核電閥門設(shè)計規(guī)范的探究

核電閥門設(shè)計規(guī)范的探究論述了核電閥門設(shè)計規(guī)范ASMEⅢ和RCC-M在材料、應(yīng)力計算、抗震分析、許用應(yīng)力選取和無損檢測等方面的異同點,分析了OTT-87規(guī)范的主要特點。1、概述

中國核電建設(shè)已經(jīng)走過了20余年,先后通過自行設(shè)計開發(fā)和引進國外技術(shù)等多種方式建造了秦山一期、大亞灣、秦山二期、嶺澳一期、秦山三期***灣等核電站。這些核電站采用了美國、法國、俄羅斯和加拿大等國家的核電規(guī)范。本文主要對核電閥門設(shè)計中應(yīng)用的美、法和俄核電規(guī)范異同點開展比較和分析。本文討論的規(guī)范及版本號為美國鍋爐和壓力容器規(guī)范第Ⅲ卷———ASMEⅢ-20**(簡稱ASMEⅢ,下同)、法國壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)———RCC-M2000版+20**補遺(簡稱RCC-M,下同)和俄羅斯核電閥門設(shè)計制造規(guī)范———OTT-87(簡稱OTT-87,下同)。2、規(guī)范等級

ASMEⅢ核動力裝置部分包含了核電閥門的設(shè)計規(guī)定,其中NB-3500、NC-3500、ND-3500規(guī)定了核電閥門的設(shè)計規(guī)范,NB、NC、ND分卷分別針對一級、二級和三級設(shè)備。RCC-M是法國根據(jù)本國情況參考了ASMEⅢ制訂的核電站設(shè)計規(guī)范,其中B-3500、C-3500、D-3500分別針對一級、二級和三級設(shè)備規(guī)定了核電閥門的設(shè)計規(guī)范。這里的一級、二級和三級設(shè)備就是閥門設(shè)計制造中所稱的核一級、核二級和核三級閥門,是相對于設(shè)計制造規(guī)范開展的分類,可稱為規(guī)范等級。

核電閥門的規(guī)范等級與安全等級是不同的概念。

美國核電閥門的安全分級按ANSI/ANS5111-83(固定式壓水堆核電廠安全設(shè)計準則)分為安全1級、安全2級、安全3級和非安全級,電氣部件按IEEE-308-1980(核電廠1E級電力系統(tǒng)準則)分為1E級和非1E級,核電閥門的規(guī)范等級與安全分級相同。

法國核電閥門的安全分級按RCC-P(僅指RCC-M2000及其補遺)開展,規(guī)范等級根據(jù)安全等級、設(shè)計壓力等劃分了更細的等級(表1)。

表1RCC-M閥門的分級

在OTT-87中閥門的分級是根據(jù)OΠБ-88的安全分級1、2、3、4級和008設(shè)置及安全運行規(guī)范(簡稱008,下同)中規(guī)定的質(zhì)量分級A、B、C類,以及閥門的設(shè)計壓力、閥門所處位置是否導致運行人員接觸有害介質(zhì)、以及安裝或運行后維修的可接近性作為劃分原則確定的,分為1A、2BΠa、2BΠb、2BШa、2BШb、2BШc、3CШa、3CШb和3CШc等級別(表2)。

表2OTT-87閥門的分級

俄標“OΠБ-88”的安全1級部件,是指在安全系統(tǒng)投入后其故障仍要導致燃料元件破損超過設(shè)計基準事故的部件。這樣,按俄規(guī)范只有壓力容器和燃料組件為安全1級,按008分為A類,而包括反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主設(shè)備在內(nèi)的一些按美國標準屬于安全1級、規(guī)范1級的設(shè)備,按俄規(guī)范卻屬安全2級、質(zhì)量B類,這是俄和美、法規(guī)范體系在對核電設(shè)備分級上的最大差異。對于閥門,按OΠБ-88沒有安全1級閥門,在俄核電站設(shè)計和建造中也沒有提高到1A級閥門,雖然在OTT-87分有1A級閥門,但實際上2B級閥門為其最高級別閥門