核电站和普通电站阀门标准的比较研究

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产品标准 零部件标准 钢制材料 材料标准 铁制材料 有色金属
抗震要求以及质量保证要求。核电阀门的特殊性使 其对ＮＣｈ级阀门（非设计制造规范级阀门）的技术 要求需分类说明。 ２．４阀门标准应用差别 核电阀门分为核岛用阀门和常规岛用阀门。常 规岛阀门标准基本可用普通电站阀门标准来限制， 但核岛部分的阀门，由于有核安全的约束，与普通电 站阀门在标准的使用程序上有差异，具体见表ｌ。
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华电技术
第３２卷
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核电站与普通电站阀门标准的主要技术对比
核电站阀门的技术要求除了电站阀门常有的技
阀门拱货技术标准文
术要求外，还要着重考虑介质中杂质的污染、环境温 度、运行温度、环境湿度、放射性、直流电源及电压波 动、有关地震和振动条件下稳定性的技术要求、安全 等级等，其技术特点有着很大的差别。 ３．１总体要求的对比 普通电站阀门标准要求的是阀门的设计应符合 安全、可靠的特点，阀门在符合电站阀门标准的基础 上，还要分别符合相应的通用阀门标准，如：阀门气 动执行器应符合ＧＢ／Ｔ ４２１３－－１９９２（汽动调节阀》的 规定，阀门电动执行器应符合ＪＢ／Ｔ ８２１９－－１９９９（工 业过程测量和控制系统用电的执行机构》的规定 等。当使用新技术但电站标准未覆盖时，要进行必 要的试验或经鉴定合格，且要买方认可后才能采用。 核电站阀门标准提出的是核电厂与核安全有关 阀门的设计制造的最低或最基本要求，且标准指定 参照规范，而不是通常的国家标准和行业标准。当 参照的文件与标准相冲突时，供方在采取任何行动 之前向需方提供书面报告，并征得需方书面同意。 ３．２阀门材料的对比 电站阀门材料是根据使用条件和制造要求进行 选用；螺栓、螺母等紧固件的材料根据使用压力和温 度进行选用。壳体承压件材料选用时，其最高使用 温度按国家标准或机械标准规定执行，如：ＷＣ６在
定的最高使用温度为５９３℃，ＺＧｌＣｒｌ８Ｎｉ９Ｔ在ＧＢ／Ｔ
核电站阀门要求有常规的水压试验——壳体试
验、上密封试验、阀瓣强度试验、阀座密封试验以及
１２２３０－－２００５（通用阀门奥氏体钢铸件技术条件》中
规定的最高使用温度为６５０℃。材料的选取和性能 的确定应依据国家标准或行业标准。 核电阀门的材料必须具备耐腐蚀、抗辐照、抗冲 击以及抗晶间腐蚀的良好性能。通常情况下承压件 需遵循ＡＳＭＥ ＢＰＶＣ—ＩＩ—Ｄ—ｌ中表２Ａ和表２Ｂ 中所述材料要求，阀杆和承压螺栓的制造材料常使 用沉淀硬化钢，填料以石墨纤维、膨胀石墨或纯石棉 为主。零件和制品除应满足阀门规格要求外，还有 其他的要求需要满足。 （１）与堆内流体接触的奥氏体不锈钢阀门零 件，其钴、铌、钽的含量需限定。 （２）若需首先考虑奥氏体不锈钢阀门的耐腐蚀 性能时，还需对硫、磷、铬的最高含量做特殊要求。 （３）对规定以外的元素，只允许在通常的残留 含量范围内。 供货技术规格书至少包括图４所示部分。
表１核电站与普通电站阀门标准应用差别比较
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・圈２电站阀门标准框架
２．２核电阀门标准分类 核电阀门除了其工况环境错综复杂之外，其输 送介质的放射性和温度、压力等级的苛刻性也是很 特殊的。核电阀门输送的介质主要为饱和蒸汽、冷 凝水、放射性水蒸气、重水、辐照腐蚀物、放射性介 质、稀硫酸和碱液、二氧化碳、钠、氦、油等各种流体 介质。现阶段核动力装置上的蒸汽参数比超临界热 电厂的蒸汽参数（压力２２．５ ＭＰａ、温度５６５ ｏＣ）要低， 但核电厂运行条件却复杂得多。因此，核电用阀门 比常规的大型火力发电站用阀门其技术特点和要求 要高。压水堆核电厂阀门规范标准的分类如图３ 所示。 ２．３阀门标准分类比较 核电阀门尤其是核岛用阀门，不管是使用环境 和安全要求都较高。由于其立足标准就是普通电站 阀门，因此，其分类更加体现了核电阀门的特殊性。 相对普通电站阀门对每一种阀门的单独技术要求，
ＪＢ／Ｔ ５２６３－－２００５（电站阀件铸钢件技术条件》中规
雅
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缺 陷 部 分 的 清 除 和 整 修
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附 录
图４核电站阀门标准文件的框架
从图４可以看出，核电站阀门标准文件对冶炼 专门进行了说明。例如：除非技术规格书另有明确 规定，零件和制品的材料均应采用电炉或感应炉冶 炼，特殊合金可采用坩埚冶炼。 ３．３阀门的试验与检验的对比 电站阀门主要包括的试验和检验如下： （１）材料检验。即要求有材质合格证或相关证 书，承压件材料入库前的抽样检验等。 （２）外观质量检验。外观和尺寸公差应符合相 应的国家标准和行业标准的要求，对连接部位、表面 应有具体规定。 （３）射线检测。主要是对焊接部位进行检测。 （４）磁粉或渗透检测。检测不同曲面交接处及 对质量有怀疑的部位、角焊缝等。 （５）装配和性能检验。阀门零件装配前进行检 查，整机阀门的行程检查、密封试验等。 （６）压力试验。在公称压力１．１倍的试验压力 下，测定阀门的渗漏情况等。
第３２卷第１１期 ２０１０年１１月
华电技术
Ｈｕａｄｉａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．３２
Ｎｏ．１１
Ｎｏｖ．２０１０
核电站和普通电站阀门标准的比较研究
周涛，冉刻，刘梦影，傅涛
（华北电力大学核热工安全与标准化研究所，北京１０２２０６）
摘要：在分析了中、外核电站和普通电站阀门标准的基础上，从阀门标准的分类和应用、阀门标准的主要技术条件和具 体阀门标准等方面对核电站和普通电站阀门标准进行了比较。通过借鉴现有普通电站阀门标准，将核电站阀门标准融 入到普通电站阀门标准之中，但核电站阀门标准在很多方面应有更高的技术要求。指出了核电站阀门标准要与现有电 力行业相关标准相结合的操作途径。建议我国应建立统一协调的电站阀门标准，以促进我国大电力（包括核电在内）的 发展。 关键词：核电站阀门标准；普通电站阀门标准；比较；安全性 中图分类号：１１Ｌ
收稿日期：２０１０一０６—１５
圈１核电站阀门标准文件的框架
从图ｌ可以看出，普通的电站阀门工业标准是 核电阀门标准规范的基础和支撑，核电阀门由于使 用的特殊性，很多方面需要专门规范来进行说明。 １．３普通电站阀门标准 我国在火力发电领域经历多年发展，设计制造 技术以及标准的建设都已成熟。电站阀门的标准主 要有ＪＢ／Ｔ ３５９５－－２００２《电站阀门》；ＧＢ／Ｔ ２１３８７— ２００８（轴流式止回阀》；中国电器行业协会电站辅机 分会编著的《电站常用阀门手册》以及《电力技术标 准汇编火电部分第８册：电站阀门与燃煤机械》。
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电动，体现了核反应堆单一故障和多样性等准则。 对于产品试验项目不仅有明确的方法，更有严格的 验收准则。从事故抗震试验到老化寿命试验，考虑 十分周到，还要有验收准则。对包装、贮存、运输和 保管都提出了要求。最后还专门提出了质量保证的 问题。 通过图５和图６的比较，可以得到压水堆核电 厂阀门电动装置标准与电站阀门电动执行机构标准 的异同。
从图５可以看出，普通电站阀门电动执行机构 标准规定是比较细致的。从术语和定义都很明确， 防止误解。这也是符合核电站的安全分析中的基本 要求。对普通电站阀门电动执行机构从技术要求、 选型、试验方法、检验规则进行了规定。最后还对标 志、包装、运输、贮存进行了明确规定。 压水堆核电厂阀门电动装置的主体内容油１如 图６所示。 从图６可以看出，压水堆核电厂阀门电动装置 标准要求对产品和样机采用各种试验。有手动和
电动阀门电动执行机构
４具体阀门标准比较
４．１阀门电动装置标准 普通电站阀门电动执行机构的主体内容㈨如
范围Ｉ Ｉ瓣ｌ｛名词术语Ｉ旧说明ｊ ｌ技术要求ｌ
ｌ试验方法ｌ
ｌ勰Ｉ
出厂 检验 抽查 检验
Ｉ标靠盛运
标志 包装
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图５普通电站阀门电动执行机构
型式 试验
运输和 贮存
Fra Baidu bibliotek
图６压水堆核电厂阀门电动装置
碳素钢和低合金钢锻件技术条件 产品清洗规则～
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图３核电站阀门标准体系
核电阀门规范更多从技术条件、要求对总体规范进
基础标准
行说明。较之普通电站阀门，它还特别提出了抗震 试验的技术规范。同时，由于核电阀门需按其安全 功能确定核安全等级，在定出阀门安全等级的基础
方法标准
上，规定它的设计制造要求，即设计制造规范等级、
填料密封试验；对所有操作的阀门需进行静压寿命
试验；公称通径等于或大于２５ ｉｎｌｎ的规范级阀门均 需进行应力分析；核安全级阀门均要进行抗震分析； 核电站动力操作的能动阀门装置应进行抗地震鉴定 试验，保证阀门在地震时和地震后有满意的可运行 性；对一回路的重要阀门还要求经过热态、冷态和冷 却剂丧失事故的试验。（日本的ＪＥＭ、美国的ＡＳＭＥ 等标准，对试验及检验进行了详细描述，而且还提供 了评定标准。） ３．４阀门标志、包装、保管、和运输的对比 电站阀门的标志及识别涂漆按ＪＢ／Ｔ １０６－－２００４ 《阀门的标志和涂漆》的规定执行，合格的阀门产品 应安装金属铭牌。阀门包装则按规定涂漆，未涂漆 的部位涂防锈油，包装以不受损为标准。保管于室 内通风处，不允许露天存放或堆放。运输时保护好 重要部位，如阀瓣应处于关闭状态，止回阀阀瓣应固 定不动，旋塞阀应处于旋开位置。
１国内、外电站阀门标准概述
１．１国外核电阀门标准 美国ＡＳＭＥ锅炉和压力容器规范第Ⅲ卷核动力 装置部分包含了核电阀门，其中ＮＢ一３５００、ＮＣ一 ３５００、ＮＤ一３５００规定了核电阀门的设计规范，ＮＢ， ＮＣ，ＮＤ分卷分别针对的是一级、二级、三级设备…。 法国的ＲＣＣ—Ｍ标准则是在借鉴ＡＳＭＥ锅炉和压 力容器规范核动力装置部分的基础上，结合自己的 实践经验得到的核安全级设备设计和制造规范旧１。 俄罗斯核电站设备和管道阀门的通用技术要求 ｏＴｒ一８７，是俄制定核电阀门设计、制造和试验要求 的主要技术规范。俄罗斯国家核安全局在１９８７年 ９月４日版本基础上修改后于１９９１年９月１１日批 准了该规范，它是核电阀门设计和制造的必要准则。 １．２国内核电阀门标准 国内则是以ＲＣＣ—Ｍ为蓝本，编制了《压水堆 核电厂阀门》系列标准、《压水堆核电厂核岛机械设 备设计规范》等，以ＡＳＭＥ主要参考编制了《压水堆
３５３＋．１ｌ：ＴＫ２２３．６＋２
文献标志码ｉＢ
文章编号ｉ１６７４—１９５１（２０１０）ｌｌ一００１８—０６
核电厂核岛机械设备在役检查规则》等。当前我国
０引言
阀门虽小，但无论在核电站还是在普通电站 （本文所述的普通电站主要指核电站以外的其他化 石燃料电站）中都是必不可少的关键部件。正值核 电大发展的今天，借鉴我国已经成熟的电站阀门标 准，对目前我国正在开展的包括阀门标准在内的核 电标准体系建设，具有积极地推动意义。由此可以 保障中国核电健康发展，以实现核电又好又快安全 发展的目标。
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第１１期
周涛，等：核电站和普通电站阀门标准比较研究 图５所示。
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核电站阀门标志除应符合国家标准以外，还要 用凸体字在阀体上铸出规范级，而且还要按阀门技 术规格书标出其他标志。对包装箱要求、内包装要 求、装箱要求、封箱及包装箱要求应有严格的说明。 陆上运输要求包装箱应能放在能防风雨的篷车内、 海上运输应保证包装箱不受雨水、浪花、潮气浸入； 其他的措施与电站阀门的相应措施类似。
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第１１期
周涛，等：核电站和普通电站阀门标准比较研究
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从各电站阀门规范中可见，这些标准都能够满足
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压水堆核电厂阀门规范
ＭＷ等级电站阀门的建造需要。
２我国电站阀门标准分类和应用的比较
２．１普通电站阀门标准分类 普通电站阀门标准立足于我国的阀门国家标 准，同时遵守各相关行业标准，再结合英国、德国、日 本等国的部分先进标准而制定。其体系可分为５个 部分ＨＪ，如图２所示。
核工业系列的行业标准，是为了满足核电厂设计和 制造、设备的设计和制造的需要，由有关部委组织设 计院、科研单位编制的。其覆盖核电厂设计各个领 域、但其中不少是针对某个工程的，不完全适用于百 万千瓦级核电厂，如ＥＪ，ＥＪ／Ｔ系列∞Ｊ。我国核电厂 的设计和调试、运行和维修都必须遵循国家核安全 局的核安全法规（ＨＡＦ系列）与导则（ＨＡＤ系列）的 要求，以及相关的ＧＢ，ＧＢ／Ｔ，ＧＢＪ，ＴＪ系列标准和规 范。核电阀门的设计与制造必须满足用户的要求以 及核电安全要求。在技术方面，核电阀门标准文件 可通过图ｌ进行说明。