核电设备设计制造规范标准PPT课件.ppt

核电设备设计制造规范标准 孙光弟2010 8 2019 11 3 核电设备设计制造规范标准 1 国际主要核电规范标准体系2 ASME及RCC M规范标准体系结构3 ASME规范的设计要求4 RCC M规范的要求 2 2020 3 20 1 国际主要核电规范标准体系 美国 ASME法国 RCC M德国 KTA俄国 3 2020 3 20 国内核电项目采用的标准 1 运行核电站 ASME 秦山一期RCC M 大亚湾 岭澳 秦山二期ASME 加拿大标准 秦山三期 田湾2 在建核电站 ASME 三门 海阳RCC M 岭澳二期 秦山二期 红沿河 方家山 福清 宁德 阳江 中国实验快堆 4 2020 3 20 1 国际主要核电规范标准体系 根据核电厂中系统与设备的安全等级与抗震类别 在机械设备中规定了它们相应的设计 制造 检查与验收要求 这种要求反映在相应的设备设计与制造规范中 美国机械工程师协会 ASME 的锅炉和承压容器设计规范法国的RCCM压水堆核岛机械设备设计与建造规则中规定了承压部件 与安全有关或与安全无关 的设计 制造 检查和验收的要求 5 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME规范体系结构历史沿革 ASME AmericanSocityofMechanicsEngineer 1914年锅炉规范1925年压力容器规范1983年规范 共十一卷1998年规范 共十一卷2000年版2004年版 相关规范案例 6 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME规范体系结构第 卷动力锅炉第 卷材料技术条件A篇 钢铁材料B篇 有色金属材料C篇 焊条 焊丝及填充金属第 卷采暖锅炉第 卷无损检验第 卷采暖锅炉维护和运行的推荐规程第 卷动力锅炉维护的推荐规程 7 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME规范体系结构第 卷压力容器第一册第二册 另一规程第 卷焊接与钎焊评定第 卷玻璃纤维增强塑料压力容器第 卷核动力装置设备在役检查规程 8 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME规范体系结构第 卷核动力装置设备NCA分卷 第一册第二册的总的要求第一册 NB分卷 一级设备第一册 NC分卷 二级设备第一册 ND分卷 三级设备第一册 NE分卷 MC级设备 金属安全壳相关设备 第一册 NF分卷 设备支承结构第一册 NG分卷 堆芯支承结构第一册 附录第二册 混凝土反应堆容器与安全壳规范CB 混凝土反应堆容器CC 混凝土安全壳第三册 乏燃料运输容器 9 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME核动力装置高温设备 N 47 21高温使用的一级设备 N 201 1高温使用的堆芯设备 N 253 2高温使用的二三级设备 N 48 1高温设备的制造与安装 N 49 3高温设备的检验 N 50 1高温设备的试验 N 51 2高温设备的超压保护混凝土反应堆容器和安全壳核反应堆冷却剂系统的在役检查材料的技术条件 10 2020 3 20 ASME规范体系结构第 卷核动力装置设备设计制造以美国材料与试验学会 ASTM 的检验方法和验收标准 美国国家标准 ANSI 为技术基础 理化检验的方法设备的功能性标准阀门的结构和功能要求就是ANSI16 34 16 41管件制品按照ANSI16 9进行试验等第 卷规范案例液态钠为工艺介质的设备设计制造的依据与第三卷的NB NC等分卷结合使用的主要解决了高温条件下设备的设计和制造问题 11 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME规范与NRC法规关系 NRC法规是强制要求 导则是推荐方法 ASME是工程实践的方法 ASME规范的制定过程 考虑了10CFR NRCRG的要求ASME ASTM ANSI AWS等 满足RG 10CFR要求ASME具有技术超前性NRC鼓励工业界和其他组织制定相关核规范标准 通过定期对这些规范标准的认可 Endorsement 以保证规范标准的要求 方法等与安全法规和导则的一致性 12 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC规范体系结构法国核岛部件设计建造规则协会 AFCEN 编制的系列标准RCC P核电站系统设计与建造规则RCC C核电站燃料组件设计与建造规则RCC E核电站电气设备设计与建造规则RCC G核电站土建设计与建造规则RCC M核电站机械设备设计与建造规则RCC MR核电站高温机械设备设计与建造规则 13 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC M规范体系结构 RCC M借鉴了ASME第 卷的有关内容 吸收法国工业发展中的经验 尤其是法国在核工业发展中的经验 并以法国的制造和检验标准作为RCC M的基础 2000年以后版本的RCC M 大量地引用欧盟标准NF EN QA从IAEAtoISO9000系列 14 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC M规范体系结构第一卷A篇总论 Z篇技术性附录 B篇1级设备 C篇2级设备 D篇3级设备 E篇小型设备 G篇反应堆堆内构件 H篇支承件 J篇低压或常压储罐 第二卷M篇材料 上 炭钢 合金钢M篇材料 上 不锈钢 特殊合金及其他材料第三卷MC篇检验方法 15 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC M规范体系结构第四卷S篇焊接第五卷F篇制造RCC MR主要解决了用于核电站的高温使用设备 如容器 泵 阀门 管道 反应堆内部件 支撑件等的材料 设计 制造 检验与试验等方面的规定 16 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 2000版RCC M的特点总体变化不大支持性工业标准 大量采用欧盟的标准在扩建工程上的应用 设计材料采用 检验拟用93版 一致性问题 17 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 ASME第 卷核动力装置设备的构成第III卷包括第一册和第二册 第一册分卷用大写字母 N 表示 第二册的分卷用大写字母 C 表示 分卷分卷分成章 节 条 根据需要 还可分成款和项 章章的数字编号题目1000引言或范围2000材料3000设计4000制造和安装5000检验6000试验7000超压保护8000铭牌 印记和报告 18 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC M的构成A篇汇集了应用本设计建造规则的通用要求 B C D E G H和J篇分别适用于 容器 容器 热交换器 泵 阀门 不包括驱动机构 和管道等G篇堆内构件 H篇支承件 E篇小型设备 J篇低压或常压贮罐 19 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC M的构成B C D E G H 和J篇总的编排结构1000章规定了适用范围 2000章详细说明设备制造用的零件和制品 3000章规定了设备的设计规则 4000章规定了制造和检验的规则 5000章对相应设备特有项目作出规定 承压设备和贮罐的试验 标准支承件的合格鉴定 小型设备中泵的鉴定 20 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 RCC M的构成第I卷的各篇在需要之处明确引用了案I卷到第V卷所包含的规则和技术条文 从而使后者用于有关设备在某一设备使用RCC M规则时 制造者可在第I卷该设备相应的篇中 直接通过正文或者通过援引其它卷 或者第I卷其他篇 的章节号 找到适用的全部条文 因而第I卷的各篇成为RCC M的索引和指南第I卷的Z篇汇集了一些技术性附录 规定的表示方法是 用罗马数字综号的附录是强制性的 用字母编号的附录则是非强制性的 在第I卷的其他各篇中将引用这些附录 引入强制性附录的目的是为了使第I卷各篇中的技术规则的叙述更加明确 更加简炼 引入非强制性附录的目的是为了介绍一些公认的方法和做法 制造商可使用非强制性附录未规定的其他方法或做法 但必须论证该方法或做法满足规定的要求并预先得到承包商的书面许可 21 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 22 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 23 2020 3 20 2 ASME及RCC M规范标准体系结构 24 2020 3 20 设备设计制造基础 设备设计的内容与范围设备的结构完整性设计 容器 贮罐 泵壳 阀体 管道等 承压边界厚度设计 局部补强设计 焊接结构设计 法兰接管设计 设备的功能性设计 泵 阀等能动部件 设备设计的边界范围 ASMENB 1000 RCC MB1000设备设计任务书所规定的设备边界离开设备 容器 贮罐泵 阀 不得小于下列范围 焊接连接件的第一道焊缝接头螺栓连接件的第一个法兰面螺纹连接件的第一个螺纹接头 25 2020 3 20 设备设计制造基础 设备设计的理论基础和方法强度理论 第一强度理论 最大主应力 第二强度理论 最大主应变 第三强度理论 最大剪应力 第四强度理论 0 复合主应力 ASME RCC M的使用限制是基本强度理论的变形形式 核一级设备 ASMENB RCC MB 适用第三强度理论即最大剪应力准则核二 三级设备 ASMENC ND RCC MC D 适用第一强度理论 即最大主应力准则 26 2020 3 20 设备设计制造基础 设备设计的理论基础和方法设计方法 a 确定承压边界厚度b 功能设计c 补强结构设计d 焊接与加工结构设计e 工况和应力分析 27 2020 3 20 设备设计制造基础 设备制造的主要内容方法材料的采购要求 规范标准 采购技术规格书 检验与复验成形工艺 工艺要求 规范标准 工艺试验与工艺评定 成形工艺过程 人员资质 见证试验 检验 材料检验 过程检验 检验人员的资质 产品的试验 压力试验 功能性检验 28 2020 3 20 ASME RCC M规范设计要求 设计总则ASMENB 3100 RCC MB3100 设计参数 有设计温度 设计压力 设计机械载荷 载荷准则的载荷条件 有内压 外压 冲击载荷 自重 规定的当地的风 雪载荷 振动载荷及地震载荷 支承等的反作用力 温度效应 工况 按NCA分级 设计工况 A工况 使用工况 B工况 对规定为B级限制的工况的持续时间应列入设计任务书 C工况 对规定为C级限制的所有工况 当Sa 图I 9疲劳曲线106次对应值时必须不大于25次 D工况 其他通用设计规则 尺寸标准 外压 密封 附件 腐蚀防护 开孔补强 法兰和螺栓设计等 29 2020 3 20 载荷工况与应力限制 30 2020 3 20 美国承压设备的设计制造规范 从设备的安全等级可导出其遵循的ASME规范类别 安全1级设备 ASME1级 ASME NB安全2级设备 ASME2级 ASME NC安全3级设备 ASME3级 ASME N