃料运输容器（如乏燃料箱、乏燃料运输车等）的设计和安全性评估，规定了在设计和分析过程中应考虑的各种载荷组合和相应的设计准则。

1. 载荷组合：根据乏燃料运输容器在使用过程中可能面临的各种工况，标准定义了多种载荷组合，包括但不限于静态载荷（如自重、地震载荷）、动态载荷（如运输过程中的振动、冲击）、温度载荷（如热膨胀和冷却）、蠕变载荷（长期使用下的材料性能退化）等。这些载荷组合旨在全面反映实际使用中可能遇到的所有力的作用和影响。

2. 设计准则：标准给出了针对不同载荷组合的设计要求，包括但不限于强度要求（保证容器在承受各种载荷时不发生破坏）、刚度要求（保证容器在受力时不会发生过大变形）、疲劳寿命要求（考虑长期使用下的可靠性）等。设计准则的制定旨在确保乏燃料运输容器在各种工况下都能安全稳定地运行。

总的来说，GB/T 41024-2021为乏燃料运输容器的设计提供了重要的技术指导和规范，确保了乏燃料的高效、安全运输。

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一次弯曲应力primarybendingstress 沿实体截面厚度线性分布的一次法向应力分量。

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交变应力强度alternatingstressintensity

当主应力方向在循环中不变时复合绝缘高压穿墙套管技术条件 DL∕T 1001-2006，交变应力强度Sa是指在所有可能的应力状态（i和j）下Si2、S

Sl交变应力强度,MPa

S交变应力强度,MPa

Sil—交变应力强度,MPal

交变应力强度分量的许用幅值，MPa； Sm 设计应力强度，取1/3S.和2/3S中的较小者，MPa； 一次加二次应力强度，MPa： Sy一 对应温度下材料的屈服强度，MPa； Su—对应温度下材料的抗拉强度，MPa; A、A—放射性核素限值（依据GB11806一2019中的规定）

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初始条件下的载荷应作为正常运输条件和运输事故条件的基础，将其分别与正常运输条件和运输事 故条件下的载荷进行组合，用以对容器进行结构评价。

初始条件还应考虑乏燃料组件的衰变热。最大衰变热通常应在环境温度较高的情况下叠 虑GB11806一2019中的太阳曝晒要求，低温情况下通常可不考虑衰变热。

4.2.4.1容器内压主要取决于以下几个因素：容器内回充惰性气体的压力，容器温度变化以 包壳内所有气体的泄漏。容器内压应与其他初始条件合理组合。最小内压应为大气压力，对于 压力的设计，内压取值应为负值。

评价容器时，应考虑容器装配和安装过程（包括连接、成形、装配和校形等）中产生的应力。若未 采取后续措施消除这些应力，则应在确定容器最大应力时考虑这些应力。装配前应认为无应力状态。 注1：装配是指容器主要部件的组装：包括内筒体、屏蔽层、外筒体等，但不包括单个部件的制造。 注2：装配应力应包括由过盈配合引起的应力和铅凝固过程造成边界收缩导致的应力，但不包括由板材成形、焊接 等引起的残余应力

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本标准给出了对结构评价 如果上述条件在结构分析中 严苛情况，则还应合理考虑除 的其他初始条件。

表1正常运输和运输事故条件下载荷组合汇总

4.3正常运输条件下的载

正常运输条件下的载荷应依据4.2节中规定的初始条件按照表1进行组合。在对乏燃料运

构分析时，以下载荷应单独考虑，不需相互叠加

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应考虑容器在环境温度为+38℃的静止空气和GB11806一2019中规定的太阳曝晒的条件。如运输 容器具有机械辅助冷却系统，在受热条件下结构评价时应认为该系统失效，

应评价在外压增加至140kPa时对容器结构的

4.3.6.1容器在正常运输条件下的结构评价应考虑振动和冲击载荷。包括对容器一车辆系统的小激励 产生的振动载荷；在铁路运输过程中连接处和道岔处，以及在公路运输中减速带、坑洼处产生的间歇性 冲击载荷。重复的增压载荷以及任何对容器机械疲劳产生影响的其他载荷都应纳入分析范畴。 4.3.6.2对容器在正常运输条件下的不同载荷组合，可分别进行疲劳分析， 评价应基于最不利的初始 条件，并与正常冲击和振动环境下寿期的可靠频普相一致。表1列出了最不利的情况。 4.3.6.3应考虑其他可能导致热疲劳产生的因素 。这些因素应包含在乏燃料装载和卸载过程中遇到的 热瞬态，以及栓系系统与容器热膨胀的相互作用，

a 相当于货包最大重量5倍； b 相当于13kPa与货包坚直投影面积的乘积。 4.3.7.2应将荷载均匀地加在货包的两个相对面上，其中一个面应是货包通常搁置的底部。

4.3.8.1应把货包置于在试验中不会显著移动的刚性平坦的水平面上。 4.3.8.2应使一根直径为3.2cm、一端呈半球形、质量为6kg的棒自由下落并沿竖直方向正好落在货 包最薄弱部分的中心部位。这样，若贯穿深度足够深，则包容系统受到冲击。该棒不得因进行试验而显 变形。 4.3.8.3所测棒的下端至货包的上表面预计的冲击点的下落高度应是1m

9.1自由下落用靶规定为平坦的水平平面靶。该靶在受到容器冲击后，其抗位移能力或抗形变 增加不会使试样的受损有明显的增加。 9.2乏燃料运输容器应对按表2中所列高度跌落在靶上的情况进行评价，容器的撞击面应为予

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器造成最大破坏的位置，试验用靶应满足4.3.9.1规定的要求。同时应考虑容器内容物重量最 时对冲击的影响。

表2正常运输条件下货包自由下落高度

4.4运输事故条件下的载荷

运输事故条件下的载荷应依据4.2节中规定的初始条件按照表1进行组合。在对乏燃料运 行结构分析时，应对同一 一 个容器按照4.4.2至4.4.5的运输事故条件规定顺序依次施加自由7 自由下落试验II、耐热试验；或依次施加自由下落试验IⅡI、自由下落试验II、耐热试验。试 自由下落试验的次序应遵循这样的原贝则，即在完成力学试验后，试样所遭受的损坏将导致试 耐热试验中会受到最严重的损坏

行结构分析时，应对同一个容器按照4.4.2至4.4.5的运输事故条件规定顺序依次施加自由下落试验I、 自由下落试验ⅡI、耐热试验；或依次施加自由下落试验II、自由下落试验II、耐热试验。试样经受各种 自由下落试验的次序应遵循这样的原则，即在完成力学试验后，试样所遭受的损坏将导致试样在随后的 耐热试验中会受到最严重的损坏。 4.4.2自由下落试验 4.4.2.1容器应自由下落在靶上，以使容器受到最严重的破坏，而从容器的最低点至靶的上表面高度 应是9m。试验用靶应满足4.3.9.1规定的要 应考虑内容物重量最大和重量最小的情况。 4.4.2.2为了确定容器在自由下落试验1后发生最大变形的部位，应考虑不同跌落姿态下，容器顶端、 顶角、侧向、底端、底角以及过重心冲击点的变开。如果容器的设计导致某 一倾斜角方向下落对容器具 有更大的破坏性，也应对这些角度跌落客的影响进行评价。

4.4.2自由下落试验

4.4.2.1容器应自由下落在靶上，以使容器受到最严重的破坏，而从容器的最低点至靶的上表面高度 应是9m。试验用靶应满足4.3.9.1规定的要求 应考虑内容物重量最大和重量最小的情况。 4.4.2.2为了确定容器在自由下落试验1后发生最大变形的部位，应考虑不同跌落姿态下，容器顶端、 顶角、侧向、底端、底角以及过重心冲击点的变开。如果容器的设计导致某 倾斜角方向下落对容器具 有更大的破坏性，也应对这些角度跌落的影响进行评价。

4.4.3自由下落试验I

容器应自由下落在牢固地直立在靶上的一根棒上，以使容器受到最严重的损坏。从容器的预计冲击 点至棒的端面高度应是1m。该棒应由直径为（15土0.5）cm、长度为20cm的圆形实心低碳钢制成， 如有更长的棒会造成严重的损坏，应采用一根足够长的棒。棒的顶端应是平坦而又水平的，其边缘成圆 角，圆角半径不大于6mm。试验用靶应满足4.3.9.1规定的要求。应考虑内容物最大重量和最小重量对 该工况的影响。

4.4.4自由下落试验Ⅲ

容器应经受动态压碎试验，即把容器置于靶上，让500kg重的物体从9m高处自由下落至容器上， 使容器受到最严重的损坏。该重物应是一块1m×1m的实心低碳钢板，并应以水平状态下落。钢板的 底面边缘和角呈圆弧状，圆角半径不大于6mm。下落高度是从该板底面至容器最高点的距离。试验用 靶应满足4.3.9.1规定的要求。

容器在经受放射性内容物在货包内所产生的最大设计的内释热率和在GB11806一2019中表4日 的太阳曝晒条件下，在环境温度为+38℃时仍处于热平衡状态。此外，允许这些参数在试验前 验期间具有不同的值，但在随后评定货包响应曲线时予以考虑。

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a）使容器暴露在热环境中30min，该热环境提供的热流密度至少相当于在完全静止的环境条件下 烃类燃料/空气火焰的热流密度，以给出最小平均火焰发射系数为0.9，平均温度至少为800℃， 试样完全被火焰所吞没，使表面吸收系数为0.8或采用货包暴露在所规定的火焰中其实际具有 的吸收系数值。 b）使容器经受放射性内容物在货包内所产生的最大设计内释热率和在GB11806一2019表4中所 规定的太阳曝晒条件下，暴露在+38℃环境温度中足够长的时间，以保证试样各部位的温度 降至或接近初始稳定状态。此外，允许这些参数在加热停止后具有不同的值，但在随后评定货 包响应曲线时予以考虑。在试验期问和试验后，不得人为地冷却试样，并且应允许试样的材料 白然

应使容器在水深至少15m并会导致最严重损坏的状态下浸没不少于8h。采用分析计算的方式进行 评价，则应使容器承受至少150kPa的外部表压。

含有超过10°A2的之燃料运输容器货包的强化水浸没试验， ，应使货包在水深至少200m处浸没不少 于1h。采用分析计算的方式进行评价T／CSA 051-2019标准下载，则应使容器承受至少2MPa的外部表压。

5.2包容边界结构的设计准则

5.2.1包容边界结构在正常运输条件下的应力强度限值

1.1总体一次薄膜应力强度值应不大于设计应力强度Sm，一次薄膜加一次弯曲应力强度应不

GB 21897-2008 承载防水卷材5.2.1.2疲劳分析应按如下规定进行：

b 循环载荷不超过10°循环时，可使用标准规范中的设计疲劳曲线。当载荷超过10°循环时，应 从适用的设计疲劳曲线上取由该曲线所限定的最大循环次数所得的S,值，

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