教材N2-民用核安全設(shè)備基本知識(shí)

1、.PAGE ：.；PAGE 35第二章民用核平安設(shè)備根本知識(shí)第一節(jié) 民用核平安設(shè)備及其監(jiān)視管理一、民用核平安設(shè)備的監(jiān)視管理規(guī)定高質(zhì)量和高可靠性的核平安設(shè)備是保證民用核設(shè)備平安目的的重要前提條件之一。為了進(jìn)一步加強(qiáng)核平安設(shè)備的監(jiān)管力度，國(guó)務(wù)院于2007年7月11日公布了。為了配合新條例的貫徹和實(shí)施，國(guó)家核平安監(jiān)管部門也于2021年1月1日正式發(fā)布實(shí)施了4個(gè)配套的核平安設(shè)備方面的法規(guī)：HAF601、HAF602、HAF603、HAF604。和配套法規(guī)除HAF603外的相關(guān)監(jiān)管要求可概括如下：一民用核設(shè)備營(yíng)運(yùn)單位對(duì)民用核平安設(shè)備的平安和可靠運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)全面責(zé)任。在民用核平安設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝和無(wú)損檢驗(yàn)活

2、動(dòng)前，民用核設(shè)備營(yíng)運(yùn)單位該當(dāng)對(duì)民用核平安設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝和無(wú)損檢驗(yàn)單位編制的工程質(zhì)量保證分大綱和質(zhì)量方案進(jìn)展審查認(rèn)可，并采取駐廠監(jiān)造或見證等方式對(duì)相關(guān)活動(dòng)進(jìn)展過(guò)程監(jiān)視。二一切從事境內(nèi)核設(shè)備上的核平安設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和對(duì)外無(wú)損檢驗(yàn)效力的國(guó)內(nèi)外單位必需根據(jù)HAF601或HAF604的相關(guān)規(guī)定獲得資歷答應(yīng)。民用核平安設(shè)備答應(yīng)證分為設(shè)計(jì)答應(yīng)證、制造答應(yīng)證、安裝答應(yīng)證和無(wú)損檢驗(yàn)答應(yīng)證四類。三懇求領(lǐng)取民用核平安設(shè)備制造或安裝答應(yīng)證的單位，還該當(dāng)制造有代表性的模擬件。四民用核平安設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝和無(wú)損檢驗(yàn)單位，不得將國(guó)家核平安局確定的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)分包給其他單位。五從事核平安設(shè)備的無(wú)損檢驗(yàn)和焊接

3、活動(dòng)的個(gè)人必需按照HAF602或HAF603的相關(guān)規(guī)定獲得相應(yīng)資歷。無(wú)損檢驗(yàn)任務(wù)該當(dāng)由民用核平安設(shè)備無(wú)損檢驗(yàn)級(jí)或級(jí)以上人員為主操作，無(wú)損檢驗(yàn)結(jié)果報(bào)告只能由級(jí)或級(jí)以上人員編制、審核，并履行相關(guān)審批手續(xù)。核平安設(shè)備無(wú)損檢驗(yàn)人員不得同時(shí)在2個(gè)或2個(gè)以上的單位中執(zhí)業(yè)。六民用核平安設(shè)備持證單位該當(dāng)在每年4月1日前向國(guó)家核平安局提交上一年度評(píng)價(jià)報(bào)告。正在從事民用核平安設(shè)備相關(guān)活動(dòng)的持證單位還應(yīng)在活動(dòng)開場(chǎng)30日前無(wú)損檢驗(yàn)活動(dòng)開場(chǎng)15日前向核平安監(jiān)管部門備案，設(shè)計(jì)、制造和安裝持證單位在每季度開場(chǎng)7個(gè)任務(wù)日前提交上一季度的活動(dòng)報(bào)告。 民用核平安設(shè)備持證單位在發(fā)生艱苦質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，該當(dāng)立刻采取糾正措施，并向國(guó)家核平

4、安局報(bào)告。七國(guó)家核平安局及其所屬的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)該當(dāng)依法對(duì)進(jìn)口民用核平安設(shè)備進(jìn)展平安檢驗(yàn)。未經(jīng)平安檢驗(yàn)或經(jīng)平安檢驗(yàn)不合格的進(jìn)口民用核平安設(shè)備不得在中華人民共和國(guó)境內(nèi)的民用核設(shè)備上運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)用。二、民用核平安設(shè)備根據(jù)第二條，民用核平安設(shè)備是指在民用核設(shè)備中運(yùn)用的執(zhí)行核平安功能的設(shè)備，包括核平安機(jī)械設(shè)備和核平安電氣設(shè)備。 民用核平安設(shè)備是執(zhí)行核平安功能的關(guān)鍵設(shè)備，是民用核設(shè)備平安防護(hù)實(shí)體屏障的中心，其質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到核設(shè)備的平安穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)第六十一條，核平安機(jī)械設(shè)備包括執(zhí)行核平安功能的壓力容器、鋼制平安殼鋼襯里、儲(chǔ)罐、熱交換器、泵、風(fēng)機(jī)和緊縮機(jī)、閥門、閘門、管道含熱交換器傳熱管和管配件、膨脹節(jié)、波紋

5、管、法蘭、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、支承件、機(jī)械貫穿件以及上述設(shè)備的鑄鍛件等。核平安電氣設(shè)備包括執(zhí)行核平安功能的傳感器包括探測(cè)器和變送器、電纜、機(jī)柜包括機(jī)箱和機(jī)架、控制臺(tái)屏、顯示儀表、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組、電動(dòng)機(jī)、閥門驅(qū)動(dòng)安裝和電氣貫穿件等?，F(xiàn)階段，核平安監(jiān)管部門的核平安設(shè)備監(jiān)管范圍是根據(jù)而定的。三、民用核平安設(shè)備的特殊性和平利用核能存在著潛在的核風(fēng)險(xiǎn)，而采用高質(zhì)量和高可靠性的部件設(shè)備是保證民用核設(shè)備平安的根底和保證。根據(jù)國(guó)際核能工業(yè)的勝利實(shí)際和我國(guó)核平安法規(guī)的規(guī)定，對(duì)民用核設(shè)備中的核級(jí)部件和設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制和監(jiān)管等方面提出了一系列有別于常規(guī)工業(yè)產(chǎn)品的特殊要求。一設(shè)計(jì)基精確實(shí)定

6、原那么不同。核平安設(shè)備的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不僅要思索在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下能可靠地執(zhí)行其規(guī)定的功能，而且還必需思索在事故工況下仍能可靠地執(zhí)行其規(guī)定的平安功能。二一切運(yùn)用于設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證的計(jì)算分析軟件和驗(yàn)證設(shè)備實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、回路等均需經(jīng)過(guò)國(guó)家核平安監(jiān)管部門的認(rèn)可。三一切核平安設(shè)備必需經(jīng)過(guò)設(shè)備鑒定方可用于民用核設(shè)備中。設(shè)備鑒定的目的是驗(yàn)證其在服役的各種工況下，特別是在事故工況下，該設(shè)備的可運(yùn)轉(zhuǎn)性和功能可以滿足預(yù)定的要求。四在核平安設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、焊接和無(wú)損檢驗(yàn)等活動(dòng)中必需采用成熟的且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)或工藝，而不是一味追求其先進(jìn)性。五一切從事核平安設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和無(wú)損檢驗(yàn)的單位必需根據(jù)HAF601或HAF

7、604的相關(guān)規(guī)定獲得資歷答應(yīng)。從事核平安設(shè)備的無(wú)損檢驗(yàn)和焊接的個(gè)人也必需按照HAF602或HAF603的相關(guān)規(guī)定獲得資歷。六一切從事核平安設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和無(wú)損檢驗(yàn)的單位都必需建立滿足核平安法規(guī)HAF003等要求的質(zhì)量保證體系，并且一切與質(zhì)量相關(guān)的活動(dòng)都必需置于該質(zhì)量保證體系的有效控制之下。七一切核平安設(shè)備的相關(guān)活動(dòng)，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)轉(zhuǎn)、在役檢查、維修和退役等都必需在國(guó)家核平安監(jiān)管部門的獨(dú)立監(jiān)視下實(shí)施。四、民用核平安設(shè)備的核平安分級(jí)要求核平安設(shè)備必需根據(jù)其在民用核設(shè)備中所負(fù)擔(dān)的核平安功能，確定相應(yīng)的核平安級(jí)別。這是核平安設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、安裝、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)轉(zhuǎn)、在役檢查、定期實(shí)驗(yàn)

8、、維修和退役等活動(dòng)中正確選用規(guī)范規(guī)范的根據(jù)。我國(guó)核平安法規(guī)HAF102在核動(dòng)力廠設(shè)計(jì)要求一章中明確規(guī)定了“必需首先確定屬于平安重要物項(xiàng)的一切構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件，包括儀表和控制軟件，然后根據(jù)其平安功能和平安重要性分級(jí)。它們的設(shè)計(jì)、建造和維修必需使其質(zhì)量和可靠性與這種分級(jí)相順應(yīng)。為了便于履行這一要求，核平安導(dǎo)那么HAD102/03對(duì)核電廠平安功能和部件的平安等級(jí)劃分提出了詳細(xì)指點(diǎn)?，F(xiàn)階段，核電廠的設(shè)備分級(jí)還是以確定論為主，概率論為輔。普通來(lái)說(shuō)，核電廠的機(jī)械設(shè)備分為核平安1級(jí)、核平安2級(jí)、核平安3級(jí)和非核平安級(jí)。前面三個(gè)級(jí)別的設(shè)備統(tǒng)稱為核平安設(shè)備。 主要包括：一核平安1級(jí)主要包括組成反響堆冷卻劑系統(tǒng)

9、承壓邊境的一切設(shè)備：反響堆壓力容器、反響堆冷卻劑泵、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器的一次側(cè)、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼體、主管道以及延伸到并包括第二個(gè)隔離閥的銜接納道內(nèi)徑大到破損后正常補(bǔ)水系統(tǒng)不能補(bǔ)償冷卻劑的流失。對(duì)于核平安1級(jí)設(shè)備，必需按照實(shí)踐能夠的最高質(zhì)量規(guī)范來(lái)進(jìn)展設(shè)計(jì)、制造、安裝和實(shí)驗(yàn)。二核平安2級(jí)主要指反響堆冷卻劑系統(tǒng)承壓邊境內(nèi)不屬于核平安1級(jí)的各種設(shè)備，以及為執(zhí)行一切事故工況下停堆、維持堆芯冷卻劑總量和排出堆芯熱量及限制放射性物質(zhì)向外釋放的各種設(shè)備。例如：(1)屬于反響堆冷卻劑壓力邊境的小直徑(DN10.4mm)的高能管道和閥門，如儀表管線和取樣管線部分；(2)平安殼隔離系統(tǒng)的各種機(jī)械設(shè)備(如閥門)；(

10、3)余熱排出系統(tǒng)的主要部件；(4)化容系統(tǒng)中冷卻劑上充部分(假設(shè)用于堆芯應(yīng)急冷卻)；(5)平安殼噴淋系統(tǒng)的主要部件；(6)平安注射系統(tǒng)的主要部件；(7)輔助給水系統(tǒng)處于平安殼內(nèi)的部分及其平安殼貫穿件；(8)平安殼內(nèi)的蒸汽系統(tǒng)以及給水系統(tǒng)，直至并包括平安殼外的第一個(gè)隔離閥；(9)平安殼廠房，包括平安殼貫穿件；(10)平安殼氫氣控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；(11)堆芯儀表系統(tǒng)，直到并包括手動(dòng)隔離閥。三核平安3級(jí)主要是指下述一些系統(tǒng)的設(shè)備：(1)化容系統(tǒng)中為控制反響性提供硼酸的部件；(2)輔助給水系統(tǒng)處于平安殼外的部分； (3)為冷卻、光滑平安1、2、3級(jí)設(shè)備所需部件；(4)乏燃料儲(chǔ)存池冷卻水系統(tǒng)中的重要部件；

11、 (5)應(yīng)急電源、水源，以及柴油機(jī)的光滑油、燃油和冷卻水系統(tǒng)； (6)緊縮空氣系統(tǒng)向平安級(jí)物項(xiàng)供氣部分(貫穿平安殼部分屬于平安2級(jí))； (7)放射性廢物處置系統(tǒng)中其缺點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致放射性氣體釋放超越允許限值的部件，如廢氣衰變箱； (8)重要廠用水系統(tǒng)和設(shè)備冷卻水系統(tǒng)的管道、閥門、泵等。 (9)為控制室可居留性效力的冷凍水系統(tǒng)。電氣設(shè)備的分級(jí)是根據(jù)支持功能的平安重要性將電氣設(shè)備分成1E級(jí)平安級(jí)和非1E級(jí)非平安級(jí)兩個(gè)級(jí)別。支承件的核平安級(jí)別是由主體設(shè)備確定的。例如，核平安1級(jí)設(shè)備的支承件也是核平安1級(jí)。 五、 民用核平安設(shè)備現(xiàn)行主要規(guī)范規(guī)范目前，國(guó)際上核電廠建造主要遵照以下幾個(gè)核電規(guī)范體系：美國(guó)機(jī)械工程

12、師學(xué)會(huì)ASME的以下簡(jiǎn)稱“ASME規(guī)范；法國(guó)RCC系列，包括RCC-P、M、E、G、I、C和RSEM等；德國(guó)KTA規(guī)范；俄羅斯的規(guī)范。一 國(guó)內(nèi)核平安設(shè)備規(guī)范規(guī)范自從1972年8月，我國(guó)開場(chǎng)核電廠的設(shè)計(jì)制造以來(lái)，我國(guó)為實(shí)現(xiàn)核平安設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展了不懈努力。但由于種種緣由，我國(guó)的核平安設(shè)備目前依然運(yùn)用國(guó)外的規(guī)范規(guī)范。我國(guó)秦山第一、秦山第三和在建的山東海陽(yáng)等核電廠執(zhí)行的是美國(guó)ASME規(guī)范；大亞灣、嶺澳和在建的遼寧紅沿河、廣東陽(yáng)江等核電廠執(zhí)行的是法國(guó)以下簡(jiǎn)稱“RCC-M規(guī)那么，連云港田灣核電廠執(zhí)行俄羅斯的規(guī)范。以上三個(gè)規(guī)范規(guī)范為核平安設(shè)備現(xiàn)行規(guī)范規(guī)范。對(duì)于詳細(xì)的核工程，其核平安設(shè)備所用規(guī)范為國(guó)家核平安

13、局在平安分析報(bào)告中同意的規(guī)范規(guī)范。隨著核平安設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)一步開展，我國(guó)的核電規(guī)范規(guī)范體系將逐漸建立和完善。 美國(guó)ASME規(guī)范體系構(gòu)造美國(guó)的核電規(guī)范多是由行業(yè)協(xié)會(huì)制定的，如機(jī)械工程師協(xié)會(huì)ASME、資料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM、電氣和電子工程師協(xié)會(huì)IEEE、核學(xué)會(huì)ANS等，美國(guó)國(guó)家規(guī)范協(xié)會(huì)ANSI起到總的協(xié)調(diào)作用。ASME規(guī)范是一個(gè)權(quán)威性規(guī)范，它已成為許多工業(yè)國(guó)家設(shè)計(jì)、制造、訂貨以及制定本國(guó)規(guī)范的根據(jù)，尤其是在核動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和安裝等活動(dòng)中被直接采用。ASME規(guī)范是由美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)制定的，每三年修訂一次，共十二卷，其中與核電相關(guān)的有以下各卷：第二卷 資料技術(shù)條件包括：A篇 鋼鐵資料、B篇 有色

14、金屬資料、C篇 焊條、焊絲及填充金屬、D篇 性能。第卷 核動(dòng)力安裝設(shè)備包括：NCA分卷 第一冊(cè)及第二冊(cè)的總要求第一冊(cè)： NB 分卷 一級(jí)設(shè)備 NC 分卷 二級(jí)設(shè)備 ND 分卷 三級(jí)設(shè)備 NE 分卷 MC 級(jí)設(shè)備 NF 分卷 設(shè)備支撐構(gòu)造 NG 分卷 堆芯支撐構(gòu)造 NH 分卷 高溫運(yùn)用的一級(jí)設(shè)備 附錄第二冊(cè)：混凝土反響堆容器與平安殼規(guī)范 第三冊(cè)：乏燃料及高放射性廢料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸包裝用平安容器 第卷 無(wú)損檢測(cè)第卷 焊接及釬焊評(píng)定第卷 核動(dòng)力安裝設(shè)備在役檢查規(guī)程三RCC-M規(guī)范體系構(gòu)造法國(guó)核電廠RCC規(guī)范系列包括RCC-P、RCC-G、RCC-M、RSEM、RCC-E、RCC-I和RCC-C等，覆蓋

15、了核電廠系統(tǒng)、構(gòu)筑物、機(jī)械設(shè)備、在役檢查、電氣設(shè)備、防火、燃料組件等幾乎全部的核電廠領(lǐng)域。RCC-M規(guī)那么由法國(guó)核島設(shè)備設(shè)計(jì)建造規(guī)那么協(xié)會(huì)AFCEN編制，該協(xié)會(huì)是由法國(guó)電力公司EDF、法馬通原子能公司FRAMATOME和諾瓦通原子能公司NOVATOME于1980年10月19日組建成立的，其主要義務(wù)是：編制核電廠核島設(shè)備的設(shè)計(jì)、建造、安裝和調(diào)試的規(guī)那么；根據(jù)閱歷、技術(shù)進(jìn)展和管理要求的變化對(duì)規(guī)那么進(jìn)展修訂；公布這些規(guī)那么及其后續(xù)修正的相應(yīng)條文。RCC-M規(guī)那么主要適用于壓水堆核島機(jī)械設(shè)備，其中設(shè)計(jì)方面的規(guī)定是基于美國(guó)ASME規(guī)范第卷核動(dòng)力安裝設(shè)備NB、NC、ND、NF和NG分卷，同時(shí)吸收了法國(guó)在工

16、業(yè)開展實(shí)際中所獲得的成果。RCC-M規(guī)那么中的制造和檢驗(yàn)規(guī)定以法國(guó)的制造和檢驗(yàn)規(guī)范為根底，是法國(guó)本身核工業(yè)實(shí)際閱歷的詳細(xì)表達(dá)。RCC-M規(guī)范的構(gòu)造如下：第一卷機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)/建造包括：A篇 總那么、B篇 一級(jí)設(shè)備、C篇 二級(jí)部件、D篇 三級(jí)設(shè)備、E篇 小型設(shè)備、G篇 堆芯支承構(gòu)造、H篇 支承件、J篇 低壓或常壓儲(chǔ)罐、Z篇 技術(shù)性附錄。 第二卷 M冊(cè) 資料 第卷 MC冊(cè) 檢驗(yàn)方法 第卷 S冊(cè) 焊接 第卷 F冊(cè) 制造四俄羅斯核電廠規(guī)范法規(guī)俄羅斯在核能運(yùn)用方面的規(guī)范分為三個(gè)級(jí)別：法律法令、核平安法規(guī)及核平安導(dǎo)那么、專業(yè)技術(shù)規(guī)范。法律法令為最高級(jí)別，普通有國(guó)際間根本協(xié)議、聯(lián)邦法規(guī)、總統(tǒng)令、政府決議及核能

17、利用方面的幾個(gè)部門間協(xié)議。其中俄羅斯國(guó)家核監(jiān)視委員會(huì)編制同意的-88和俄羅斯國(guó)家衛(wèi)生防疫監(jiān)視委員會(huì)發(fā)布的-96是核電廠必需遵守的總原那么。-88從核平安、輻射平安、消防平安、技術(shù)平安等方面對(duì)根本平安保證原那么作了規(guī)定，對(duì)企業(yè)各種活動(dòng)，包括建筑、技術(shù)、電氣、監(jiān)測(cè)控制、事故分析、施工、運(yùn)轉(zhuǎn)、質(zhì)保等提出了要求；并對(duì)核電廠重要系統(tǒng)如反響堆、包容系統(tǒng)、余熱導(dǎo)出系統(tǒng)、供電、儀控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等做出詳細(xì)要求。-96規(guī)定了任務(wù)人員及公眾對(duì)天然源、醫(yī)學(xué)源照射的限制要求和限制值、允許值，對(duì)事故應(yīng)急照射提出了限制規(guī)定，并詳細(xì)規(guī)定了事故干涉程度。根據(jù)上述法規(guī)，俄羅斯國(guó)家原子能部和核平安監(jiān)視委員會(huì)制定了一系列導(dǎo)那么和實(shí)

18、施規(guī)范，例如：國(guó)家核輻射平安監(jiān)視局逐漸完善了前蘇聯(lián)核動(dòng)力法規(guī) 系列，編制了一系列導(dǎo)那么類文件，如H、系列；國(guó)家原子能部及技術(shù)監(jiān)視委員會(huì)編制了類平安規(guī)程。同時(shí)，還援用大量蘇聯(lián)時(shí)期的規(guī)范文件。例如：蘇聯(lián)原子能部同意的核動(dòng)力法規(guī) 、規(guī)程、防火規(guī)范；蘇聯(lián)國(guó)家建立委員會(huì)同意的建筑規(guī)范。第二節(jié) 主要民用核平安設(shè)備的構(gòu)造和工藝一、反響堆壓力容器反響堆壓力容器RPV是核電廠最關(guān)鍵的部件，在核電廠平安分析中，不思索其失效。反響堆壓力容器長(zhǎng)期任務(wù)在高溫320左右、高壓15.5MPa左右、含硼酸水介質(zhì)和高放射性輻照的條件下，屬于在核電廠整個(gè)壽期內(nèi)普通40年，有的要求60年不可改換的設(shè)備。反響堆壓力容器是一個(gè)底部焊有

19、半球形封頭的圓筒形承壓密封容器，內(nèi)裝有堆芯燃料組件、上部及下部堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒等功能組件、以及其他與堆芯有關(guān)的部件?？偢咂胀?113m，總分量普通為300400t，筒體內(nèi)徑普通為4m左右，筒體壁厚普通為200250mm。圖2-1所示為大亞灣核電站的反響堆壓力容器構(gòu)造圖。圖2-1 大亞灣核電站反響堆壓力容器壓力容器頂部為用法蘭螺栓銜接的可裝配半球形封頭頂蓋。頂蓋普通是由整體封頭和頂蓋法蘭焊接而成?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及堆內(nèi)測(cè)溫安裝的管座3965個(gè)經(jīng)過(guò)液氮冷卻裝配貫穿在壓力容器頂蓋上，然后進(jìn)展鎳基堆焊和對(duì)稱焊接，以防垂直變形，還要采取一定的焊接順序，防止頂蓋的應(yīng)力變形，焊接工藝難度較大。有的堆型的壓力

20、容器底部也焊有堆芯核丈量安裝的管座，焊接工藝與頂蓋上的管座焊接工藝一樣。壓力容器頂蓋和本體是經(jīng)過(guò)主法蘭、螺栓及上下法蘭間的兩道鎳制“O形環(huán)緊固密封。壓力容器本體由45個(gè)筒節(jié)和下封頭環(huán)形拼焊而成。筒節(jié)均為整體鍛件，無(wú)縱縫。48個(gè)冷卻劑進(jìn)出入口接納普通是經(jīng)過(guò)馬鞍形焊縫銜接到相應(yīng)的筒節(jié)。由于主管道的資料普通為不銹鋼，因此接納與主管道的銜接處還需求焊接平安端。俄羅斯VVER堆型壓力容器上的接納是直接與相應(yīng)筒節(jié)鍛造出來(lái)的，無(wú)須焊接，主管道與壓力容器材質(zhì)類似，無(wú)須焊接平安端。為了滿足壓力容器在高溫、高壓及強(qiáng)輻照條件下任務(wù)的特殊要求，思索到核電廠壽期內(nèi)冷卻劑的流動(dòng)沖刷，含硼水對(duì)資料的腐蝕，耐輻照性能及金屬的

21、老化等要素，壓力容器資料要求有較高的機(jī)械性能、抗輻照性能和熱穩(wěn)定性，常用資料普通為高強(qiáng)度低鐵素體低合金鋼。壓水堆核電廠開展至今，除俄羅斯采用CrNiMo鋼15X2HMA外，我國(guó)和美、法、德、日等國(guó)，均采用MnNiMo鋼，例如：SA 508美、20MnMoN65法等，它們的化學(xué)成份和機(jī)械性能大體上都相當(dāng)。為防止高溫含硼水對(duì)壓力容器資料的腐蝕，壓力容器內(nèi)外表一切與冷卻劑接觸的部位都有厚度不小于5mm的不銹鋼耐蝕堆焊層。高溫氣冷堆的反響堆壓力容器比壓水堆的壓力容器要大得多，且外形比較細(xì)長(zhǎng)。例如單堆功率250MW的高溫氣冷堆的反響堆壓力容器內(nèi)徑約5700mm，法蘭最大外徑約6400mm，主體總高約25

22、m，連同支承件總重約760t。筒體上段是由厚度為131mm的SA533B鋼板拼焊而成，下段是由厚度為204mm的SA508-整體鍛件焊接而成，下封頭是由厚度為83mm的SA508-鍛板熱沖壓而成。反響堆壓力容器內(nèi)裝石墨作為慢化劑和堆內(nèi)構(gòu)件。壓力容器鋼鍛件的主要工藝流程如下：爐料預(yù)備冶煉電爐+真空脫氣處置澆鑄鍛造鍛后熱處置粗加工超聲波檢驗(yàn)調(diào)質(zhì)熱處置淬火+回火取樣機(jī)加工無(wú)損檢驗(yàn)。 反響堆容壓力容器的現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝也相當(dāng)復(fù)雜，主要工藝包括：壓力容器支撐環(huán)安裝壓力容器吊裝、引入反響堆廠房壓力容器翻轉(zhuǎn)套箍和提升安裝安裝吊裝翻轉(zhuǎn)壓力容器壓力容器吊裝就位與調(diào)整計(jì)算壓力容器調(diào)整墊片等。其中，壓力容器本體和頂蓋之

23、間的主密封面是壓力容器的關(guān)鍵部位，安裝施工期間必需確保該部位不能遭到任何損傷。二、堆內(nèi)構(gòu)件壓水堆堆內(nèi)構(gòu)件由不銹鋼型的高合金鋼制成。主要包括上部堆內(nèi)構(gòu)件和下部堆內(nèi)構(gòu)件兩大部分。如圖2-2所示，下部堆內(nèi)構(gòu)件由堆芯吊籃和堆芯支承板、堆芯下柵板、流量分配孔板、二次支承組件、堆芯圍板組件及熱屏組件等主要部件組成。整體重約84噸，直徑約3.9 m，高約9.9 m。堆芯吊籃是一個(gè)高約10 m的不銹鋼圓筒，由板材卷焊筒節(jié)拼焊而成，對(duì)機(jī)加工機(jī)床的才干要求比較高。吊籃經(jīng)過(guò)上部凸肩懸掛并被壓緊在壓力容器內(nèi)結(jié)合面位置的凸肩上。吊籃凸肩周邊上開有4個(gè)對(duì)稱的方形鍵槽，用以上、下堆內(nèi)構(gòu)件與壓力容器一同定位，確保燃料組件與控

24、制棒組件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)中，限制吊籃周向轉(zhuǎn)動(dòng)。吊籃上與壓力容器對(duì)應(yīng)位置開有冷卻劑出口管嘴。400多毫米厚的堆芯支承板被焊接在吊籃下部，堆芯分量由堆芯下柵板及幾根支承柱傳送到支承板上。支承板上開有許多孔供堆內(nèi)丈量探頭的導(dǎo)向和水經(jīng)過(guò)。在吊籃筒體下部外外表，周向設(shè)有四個(gè)對(duì)稱的導(dǎo)向定位安裝與壓力容器上的四個(gè)導(dǎo)向定位安裝相對(duì)應(yīng)，用以徑向定位并允許有少量不均勻膨脹。軸向當(dāng)?shù)趸@筒體受熱后那么可以向下自在膨脹。下柵格板用于支撐堆芯。堆芯燃料組件直立坐于堆芯下柵格板上，借助下柵格板下面的支承柱將堆芯分量傳送給吊籃底部的支承板。下柵格板上每個(gè)燃料組件位置設(shè)一對(duì)對(duì)中銷，給燃料組件定位。下柵格板經(jīng)過(guò)支承柱銜接固定在吊籃底部

25、的支承板上。在下柵格板相對(duì)于每個(gè)燃料組件位置上開有4個(gè)冷卻劑流通孔，以使冷卻劑流入燃料組件。根據(jù)核丈量安裝要求，在下柵格板每個(gè)燃料組件位置中央設(shè)有丈量安裝導(dǎo)管的支承和導(dǎo)向安裝，以使丈量安裝導(dǎo)管與燃料組件中央導(dǎo)向管對(duì)中并便于導(dǎo)入。流量分配孔板位于下柵格板和堆芯支承板之間，定位固定于支承柱上。流量分配孔板上開有大量流通孔，它一方面可以提高下柵格板的剛性，使板面平直，同時(shí)用以消除引起冷卻劑流量分配不均勻的渦流，保證經(jīng)過(guò)每個(gè)燃料組件的流量圖2-2 壓力容器下部堆內(nèi)構(gòu)件相等。假設(shè)采取添加下柵格板的剛性，加大下柵格板與堆芯支承板間的間隔 來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，那么可以取消流量分配孔板。大亞灣核電站壓水堆中未安裝

26、流量分配孔板。二次支承組件是一種平安安裝，發(fā)生堆芯吊籃斷裂事故時(shí)，用來(lái)限制堆內(nèi)構(gòu)件向下位移，以防止控制棒組件與對(duì)應(yīng)的燃料組件中的導(dǎo)向筒不對(duì)中，妨礙緊急停堆。另外，在吊籃發(fā)生斷裂時(shí)，堆芯忽然垂直下落，支柱與防斷底板間的四只吸能緩沖器依托薄弱的橫截面產(chǎn)生變形而耗去沖擊能量，從而防止壓力容器受沖擊而損壞。二次支承組件靠螺栓銜接焊接固定，以防松動(dòng)。堆芯圍板是根據(jù)燃料組件構(gòu)成的堆芯外廓外形垂直置放于堆芯外沿，坐裝在堆芯下柵格板固定位置上。圍板依托自下而上設(shè)置的多層幅板，在程度方向利用螺栓銜接固定于吊籃筒體上。幅板外周邊呈圓形與吊籃筒體銜接固定，內(nèi)周邊呈直角曲折狀與圍板銜接固定，以此支撐住圍板，保證圍板的

27、剛性和平直。幅板上開有一些小孔，圍板與吊籃筒體間充溢的水起反射層作用。上部堆內(nèi)構(gòu)件如圖23所示，它是由堆芯上柵格板、導(dǎo)向管支承板、控制棒導(dǎo)向管及支承柱等主要部件組成。上部堆內(nèi)構(gòu)件組裝成一個(gè)整體，重約43.7t，直徑約3.9 m，高約4.2 m，裝卸時(shí)實(shí)行整體吊裝。堆芯上柵格板是位于堆芯燃料組件上部的壓緊定位板，它直接壓緊燃料組件，可燃毒物棒組件、中子源棒組件和阻力塞棒組件，防止這些組件因水力沖擊而“向上飛。上柵格板上開有許多與每個(gè)燃料組件一一對(duì)應(yīng)的流水孔、控制棒導(dǎo)向管孔和支承柱中間通孔，以便控制棒束上下抽插，讓冷卻劑從堆芯流出。上柵格板上設(shè)有向下的定位銷，每個(gè)燃料組件位置一對(duì)，與燃料組件上管座

28、上的兩對(duì)角定位孔相配合，將燃料組件定位。導(dǎo)向筒支承板是一塊直徑約3.9 m，厚約100 mm的圓板。為了加強(qiáng)剛性防止變形，在支承板下平面焊接有圓筒狀肋板進(jìn)展加固。導(dǎo)向筒支承板利用支承柱與堆芯上柵格板銜接成為一個(gè)整體。上部堆內(nèi)構(gòu)件經(jīng)過(guò)導(dǎo)向筒支承板法蘭座落在吊籃法蘭上面，兩個(gè)法蘭間有一個(gè)環(huán)形的板狀壓緊彈簧。圖2-3 壓水堆上部堆內(nèi)構(gòu)件控制棒導(dǎo)向筒是給控制棒組件在堆芯燃料組件內(nèi)上下抽插時(shí)起導(dǎo)向作用的部件?？刂瓢魧?dǎo)向筒分上下二部分，支承板以上管段為延續(xù)式的導(dǎo)向，由方形導(dǎo)向板組成。支承板與堆芯上柵板之間，為圓形延續(xù)導(dǎo)向管段。上下兩部分用法蘭、螺栓銜接。導(dǎo)向筒下部法蘭經(jīng)過(guò)銷釘與堆芯上柵板定位銜接。下段控制

29、棒導(dǎo)向管由不銹鋼C型管和雙孔異型管裝配而成?？刂瓢魧?dǎo)向管壁上開有一些孔洞以便冷卻劑流通。由于控制棒導(dǎo)向管較長(zhǎng)，外形復(fù)雜，要求有準(zhǔn)確的對(duì)中尺寸確?？刂瓢羰趯?dǎo)向筒內(nèi)自在挪動(dòng)，裝配精度要求較高。由于控制棒導(dǎo)向管壁薄而且焊接后不能再進(jìn)展機(jī)加工，所以普通采用真空電子束焊接保證其尺寸精度和預(yù)防變形。三、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)部鉤爪組件、驅(qū)動(dòng)軸組件、耐壓殼組件、磁軛線圈組件和位置指示組件，見圖24。其中，耐壓殼組件是驅(qū)動(dòng)軸和銷爪組件的包殼，由圓長(zhǎng)管密封承壓殼及其上部位置傳送器套管組成，圓長(zhǎng)管密封承壓殼由分段殼體經(jīng)過(guò)密封環(huán)焊銜接而成。同時(shí)，耐壓殼安裝在壓力容器管座上，它與管座采用梯形螺紋銜接和小

30、密封環(huán)焊接密封。耐壓殼是承壓邊境，該承壓邊境的破損將產(chǎn)生放射性的冷卻劑外溢。因此，該組件的3道密封環(huán)焊工藝和質(zhì)量非常關(guān)鍵。耐壓殼與管座之間的密封焊普通在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展。圖24 銷爪式磁力提升型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)四、蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器SG是壓水堆核電站一回路和二回路之間的樞紐，它將反響堆產(chǎn)生的熱量傳送給二回路，并將二回路的給水變成蒸汽，推進(jìn)汽輪機(jī)做功。蒸汽發(fā)生器的種類繁多，但目前壓水堆核電站中運(yùn)用較為廣泛的是立式U形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器和臥式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。后者在俄羅斯和一些東歐國(guó)家運(yùn)用較廣，我國(guó)目前只需田灣核電站采用的是臥式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。下面就以運(yùn)用最為廣泛的立式U形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器

31、為例簡(jiǎn)單引見一下蒸汽發(fā)生器的構(gòu)造和工藝。立式U形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的典型構(gòu)造如圖2-5所示。蒸汽發(fā)生器總高約20m，整個(gè)構(gòu)造由下筒體蒸發(fā)段和上筒體汽水分別段兩部分組合而成。下筒體蒸發(fā)段用來(lái)使二回路給水汽化，上筒體汽水分別段那么用來(lái)將汽水混合物分別，并使蒸汽枯燥。蒸汽發(fā)生器由筒體組件、下封頭、管板、U型管束組件、汽水分別組件等主要部件組成。下封頭、管板及U型管為一回路壓力邊境，均為核一級(jí)部件。蒸汽發(fā)生器筒體由上封頭、上筒體、錐形銜接段及下筒體組成，用厚75100 mm的錳鉬鎳低合金鋼板卷制或整體鍛件環(huán)焊縫焊接成一個(gè)整體。下筒體外徑約3.5 m，錐形段以上被擴(kuò)展到約4.5 m。筒體組件下端與管板

32、、下封頭焊接成一個(gè)整體。上封頭為規(guī)范橢球外形，頂部蒸汽出口接納管嘴內(nèi)有假設(shè)干個(gè)普通為7個(gè)小直徑文丘里管，組成流量限制器，用于主蒸汽管道破裂時(shí)限制蒸汽流量過(guò)大，從而減緩一回路冷卻劑的降溫速率和蒸汽發(fā)生器構(gòu)件的熱變應(yīng)力。上筒體內(nèi)主要設(shè)置有汽水分別器和蒸汽枯燥器。上筒體下端設(shè)有給水接納，管嘴與筒體內(nèi)給水環(huán)管相連。圖2-5 立式U形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器下封頭是蒸汽發(fā)生器中接受壓差最大的部件，通常為半球形，沖壓成型，技術(shù)難度較大，有的堆型采用鑄造。下封頭內(nèi)壁與冷卻劑接觸外表堆焊56 mm厚的不銹鋼覆蓋層，以降低腐蝕，使冷卻劑堅(jiān)持良好的水質(zhì)和較低的放射性程度。下封頭與管板焊成一體，并由焊接在管板上的鎳基合

33、金隔板將下封頭空間分隔成二個(gè)水室，每個(gè)水室開有一個(gè)進(jìn)口或出口接納和一個(gè)人孔。人孔用來(lái)對(duì)蒸汽發(fā)生器管板、傳熱管進(jìn)展在役檢查和檢修。管板厚約500800 mm，采用高強(qiáng)度MnMoNi低合金鋼鍛造而成，屬于超厚鍛件，且要求具有優(yōu)良的塑韌性和淬透性，鍛造難度較大。另外，大型管板上需求鉆出近萬(wàn)個(gè)管孔，且對(duì)管孔的孔徑公差、節(jié)距公差、形位公差和光潔度要求很高。因此，深孔鉆也是蒸汽發(fā)生器制造過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵工藝。管板與一回路冷卻劑接觸外表堆焊有因科鎳合金復(fù)覆層。傳熱管與管板銜接采用管板全深度脹管工藝加端部密封焊接，消除管孔與傳熱管間隙，防止間隙內(nèi)堆積、濃縮化學(xué)物質(zhì)。傳熱管外徑約1620mm，厚約11.5mm，

34、數(shù)量約為40005000根，資料普通為抗腐蝕才干較強(qiáng)的Inconel-600或690合金。俄羅斯的臥式蒸汽發(fā)生器傳熱管資料為不銹鋼，數(shù)量為10793根。高溫氣冷堆的蒸汽發(fā)生器與壓水堆的構(gòu)造差別較大，傳熱管為盤管構(gòu)造，共19組，資料為Inconel-800的，其頂部直接銜接2臺(tái)氦風(fēng)機(jī)。 五、穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器是對(duì)一回路冷卻劑系統(tǒng)壓力進(jìn)展控制和超壓維護(hù)的重要設(shè)備，根本功能是建立并維持一回路系統(tǒng)的壓力，防止冷卻劑在反響堆內(nèi)發(fā)生容積沸騰。整個(gè)壓水堆冷卻劑系統(tǒng)共用一臺(tái)穩(wěn)壓器，經(jīng)過(guò)動(dòng)搖管和一個(gè)環(huán)路的熱管段相連。按原理和構(gòu)造方式的不同，穩(wěn)壓器分為氣罐式和電加熱式兩種?，F(xiàn)代壓水堆核電站普遍采用電加熱式穩(wěn)壓器。下面以

35、大亞灣核電站穩(wěn)壓器為例引見電加熱式穩(wěn)壓器。 如圖2-6所示，穩(wěn)壓器為一立式上下為半球形封頭的圓柱筒形高壓容器，高13 m，直徑2.5 m，凈重約80 t，安裝在下部裙座上，裙座經(jīng)過(guò)地腳螺栓將穩(wěn)壓器固定在地基上。整個(gè)穩(wěn)壓器由容器、動(dòng)搖管接納嘴、電加熱器、噴淋管接頭、平安閥組排放管接頭等部件組成，用資料為錳鉬鎳低合金鋼板卷焊或鍛件加工焊接成一個(gè)整體，內(nèi)壁堆焊奧氏體不銹鋼耐蝕層。圖2-6 大亞灣核電站穩(wěn)壓器在穩(wěn)壓器頂部封頭上焊有噴淋管接口以及可以提供超壓維護(hù)的平安閥組排放管接口。容器頂部設(shè)計(jì)有人孔，以便人員進(jìn)入，人孔用封蓋經(jīng)過(guò)螺栓蓋封。過(guò)渡段接在底封頭中心，另一端與一號(hào)環(huán)路的熱管段管道相銜接。容器底

36、部還設(shè)置有核取樣管接口。在底部封頭上焊接有60根電加熱器棒的套筒，以容器封頭中心軸線為圓心呈同心圓布置。電加熱器由60根直管護(hù)套型電加熱器元件組成，共分為6組，經(jīng)過(guò)這些套筒從底部插入穩(wěn)壓器中，然后在套筒根部與每根電加熱元件焊接密封。加熱元件的護(hù)套管上端用端塞焊接密封，下端為一密封銜接插塞，用其引出電源線。這樣即使加熱元件護(hù)套管破裂，穩(wěn)壓器仍處于密封形狀。鎳鉻合金電熱絲放在管狀不銹鋼護(hù)套中心，用氧化鎂粉末壓緊絕緣。穩(wěn)壓器60個(gè)電加熱組件的焊接是穩(wěn)壓器制造的關(guān)鍵工藝，具有一定的技術(shù)難度。六、反響堆冷卻劑泵反響堆冷卻劑泵簡(jiǎn)稱主泵是壓水堆冷卻劑回路系統(tǒng)中獨(dú)一高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，又是非常精細(xì)的功率強(qiáng)大的

37、設(shè)備，屬于壓水堆電站的關(guān)鍵設(shè)備之一。高溫氣冷堆采用氦氣作為冷卻劑，氦氣流動(dòng)動(dòng)力于氦風(fēng)機(jī)。每個(gè)環(huán)路2臺(tái)氦風(fēng)機(jī)，直接位于蒸汽發(fā)生器的頂部。現(xiàn)代壓水堆核電站運(yùn)用最廣泛的主泵是立式、單級(jí)軸密封泵。 圖27為大亞灣核電站反響堆主泵構(gòu)造。冷卻劑泵從底部到頂部可分為三個(gè)部分，即水力機(jī)械部分、軸密封組件部分和電動(dòng)機(jī)部分。1水力機(jī)械部分，包括吸入口和出水口接納、泵殼、葉輪、擴(kuò)壓器和導(dǎo)流管、泵軸、主泵軸承和熱屏等部件。其中：泵殼：為鉻鎳奧氏體鐵素體不銹鋼整體鑄件，是一回路壓力邊境的一部分，為核1級(jí)部件。應(yīng)能接受設(shè)計(jì)工況以及事故形狀下的各類載荷，如最高溫度、壓力瞬態(tài)、地震、管道破裂引起的應(yīng)力，以及壽期內(nèi)的交變應(yīng)力、

38、疲勞強(qiáng)度。軸向進(jìn)水口在下部，出水口與葉輪成切線方向。管口與一回路管道全厚度焊接。葉輪：是一個(gè)單級(jí)有7個(gè)螺旋葉片組成的不銹鋼鑄件，裝在泵軸的下端。冷卻劑由泵底吸入口進(jìn)入葉輪吸入口，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將冷卻劑經(jīng)擴(kuò)壓器及與之方向一樣的切線出水口接納送至堆入口環(huán)路管冷段。 泵軸：為不銹鋼鍛件，它需求接受很大的改動(dòng)力矩。泵軸上端為剛性聯(lián)軸器，與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)接，下端與葉輪固定聯(lián)接，中間設(shè)置有一個(gè)徑導(dǎo)游向軸承。熱屏蔽：目的是在泵的上部和泵的下部之間進(jìn)展隔熱。泵的上部為軸承和聯(lián)軸器等，要求堅(jiān)持在90 左右；而泵的下部為高溫高壓的冷卻劑。主泵軸承：主泵機(jī)組裝有雙向推力軸承和三個(gè)導(dǎo)向軸承。導(dǎo)向軸承兩個(gè)裝在電機(jī)上，為常規(guī)

39、油光滑滑動(dòng)軸承；第三個(gè)為泵軸承，是浸在水中的水光滑軸承,安裝在熱屏蔽和軸封之間。它包括不銹鋼軸頸和由幾個(gè)石墨環(huán)構(gòu)成的殼體, 軸頸在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。軸承安裝在環(huán)型箱中，該箱能校正軸的偏心度。 圖27 反響堆冷卻劑泵構(gòu)造2軸密封組件部分保證主泵軸向的密封，包括三個(gè)軸密封、主法蘭和密封罩等部件；經(jīng)過(guò)延續(xù)的三級(jí)走漏，將系統(tǒng)壓力過(guò)渡到大氣壓。 3電動(dòng)機(jī)部分，包括電動(dòng)機(jī)、止推軸承、上下徑向軸承、頂軸油泵系統(tǒng)和慣性飛輪等部件。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通常采用是空氣冷卻鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其額定功率約為6.5MW，由6.0kV母線供電。采用開式空氣冷卻。為防止平安殼內(nèi)空氣升溫，在冷卻回路出口裝有兩臺(tái)冷卻器，由RRI系統(tǒng)冷卻。電機(jī)

40、設(shè)有電加熱器，在泵停運(yùn)時(shí)加熱，使線圈堅(jiān)持一定溫度，防止凝結(jié)水。為了便于維修主泵和電機(jī)，在泵軸與電機(jī)軸之間由一根短軸剛性銜接。慣性/惰轉(zhuǎn)飛輪提高了主泵的惰轉(zhuǎn)性能，當(dāng)主泵忽然斷電時(shí)，泵仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)十幾分鐘，以保證有足夠的堆芯冷卻，以及及時(shí)采取應(yīng)急措施，從而提高了全廠斷電時(shí)堆芯的平安性。因此，惰轉(zhuǎn)飛輪為余熱排出相關(guān)的核3級(jí)部件。美國(guó)的AP600和AP1000堆型核電站采用的是每個(gè)環(huán)路并聯(lián)兩臺(tái)全密封的屏蔽離心泵，替代傳統(tǒng)的一臺(tái)軸密封泵。屏蔽離心泵直接懸掛在蒸汽發(fā)生器下封頭匯水腔下，省去了主管道過(guò)渡段。由于這種泵沒(méi)有軸封，不需求軸封水系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了化容系統(tǒng)，也不會(huì)引起密封失效產(chǎn)生的失水事故，大大添加了平安

41、性。七、主管道通常壓水堆核電站的反響堆冷卻劑系統(tǒng)由24個(gè)環(huán)路組成，每條環(huán)路包括一臺(tái)蒸汽發(fā)生器、一臺(tái)主泵和將這些設(shè)備與反響堆壓力容器銜接起來(lái)的反響堆冷卻劑管道，也稱主管道。每條環(huán)路中反響堆壓力容器與蒸汽發(fā)生器之間的主管道稱為熱管段熱腿，蒸汽發(fā)生器與主泵之間的主管道稱為過(guò)渡段，主泵與反響堆壓力容器之間的主管道稱為冷管段冷腿。AP600和AP1000堆型核電站主泵直接懸掛在蒸汽發(fā)生器下封頭匯水腔下，省去了主管道過(guò)渡段。主管道3個(gè)管段的直徑略有差別，普通在700800mm左右，壁厚80mm左右。每個(gè)管段上還帶有一定數(shù)量的接納嘴，其中位于冷管段上的上沖管接納嘴還帶有熱套管。除了俄羅斯的主管道與其壓力容器

42、筒體材質(zhì)類似以外，其它壓水堆的主管道根本為不銹鋼資料的。目前國(guó)產(chǎn)主管道主要采用的是鑄造工藝。其中，直管段采用離心澆鑄，彎頭和斜接納嘴采用砂箱靜力鑄造，熱套管采用鍛造。通常將熱段、冷段和過(guò)渡段組件預(yù)制焊接、檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)完成后再運(yùn)到核電站安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展焊接。核電廠主管道屬于壁厚大口徑奧氏體不銹鋼，對(duì)焊接過(guò)程要求極為嚴(yán)厲，焊縫內(nèi)不得存在任何宏觀或微觀焊接缺陷。在保證各種優(yōu)良的力學(xué)性能和運(yùn)用性能的前提下，其變形和收縮量應(yīng)控制在所規(guī)定的范圍之內(nèi)，焊接難度很大。普通采用手工鎢極氬弧焊封底和手工電弧焊填充的組合方法。根部焊層時(shí)，用氬氣在外面和里面進(jìn)展維護(hù)。八、平安殼附件對(duì)于壓水堆型核電站，反響堆廠房即是指平安殼

43、。平安殼是一個(gè)將反響堆本體及一回路蒸汽發(fā)生器、主循環(huán)泵、穩(wěn)壓器、管道閥門等設(shè)備包圍集中在一同的密封建筑，是確保核電站平安的最后一道屏障，是一個(gè)極其重要的建筑物。平安殼按資料分有鋼殼、鋼筋混凝土殼和預(yù)應(yīng)力混凝土殼等幾種；按構(gòu)造分有單層殼和雙層殼兩種；按其性能分，有干式殼、濕式殼和冰冷凝式殼等幾種。一平安殼鋼襯里平安殼鋼襯里在預(yù)應(yīng)力混凝土平安殼內(nèi)，起密封作用。平安殼鋼襯里普通由底板、截錐體、圓柱形筒體和穹頂組成，構(gòu)成整體壓力“容器，如圖2-8所示，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其最小壁厚為6mm。筒體壁板安裝牛腿、貫穿件、人員閘門、設(shè)備閘門、錨固件，及反面錨固在混凝土中的角鋼、銜接件焊釘?shù)?。截錐體筒體環(huán)吊牛腿貫穿

44、件穹頂?shù)装鍒D2-8 平安殼鋼襯里構(gòu)造表示圖鋼襯里車間拼接采用埋弧焊，現(xiàn)場(chǎng)焊接為焊條電弧焊。分為立向縱縫和環(huán)向焊縫，壁板安裝精度要求高，任務(wù)量大，焊接納縮量大，為保證設(shè)計(jì)尺寸和焊接質(zhì)量并減小變形、應(yīng)采取相應(yīng)的焊接措施。鋼襯里經(jīng)過(guò)螺柱焊與平安殼銜接。二鋼制平安殼即將開工建立的AP1000 型壓水堆核電站的CV 平安殼是反響堆廠房的內(nèi)層屏蔽構(gòu)造，是非能動(dòng)平安系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。CV 平安殼容器式反響堆廠房的一道重要平安屏障。整個(gè)平安殼容器由中間圓柱形筒體及上、下兩個(gè)橢圓型封頭組成，最大直徑39.624m，總高度65.633m，體積約70000m3，總分量約3600t，主要受壓元件資料：SA738

45、Gr. B，筒體壁厚：44.45、47.6mm，外形尺寸：39624直徑65634高mm，設(shè)計(jì)壓力：0.41MPa，板焊構(gòu)造，屬于ASME 規(guī)范第三卷NE分卷MC級(jí)設(shè)備。 三人員閘門人員閘門是供任務(wù)人員經(jīng)與輔助廠房銜接的公用通道以出入平安殼。另外通常還設(shè)有一個(gè)應(yīng)急用人員閘門，供任務(wù)人員在應(yīng)急情況經(jīng)過(guò)更衣室廠房出入平安殼。公用通道可以對(duì)外部事件提供必要的防護(hù)。人員閘門是一個(gè)直徑約2.9 m，長(zhǎng)約5.4 m圓筒形構(gòu)造，圓筒內(nèi)外各設(shè)一道密封門。密封門自動(dòng)啟閉，設(shè)有門速控制安裝保證密封門能以穩(wěn)定的并可調(diào)的速度平穩(wěn)任務(wù)，門上裝有防回彈的阻尼機(jī)構(gòu)。四設(shè)備閘門設(shè)備閘門貫穿筒節(jié)預(yù)埋在平安殼混凝土內(nèi)，并與平安殼

46、鋼襯里焊接。設(shè)備閘門的封頭為橢圓形瓜瓣拼焊構(gòu)造，直徑7m多。這種大直徑封頭壓型拼焊工藝復(fù)雜，很難保證外形準(zhǔn)確，需設(shè)計(jì)公用的輔助工裝進(jìn)展組焊。設(shè)備閘門封頭與筒節(jié)法蘭在平安殼封頂前運(yùn)入平安殼存放。在完成平安殼的預(yù)應(yīng)力張拉后，設(shè)備閘門封頭和筒節(jié)法蘭與貫穿筒節(jié)焊接在一同，完成安裝。設(shè)備閘門是平安殼上的重要設(shè)備，在反響堆運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它處于封鎖形狀。設(shè)備閘門作為重型設(shè)備的進(jìn)出口，其外設(shè)有設(shè)備吊裝平臺(tái)，平臺(tái)上設(shè)有龍門吊車。重型設(shè)備由吊裝平臺(tái)吊車經(jīng)過(guò)設(shè)備閘門出入平安殼，以便安裝和檢修。五平安殼貫穿件平安殼貫穿件包括機(jī)械貫穿件和電氣貫穿件兩類。貫穿件是由一個(gè)穿過(guò)平安殼混凝土壁面并錨固在混凝土上的鋼套管及兩個(gè)接頭構(gòu)成

47、如圖29。接頭保證了套管和穿過(guò)平安殼的管道或電纜間的密封銜接。機(jī)械貫穿件有不同的直徑和厚度，以滿足所貫穿銜接的設(shè)備的尺寸和傳送機(jī)械載負(fù)的要求。 平安殼貫穿件分10個(gè)類型，有電纜貫穿件、管道貫穿件、核燃料運(yùn)輸管道貫穿件、以及管道、電纜備用貫穿件等。其中，電纜貫穿件的密封性由鋼套筒 圖2-9 平安殼貫穿件內(nèi)充溢加壓氮?dú)鈦?lái)保證。管道貫穿件內(nèi)可以是單根管道，也可以是多根管道，視平安和設(shè)計(jì)要求而定。大部分貫穿件垂直于平安殼筒體壁面，焊接在平安殼內(nèi)側(cè)的側(cè)板上。九、其他核級(jí)容器壓水堆核電廠各系統(tǒng)中還用到很多核級(jí)容器，如硼注箱、安注箱、容積控制箱、卸壓箱、硼酸制備箱、濃硼酸卸放箱、設(shè)冷水動(dòng)搖箱等。一 硼注箱硼

48、注箱位于高壓安注泵出口，高壓安注水經(jīng)硼注箱進(jìn)入一回路冷段。硼注箱運(yùn)用容積約為3.4 m3。正常運(yùn)轉(zhuǎn)形狀下，箱內(nèi)充溢7000 ppm的高濃度硼酸溶液。發(fā)惹事故時(shí)，根據(jù)安注信號(hào)翻開隔離閥，由高壓安注泵將硼注箱內(nèi)的高濃度硼酸溶液頂入一回路冷段。由于硼注箱內(nèi)高濃度硼酸溶液的硼結(jié)晶溫度較高，為防止硼結(jié)晶，硼注箱絕熱并由電加熱器加熱，以堅(jiān)持溶液溫度。為了堅(jiān)持硼注入箱內(nèi)溫度和硼濃度均勻化，設(shè)有由再循環(huán)泵和緩沖箱組成的再循環(huán)回路。硼注箱由筒體、封頭、筒式支座、接納和人孔組成?，F(xiàn)主體資料多為P355GH碳鋼，內(nèi)外表堆焊不銹鋼，筒體直徑1200mm左右，是由12塊130mm左右的厚鋼板卷焊而成，封頭普通整體壓制而

49、成。二安注箱平安殼內(nèi)每個(gè)環(huán)路的冷管段上都接著一個(gè)安注箱。安注箱為不斷立式筒體構(gòu)造，總?cè)莘e約50 m3，內(nèi)充2000 ppm的含硼水，用加壓4060公斤的氮?dú)飧采w。中壓安注為非能動(dòng)平安系統(tǒng)，不用安注信號(hào)啟動(dòng)。當(dāng)RCP系統(tǒng)壓力降到安注箱內(nèi)壓力以下時(shí)，由氮?dú)鈱⒑鹚畨喝隦CP系統(tǒng)冷段。 安注箱由筒體、封頭、筒式支座、接納和人孔組成?，F(xiàn)主體資料多為Z2CN19-10控氮不銹鋼，筒體是由板材卷焊而成，封頭普通由6塊瓜瓣壓制成型后拼焊而成。十、核2、3級(jí)泵泵在核電站的消費(fèi)過(guò)程中，占有相當(dāng)重要的位置，也是運(yùn)用較多的機(jī)械設(shè)備之一。普通二代壓水堆核電廠中，除了核1級(jí)的主泵外，單堆核2級(jí)泵有7種14臺(tái)，分別是余熱

50、排出泵2臺(tái)、上充泵/高壓安注泵3臺(tái)、低壓安注泵2臺(tái)、平安殼噴淋泵2臺(tái)、水壓實(shí)驗(yàn)泵1臺(tái)、電動(dòng)輔助給水泵2臺(tái)、汽動(dòng)輔助給水泵2臺(tái)。單堆核3級(jí)泵共9種19臺(tái)，分別是設(shè)備冷卻水泵4臺(tái)、重要廠用水泵4臺(tái)、硼酸保送泵2臺(tái)、乏燃料水池冷卻泵2臺(tái)、冷凍水循環(huán)泵2臺(tái)、硼酸再循環(huán)泵2臺(tái)、前貯槽循環(huán)供料泵1臺(tái)、除氣塔疏水泵1臺(tái)、化學(xué)添加劑混合泵1臺(tái)。與其他工業(yè)用泵一樣，核電站最常用的泵有離心泵、屏蔽泵和其它類型的泵。 一上充泵/高壓安注泵上充泵是化學(xué)與容積控制系統(tǒng)的一個(gè)重要設(shè)備。在正常工況下向反響堆冷卻劑系統(tǒng)保送凈化水、泄露補(bǔ)充水和主泵軸封水。在換料時(shí)，對(duì)系統(tǒng)充水。當(dāng)一回路發(fā)生中小破口失水事故或發(fā)生主蒸汽管道破裂而

51、引起一回路溫度、壓力下降到一定值時(shí)，安注信號(hào)發(fā)生，又作為高壓安注泵從換料水箱汲取含硼水經(jīng)過(guò)硼注箱向RCP系統(tǒng)冷段注水，或直接注入RCP系統(tǒng)的冷段和熱段，防止堆芯燒毀。上充泵有往復(fù)式和離心式兩種。大亞灣核電站采用的是三臺(tái)并聯(lián)的臥式多級(jí)離心式上充泵。離心式上充泵普通為小流量、高揚(yáng)程離心泵。 二輔助給水泵輔助給水泵屬于專設(shè)平安設(shè)備，作為主給水系統(tǒng)的后備，當(dāng)主給水喪失時(shí)，不斷處于熱備用形狀的輔助給水泵立刻啟動(dòng)向蒸汽發(fā)生器二次側(cè)提供應(yīng)水。為了滿足單一缺點(diǎn)原那么和多樣性原那么，普通并列采用兩種泵。輔助給水泵普通為多級(jí)臥式離心泵，分為汽動(dòng)和電動(dòng)兩種。兩臺(tái)電動(dòng)輔助給水泵由應(yīng)急電源供電，每臺(tái)提供50%額定流量。

52、另一臺(tái)為汽動(dòng)，提供100%額定流量。汽機(jī)是單級(jí)激動(dòng)式汽輪機(jī)，由主蒸汽管道上主隔離閥前3個(gè)分管供汽，只需其中一個(gè)供汽就能滿足供汽量?，F(xiàn)新建的二代核電站中采用2臺(tái)50%額定流量聯(lián)體式單級(jí)臥式汽動(dòng)輔助給水泵。十一、核級(jí)閥門閥門作為一種通用機(jī)械設(shè)備，在核電站系統(tǒng)中大量運(yùn)用，而且種類繁多、數(shù)量龐大、功能各異。例如在秦山二期265MW核電站中，核級(jí)閥門不包括風(fēng)閥就有3500臺(tái)左右，其中核1級(jí)閥門約150臺(tái)左右。按閥門構(gòu)造劃分，主要有截止閥、隔膜閥、閘閥、蝶閥、球閥、止回閥、彈簧式平安閥、先導(dǎo)式平安閥等。核級(jí)閥門的閥體普通不允許采用焊接構(gòu)造的閥體，因此核級(jí)閥門本身需求焊接的地方不多，除了主要鑄鍛件的補(bǔ)焊外，

53、主要是硬密封閥門的密封面上堆焊硬質(zhì)合金等資料，以提高核電閥門密封面耐磨和耐蝕性能。目前較為常見的閥門密封面堆焊方法有氣焊堆焊、焊條電弧堆焊、鎢極氬弧堆焊和等離子弧堆焊等方法。由于核級(jí)閥門與管道的銜接根本是采用焊接銜接的方式，因此閥門在現(xiàn)場(chǎng)安裝中的焊接質(zhì)量尤為重要。下面把閥門在安裝現(xiàn)場(chǎng)焊接中的本卷須知作一下簡(jiǎn)單引見。球閥內(nèi)部有聚四氟乙烯密封墊，不能接受高溫，因此閥門與管子焊接前，要在距閥門中心一定間隔 處在焊縫靠閥門一側(cè)貼上溫度顯示標(biāo)簽88127。該標(biāo)簽將隨溫度的升高由白色變成黑色。焊工焊接時(shí)盡能夠采用小的電流，分段焊接。假設(shè)溫度標(biāo)簽顯示溫度上升至110時(shí)，應(yīng)立刻停頓焊接，當(dāng)焊縫冷卻后再分段焊接

54、。隔膜閥內(nèi)部由橡膠密封墊，焊接時(shí)不能受熱。因此焊接時(shí)一定要拆下閥頭，待閥體與管道焊接后再裝上閥頭。SRG閥密封焊時(shí)應(yīng)盡能夠運(yùn)用小的電流。焊接時(shí)必需加絲，焊接電流普通在5060A，最大熔深不能超越2.2mm，且熔敷金屬不能溢出邊緣。焊接前，一定要明白閥門能否必需在翻開或封鎖形狀下焊接。焊接時(shí)，要保證焊接電流不能經(jīng)過(guò)閥體，因此絕不允許地線夾在閥門的任何位置。如圖2-10所示。圖13-2 閥門焊接接線方法圖2-10 閥門安裝焊接的接地十二、核級(jí)熱交換器壓水堆核電站一回路輔助系統(tǒng)采用了大量核2、3級(jí)的熱交換器，且種類繁多，根本為管殼式的和管板式。其中核2級(jí)的主要有余熱排出熱交換器、平安殼噴淋熱交換器、

55、化容熱交換器，核3級(jí)的主要有再生熱交換器、下泄熱交換器、設(shè)冷水熱交換器等等。一余熱排出熱交換器余熱排出熱交換器為立式U型管殼式熱交換器。U型管束焊接在管板上，管板被夾在殼體和流道封頭法蘭之間。流道封頭內(nèi)有隔板將進(jìn)出口流體分開如圖211。冷卻劑從U型管內(nèi)流過(guò)，設(shè)備冷卻水從殼體流過(guò)。圖2-11 余熱排出熱交換器 二再生熱交換器該熱交換器是以管內(nèi)的上充流為冷源進(jìn)展熱量回收，完成下泄流降壓前初次冷卻降溫。以大亞灣運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)為例，穩(wěn)態(tài)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，292冷卻劑從一條環(huán)路的冷段引出，經(jīng)兩個(gè)氣動(dòng)隔離閥進(jìn)入再生熱交換器殼側(cè)，被管側(cè)上充流冷卻。下泄流正常流量為13.6 m3/h，溫度由292降至140。由再生熱交換

56、器引出的下泄流經(jīng)三組并聯(lián)的下泄孔板減壓正常時(shí)一組運(yùn)轉(zhuǎn)。然后流出反響堆廠房平安殼，進(jìn)入設(shè)在核輔助廠房?jī)?nèi)的下泄熱交換器管側(cè)，被殼側(cè)RRI系統(tǒng)設(shè)備冷卻水冷卻，下泄流冷卻劑溫度由140降至46。 再生熱交換器普通采用臥式U型管殼構(gòu)造，筒體、封頭以及換熱管資料均為不銹鋼。三板式換熱器 板式換熱器構(gòu)造緊湊、單位體積設(shè)備提供的傳熱面積大；總傳熱系數(shù)值高，檢修和清洗都較方便。圖212所示為大亞灣核電站核島設(shè)備冷卻水系統(tǒng)采用的板式換熱器構(gòu)造圖。主要由一組長(zhǎng)方形的薄金屬板平行陳列、夾緊組裝于支架上而構(gòu)成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后可以到達(dá)密封的目的，且可用墊片的厚度調(diào)理兩板間流體通道的大小。每塊板的四個(gè)角上

57、，各開一個(gè)圓孔，其中有兩個(gè)圓孔和板面上的流道相通，另外兩個(gè)圓孔那么不相通，它們的位置在相鄰的板上是錯(cuò)開的，以分別構(gòu)成兩流體的通道。冷、熱流體交替地在板片兩側(cè)流過(guò)，經(jīng)過(guò)金屬板片進(jìn)展換熱。每塊金屬板面沖壓成凹凸規(guī)那么的波紋，以使流體均勻流過(guò)板面，添加傳熱面積，并促使流體的湍動(dòng)，有利于傳熱。圖2-12 板式換熱器表示圖第三節(jié) 民用核平安設(shè)備活動(dòng)的質(zhì)量保證一、 質(zhì)量保證的開展過(guò)程隨著社會(huì)的不斷開展和技術(shù)的繼續(xù)提高，人們對(duì)于產(chǎn)質(zhì)量量的要求曾經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是對(duì)產(chǎn)品的主要質(zhì)量特性運(yùn)用功能的要求，而越來(lái)越注重產(chǎn)品的其他質(zhì)量特性，如產(chǎn)品的可靠性、可維修性、平安性以及最終壽命等等。而對(duì)于產(chǎn)質(zhì)量量的控制，早在二十世紀(jì)初

58、葉即得到了有關(guān)工業(yè)化國(guó)家的普遍注重。截至目前，對(duì)于產(chǎn)質(zhì)量量的控制手段曾經(jīng)從最初的產(chǎn)品最終檢驗(yàn)為主初步過(guò)度到統(tǒng)計(jì)管理、全面質(zhì)量管理以及目前普遍采用的質(zhì)量管理體系以及質(zhì)量保證的實(shí)施，其管理理念也從最初對(duì)產(chǎn)品實(shí)施單純的“事后檢查開展為對(duì)產(chǎn)品審查所涉及的消費(fèi)設(shè)備、消費(fèi)環(huán)境、規(guī)章制度、企業(yè)文化、人員素質(zhì)、以及企業(yè)內(nèi)部整體管理體系的全方位管理方式。核能發(fā)電是核能和平利用的重要的手段之一，但核電廠在造福人類的同時(shí)，也帶來(lái)了相當(dāng)?shù)钠桨诧L(fēng)險(xiǎn)。因此美國(guó)政府早在1970年即將質(zhì)量保證引入有關(guān)核能發(fā)電和核燃料處置等核平安風(fēng)險(xiǎn)較高的行業(yè)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)IAEA也于1978年公布了核電站質(zhì)量保證法規(guī)IAEA50-C-QA

59、及其實(shí)施導(dǎo)那么50-SG-QA，并得到世界各國(guó)的普遍認(rèn)可。國(guó)家核平安局自1984年成立以來(lái)，為了保證國(guó)內(nèi)核能發(fā)電技術(shù)的順利、快速開展，在核平安管理的方針、政策以及技術(shù)根據(jù)的制定方面與國(guó)際上充分接軌，于1991年7月制定并正式公布實(shí)施了HAF003及其配套的導(dǎo)那么文件。二、核電廠質(zhì)量保證IAEA的質(zhì)量保證定義：為使物項(xiàng)或效力與規(guī)定的質(zhì)量要求相符合，并提供足夠的置信度所必需的一系列有方案的系統(tǒng)的活動(dòng)。質(zhì)量保證體系的運(yùn)轉(zhuǎn)即意味著按照質(zhì)量保證大綱和程序文件控制要求，對(duì)產(chǎn)品的每一步都要提供書面證據(jù)，必要時(shí)用戶本身也可以對(duì)產(chǎn)品的消費(fèi)過(guò)程進(jìn)展監(jiān)控，即從單一的事后檢驗(yàn)轉(zhuǎn)變成過(guò)程控制加事后檢驗(yàn)，以保證產(chǎn)質(zhì)量量從

60、初始到完成的全過(guò)程得以控制，為滿足產(chǎn)質(zhì)量量和可靠性提供重要保證。HAF003共分為13章節(jié)，對(duì)每章節(jié)的活動(dòng)范圍提出了控制要求，現(xiàn)將詳細(xì)內(nèi)容簡(jiǎn)介如下。1、引言提出了核電廠質(zhì)量保證必需滿足本規(guī)定的根本要求，對(duì)制定質(zhì)量保證大綱的原那么、目的、范圍和責(zé)任進(jìn)展了規(guī)定。2、質(zhì)量保證大綱1規(guī)定了從事核平安設(shè)備活動(dòng)單位建立質(zhì)量保證總大綱和有效實(shí)施要求；2質(zhì)量保證大綱的建立要明確組織構(gòu)造、職責(zé)、人員培訓(xùn)、文件控制、語(yǔ)種及翻譯人員等方面必需到達(dá)的根本要求；3對(duì)質(zhì)量保證大綱的適用性評(píng)價(jià)時(shí)間提出要求；4在質(zhì)量保證大綱中，要對(duì)影響到核電廠的質(zhì)量活動(dòng)時(shí)應(yīng)該執(zhí)行的程序、細(xì)那么和圖紙進(jìn)展明確，并且對(duì)執(zhí)行情況制定量化評(píng)價(jià)規(guī)范；