我国核电厂紧固件管理要求建议_张路怀

·开发与创新·
修稿日期：2016－09－05
作者简介：张路怀（1981-），河北邯郸人，硕士，工程师，高级主管工程师。

研究方向：核电厂机械设备。

已发篇十一篇论文和四个专利。

0引言
2015年5月以来，部分紧固件质量文件造假对多个
我国核电机组建设产生影响，而该问题产生的重要原因之一是缺少对紧固件的成品抽查复验环节。

核电行业紧固件的设计、选用和验收一般以材料的力学性能为依据，而通用螺纹紧固件是以产品性能等级和实物质量验收为判据，两者之间存在一定差异。

我国常规工业实践表明，在紧固件入厂（场）前进行复验是一种保障紧固件质量的有效手段。

前期紧固件问题的出现，说明由紧固件供货单位自行控制或采购单位对供货单位制造过程监督控制存在一定风险，不能够保障紧固件的质量，必须予以改进和加强，因此有必要提出核电厂
紧固件的复验要求。

国内外的管理实践也证明了这一点。

1我国核电紧固件管理现状和其他行业紧固
件管理要求
1.1我国核电紧固件管理现状
我国目前核电紧固件管理无需资质，主要依靠营运单位或其委托的单位对紧固件质量进行控制，虽然有部分进行第三方检验，但只是紧固件制造单位的制造过程检验，而不是采购单位从入厂（场）产品中抽取紧固件委托第三方进行独立复验。

同时，目前的检验项目多数是标准要求的材料性能检验，缺少紧固件实物检验（如保证载荷、实物拉伸、硬度等）。

1.2其他行业紧固件管理要求
（1）工信部紧固件管理要求。

工业和信息化部2015年发布第45号公告《高强度紧固件行业规范条件公告》，其附件《高强度紧固件行业规范条件》[1]中规定：产品质量应由中国合格评定国家认可委员会（CNAS ）认可、列入工业
我国核电厂紧固件管理要求建议
张路怀1，贾祥2，严天文3，马力4，李文宏1，陈艳玲5
（1.中广核工程有限公司，广东深圳518124；2.中国原子能科学研究院，北京102413；
3.环境保护部核电安全监管司，北京100035；
4.中机生产力促进中心，北京100044；
5.全国紧固件标准化技术委员会秘书处，北京100044）
摘
要：论文对我国核电厂紧固件管理要求进行了研讨：通过分析国外经验以及我国法规的要求，提出核
电厂紧固件的监管范围；通过借鉴常规工业通用紧固件的管理要求，提出核电厂紧固件入厂（场）前进行以验证实物质量为主的第三方复验的建议。

关键词：核电；紧固件；监管；复验中图分类号：TH-39
文献标识码：A
doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2016.05.001
文章编号：1002－6673（2016）05－001－03
The Suggestion of the Management Requirements for Fasteners Used for Nuclear Power Plants in China
ZHANG Lu-Huai 1，JIA Xiang 2，YAN Tian-Wen 3，MA Li 4，LI Wen-Hong 1，CHEN Yan-Ling 5
（1.China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 518124，China ；
2.China Institute of Atomic Energy ，Beijing 102413，China ；
3.Department of Nuclear Power Safety Supervision and Management of Ministry of Environmental Protection ，Beijing 100035，China ；
4.China Productivity Center for Machinery ，Beijing 100044，China ；
5.The Secretariat of National Technical Committee 85on Fasteners of Standardization Administration of China ，Beijing 100044，China ）Abstract ：The article has discussed the management requirements for fasteners used for nuclear power plants in China ：Through the analysis of foreign experience and regulatory requirements in China ，we propose the supervision range for fasteners of nuclear power plants.By refer -ence to the management requirements of general fasteners in conventional industry ，we propose to verify the fasteners quality by the third party re-inspection before fasteners into the factory （field ）.
Key words ：nuclear power plants ；fastener ；supervision ；re-inspection
机电产品开发与创新
Development ＆Innovation of M achinery ＆E lectrical P roducts
Vol．29,No．5Sep ．,2016第29卷第5期2016年9月
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和信息化部“工业产品质量控制和技术评价实验室”名单的第三方紧固件检测机构出具检验报告。

其附件规定的检验项目包括保证载荷、抗拉强度、硬度、脱碳等。

（2）航天产品紧固件复验规定。

国防科学技术工业委员会发布的QJ3112A－2008《航天产品用标准紧固件入厂（所）复验规定》[2]中要求“凡外购的紧固件都应进行复验”，且“不允许采用下厂检验代替复验”。

同时规定“因性能检验不合格的检验批，应予拒收，不能再次提交复验，包括采用加严检验的办法。

”复验项目包括拉伸试验、剪切试验、硬度试验、破坏扭转试验、保证载荷等。

（3）火力发电紧固件管理要求。

DL/T439－2006《火力发电厂高温紧固件技术导则》[3]中要求到货验收时应根据GB/T90.1[4]的要求检查，包括光谱检验、理化检验、金相抽查、超声波探伤、硬度检验等。

综上可见航天行业对紧固件、火力发电厂对高温紧固件均明确了复验要求，其中航天行业要求紧固件性能复验试验结果中只要有一件不合格，则判该批不合格（即合格判定数为零的抽样方案）。

2015年工信部发布《高强度紧固件行业规范条件》，对高强度紧固件产品第三方检验以及检验项目提出了明确要求。

同时，上述行业管理规定的复验项目均包括紧固件实物性能检验（如保证载荷、实物拉伸、硬度等）。

而我国核电紧固件管理中未明确第三方复验要求，同时检验项目中也缺少紧固件实物性能检验，因此，为保证紧固件实物质量，进行第三方紧固件实物性能检验十分必要。

2紧固件监管范围
2.1部件分级
系统和设备的安全分级取决于系统设计者根据安全分级相关的IAEA（IAEA NO.NS-R-1）及所在国的法规（如中国HAF102[5]）、导则（如美国RG1.26[6]、中国HAD102/03[7]）、标准（如美国ANSI ANS58.14－2011[8]，法国RCC-P[9]，中国GB/T17569－2013[10]）对所设计的核电厂进行分级。

在安全分级方面不论哪种堆型、哪个国家都大致一样，差别不大。

进行安全分级后再根据不同的设备类别（如：电气、机械、构筑物等）找到相应的规范标准体系和与其对应的规范等级（如电气设备：美国和中国IE级，法国RCC-E。

机械设备：美国ASME III NB/NC/ND，法国RCC-M B/C/ D）进行具体的设计。

GB/T17569－2013附录C表C.1提供了该标准与其他标准关于安全分级的对照关系。

2.2紧固件分级和监管范围
紧固件分级应与其所属的部件一致。

因此，紧固件的监管范围为核电厂用属于安全重要物项的紧固件及其附件。

根据GB/T17569－2013的规定，安全重要物项包括核安全1、2、3级和非安全级中有特殊要求的NC（S）级。

3紧固件管理要求的建议
3.1紧固件分级和技术要求的确定
营运单位应根据紧固件所在构筑物、系统和设备的安全级别和功能，确定紧固件的安全分级和质保等级，明确质量保证要求。

如营运单位委托核电厂设计单位确定安全分级和质保等级，则营运单位应予以确认。

设计单位在选用紧固件时，应考虑紧固件的使用环境条件和使用期限内需经受的各类工况，按照设计技术条件和规定的标准规范进行设计分析或计算，确定紧固件的技术性能指标，并选用或编制紧固件采购技术条件。

紧固件采购技术条件应规定紧固件的适用标准规范、材料牌号、性能要求或性能等级、规格、以及工艺、检验、运输、贮存和复验要求。

3.2对紧固件进行入厂（场）复验
为保证紧固件的实物质量，建议核电厂用属于安全重要物项的紧固件及其附件应进行入厂（场）复验：即对交付的紧固件产品进行抽样检验，确认紧固件性能指标满足要求，为紧固件的接收或拒收提供依据。

入厂（场）复验应委托第三方进行，且不能替代紧固件生产过程中，生产企业按要求应完成的检验和验收。

3.3紧固件复验的抽样要求
复验的抽样水平和检验项目是复验具体实施过程中的重要内容。

经过充分对比各类标准规范中的相关要求，建议参考美国ASTM F1470－2012《紧固件规定的机械性能和性能检验的抽样标准方法》[11]的抽样水平和检验项目制定我国紧固件复验的抽样要求。

考虑复验工作是验证紧固件质量，因此不必将ASTM F1470－2012所有检验项目全部罗列，而是规定主要检验项目，如化学成分、力学性能、脱碳、冲击、硬度、保证载荷等。

必要时，有关单位可在具体复验规定中增加其他检验要求。

3.4复验的独立性要求
复验单位必须由营运单位或工程总承包单位选定或对复验单位予以确认，以确保复验单位的资质和复验有效性。

同时，复验的独立性必须得到保障，即复验单位应为独立于紧固件采购单位和制造单位的第三方紧固件（专业）检测机构。

3.5复验的验收准则
紧固件抽样检验结果均应满足紧固件采购技术条件的要求。

考虑QJ3112A－2008和美国ASTM F1470－2012均为合格判定数为零抽样方案，因此建议我们的紧固件复验也采用合格判定数为零抽样方案：若紧固件复验有不合格结果，应拒收该批产品。

（下转第5页）
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同时，考虑ASME 和RCC-M 紧固件材料标准中均有关于冲击试验和机加工试样拉伸试验因试样部分缺陷而不具有代表性导致不合格可以进行复试的规定，因此增加：对于冲击试验和机加工试样拉伸试验，若因试样不具代表性而造成结果不合格，允许按照紧固件相关材料标准重新试验。

GB/T 3098.1－2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺
柱》[12]的适用范围到M39，因此建议：对于螺纹规格小于等于M39的螺栓，拉伸试验应进行实物拉力或楔负载；对于螺纹规格大于M39的螺栓，当不能实施实物拉力或楔负载试验项目时，可用机加工试样的拉伸试验代替。

同时，考虑反应堆压力容器主螺栓、主设备锚固螺栓等紧固件制造过程中基本采用产品延长端取样的方式进行力学性能试验，因此建议：对于螺纹规格大于M39的螺栓，可采用有代表性的同批产品延长段或同批产品进行试验。

4结论
（1）借鉴常规工业管理模式，进行第三方紧固件实物性能检验十分必要。

（2）营运单位和设计单位应确定紧固件的分级和技术要求。

（3）通过分析国外经验以及我国法规的要求，建议紧固件的监管范围为核电厂用属于安全重要物项的紧固件
及其附件。

（4）参考美国ASTM F1470-12、GB/T 3098.1-2010以及ASME 和RCC-M 紧固件材料标准的相关要求，制定我国紧固件复验要求。

（5）复验单位必须为由营运单位或工程总承包单位选定或对复验单位予以确认的、独立于紧固件采购单位和制造单位的第三方紧固件检测机构。

参考文献：
[1]工业和信息化部.高强度紧固件行业规范条件[Z].2015.[2]QJ 3112A －2008航天产品用标准紧固件入厂（所）复验规定[Z].[3]DL/T 439－2006火力发电厂高温紧固件技术导则[Z].[4]GB/T 90.1－2002紧固件验收检查[S].[5]HAF 102核动力厂设计安全规定[Z].
[6]RG 1.26核电厂包容水、蒸汽和放射性废物的部件的质量分级及标准》[Z].
[7]HAD102/03用于沸水堆、压水堆和压力管式反应堆的安全功能和部件分级[Z].
[8]ANSI ANS 58.14－2011轻水反应堆压力边界安全与完整性的分级准则[Z].
[9]RCC-P 系统设计和建造规则[Z].
[10]GB/T 17569－2013压水堆核电厂物项分级[S].
[11]ASTM F1470－2012紧固件规定的机械性能和性能检验的抽样标准方法[Z].
[12]GB/T 3098.1－2010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱[S].
（上接第2页）
T 内时的空气密度，取（1.2735-0.0036T 内
）
kg/m 3：P 6′={329×1004.304[（1.2735-0.0036
T 外）×T 外-（1.2735-0.0036T 内）T 内]}/3600=-1778.1（w ）。

（4）消耗的总热功率P 总′：
P 总′=P 1′+P 2′-P 6′=2697.95（w ）。

7设备选型
根据上述高温工况下热负荷计算和低温工况下热负荷计算的结果，方舱制冷所需功率为3038.23W ，制热所需功率为
2697.95W 。

据此选用FKDD-35D/BP 顶置空调，
该空调主要技术参数见表1。

从表1可以看出，该空调制冷量为3500w>3038.23w ，制热功率3000w>2697.95w ，满足设计要求。

8结论
本文以某型方舱为例，开展了温度调节系统的设计计算并根据计算结果进行了空调设备选型，可以为其他同类型方舱的设计提供参考。

参考文献：
[1]靳晓丽，等.方舱空调通风系统的设计[J].电子机械工程，2009，5.[2]江红.军用通信方舱的取暖和制热设备选择[J].指挥信息系统与技术，2011，4.
[3]高增仁.特种车辆空调负荷计算[J].方舱技术，1994.
[4]李恒.车载暖气系统的设计与安装[J].客车技术与研究，2003，6.
表１ＦＫＤＤ－３５Ｄ／ＢＰ型顶置空调参数
项目单位
电源V/Hz 额定制冷量
W 额定制冷消耗功率W 最大制冷消耗功率
W 制热量
W Db （A ）Db （A ）使用环境温度
℃噪声室内侧噪声
室外侧
低气压kPa 振动Hz/g 冲击
g/ms 平均故障间隔时间
H 外形尺寸mm 重量
Kg 数值
380/5035001600200030005662-45～5557
5～200～5/2.5
15/115000
700×1220×190
70
备注制冷剂高温时电加热
海拔4550m 半正弦脉冲
MTBF 长×宽×高
5。