AP1000技术手册参考

中国核工业第五建设公司

AP1000技术手册

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目录

第一部分API000技术特点....................................................4

1.前言......................................................................4

2.厂房布置..................................................................5

2.1.总平面布置............................................................5

2.2.核岛..................................................................6

2.3.汽轮机厂房...........................................................11

3.厂房区域编码索引.........................................................11

4.部件和组件编码...........................................................14

4.1.建筑物编码索引.......................................................14

4.2.混凝土编码索引.......................................................16

4.3.管道和风管标识.......................................................18

4.4.结构标识.............................................................26

4.5.模块标识.............................................................27

5.安全级别的划分..........................................................29

6.系统描述.................................................................30

6.1.API000系统清单......................................................30

6.2.反应堆和反应堆冷却系统..............................................33

6.3.反应堆辅助系统.......................................................54

6.4.设备冷却水系统、生活服务水系统、冷冻水系统、乏燃料池冷却系统......57

6.5.燃料换料和机械搬运系统..............................................59

6.6.现场支持系统.........................................................62

6.7.放射废物处理系统.....................................................70

6.8.仪表和控制...........................................................72

6.9.反应堆保护系统及其它系统............................................73

6.10.安全系统.............................................................73

第二部分AP1000的设计与建造特点............................................80

1.模块化设计与建造........................................................80

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1.1.模块化建造图示.......................................................80

1.2.设计理念.............................................................80

1.3.模块类型及数量.......................................................81

1.4.模块的预制...........................................................82

1.5.模块的现场运输.......................................................83

1.6.模块的组装要求.......................................................83

1.7.模块的安装...........................................................83

2.主回路...................................................................83

2.1.压力容器.............................................................84

2.2.蒸汽发生器...........................................................85

2.3.主泵.................................................................86

2.4.稳压器...............................................................86

2.5.主管道...............................................................86

3.双层安全壳结构..........................................................88

3.1.钢制安全壳预制、组装和安装..........................................89

3.2.安全壳预制、组装、安装工艺特点与难点................................91

4.非能动性安全系统........................................................92

5.DCS..........................................................................................................................................93

5.1.DCS简介.............................................................94

5.2.DCS的安装...........................................................95

5.3.电缆安装.............................................................97

6.“开顶”法吊装大型设备..................................................99

7.并行施工................................................................99

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第一部分AP1000技术特点(1)

1.前言

核电站是利用核裂变反应产生的能量来发电的。在其众多设备中，既有与常

规火电厂类似的汽轮发电机组，又有其特有的核反应堆。

AP1000是一种先进的“非能动型压水堆核电技术”。用铀制成的核燃料在

“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压下的水把热能带出，

在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，驱动汽轮发电

机发电。

用加压水作慢化剂和冷却剂的反应堆叫压水反应堆(如下图所示)。

反应堆安全壳

汽轮机发电机

给水泵

AP1000是由美国西屋公司研发的一个二回路百万千瓦级的压水堆核电厂。

他利用AP600的非能动安全设计概念，加上系统80+双环路的设计思想，采用模

块化施工技术，以大幅降低降低成本、压缩工期为目标的第三代百万级先进压水

堆核电站。API000机组呈单堆布置，每台机组装机容量为lOOOMWe

AP1000在保留了原有PWR技术的基础上，采用非能动安全系统设计，充分

利用自然力如重力流，气流自然循环和对流等，通过合理的布置，减少大量的能

动部件如泵、风机等能动机械且无须安全级别支持系统，减少了外部干扰。其非

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能动安全系统有非能动堆芯冷却系统(PXS)、非能动安全壳冷却系统等(PCS)

等。

同时，在厂房布置设计上，通过结构优化和采用新技术，使厂房结构简化，

一方面，通过采用非能动系统简化系统设计，来取代和取消冗余的能动安全系统

及其支持系统，减少设备数量，如泵、阀门、电缆及其桥架等大量的能动部件，

减少了厂房容积；另一方面，一体化堆顶结构组件，采用堆顶测量技术，取消反

应堆压力容器底部贯穿件;主冷却剂泵与蒸发器直接,减少了主回路相连的接口，

简化了支撑系统；同时，采用模块施工技术，使设备、管道、电气等集中布置，

更厂房布置更加紧凑，大大地减少了厂房容积。

AP1000与M310堆型房间比较

AP1000岭澳(M310)

2

序核岛厂房与房1号堆2号堆两堆1号堆两堆

号两堆共

号间合计合计

堆用房间

1反应堆厂房303060139139278

2辅助厂房115115230113111265489

3附属厂房6464128

放射性废物厂5510

4

房

柴油发电机厂10102049494102

5

房

6电气厂/p>

7连接厂房6565130

8燃料厂房6262124

到反应堆厂房

9252853

的通道

核岛厂房总数55X=77E=

10

1014

核岛房间总数224224X=593579329E=

11

4481501

核岛投影面积76027602E=X=

12

(m2)1520414725

2.厂房布置

2.1.总平面布置

AP1000厂房组成包括：核岛(NI)、常规岛(CI)和电站配套设施(BOP)o

核岛(NI)厂房包括：反应堆厂房、核辅助厂房、柴油发电机组厂房、放射性

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废料厂房、附属厂房，其中柴油发电机组厂房、放射性废料厂房、附属厂房为钢

结构厂房。

常规岛(CI)包括：汽轮机厂房、变压器区、虹吸井等。

电站配套设施(BOP)包括循环水泵房、水处理厂、除盐水厂房、检修车间、

开关站、模拟体厂房、培训中心以及综合楼和保卫等设施。

AP1000总体布置外型图如下：

2.2.核岛

2.2.1.反应堆厂房

反应堆厂房采用双层安全壳结构，内层是钢制安全壳，外层是钢筋混凝土筒

体墙，坚固可靠，增加了安全性，降低了泄漏率。内层约为1.7363"厚带有上下

封头的圆柱形钢制容器，总高度约为65.6m,形成反应堆厂房的压力边界；外层

混凝土筒体墙，厚度为3MT,混凝土筒体墙内壁与钢制安全壳外壁之间间距为

5，一0",与外界相通，为空气导流装置区，通过非能动空气自然循环降低安全壳内

的温度和压力。

反应堆厂房作为反应堆系统的整体部分，在假想事故工况下起包容放射性气

体，正常运行时为堆芯及反应堆冷却剂系统(RCS)提供屏蔽。

AP1000安全壳和安全壳隔离系统(CNS)是边界的集合，它将安全壳的内

部空间与电站的结构，安全壳的外部环境隔离开。CNS安全壳边界集合包括钢制

容器壳体，电气、机械贯穿件，燃料转运贯穿件，设备闸门，人员闸门，蒸汽发

生器壳体，蒸汽发生器二次侧仪表接头、安全壳内的蒸汽、给水、排污管线。

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安全壳容器是非能动安全壳冷却系统的组成部分，它们可以在假想设计基准

事故（DBA）下有效地排除热量而保证安全壳不超压。位于其内的主要系统有

RCS,PXS和CVS的反应堆冷却剂净化部分。

位于反应堆厂房内的重要系统反应堆冷却剂系统（RCS）由两条主回路，

主要设备包括：一台反应堆压力容器、两台蒸汽发生器、四台主泵、一台稳压器

以及两个环路主管道（二个热段和四个冷段）

非能动堆芯冷却系统（PXS）也位于反应堆厂房内。PXS的主要设备有两台

堆芯补水箱、两台蓄压箱、两组多孔汽水混合器、IRWST、非能动余热换热器。

稳压器顶部布置了两列泄压阀组，其反应堆冷却剂系统（RCS）具有自动降压功

能。

2.2.2.屏蔽厂房

屏蔽厂房是围绕安全壳的环形结构，由内径139英尺，厚度3英尺的圆柱形混

凝土筒体墙以及穹顶组成。

在混凝土筒体墙在顶部，与外界相通，

穹顶采用混凝土叠合结构，下部为钢筋混凝土预制梁板构件，其上现浇一层

混凝土形成叠合层与反应堆顶部的喷淋系统水箱浇筑成整体。整个穹顶由16块扇

形（双曲拱）预制梁板构件拼接而成，每块重约72t,总重量为1150T

在事故情况下，安全壳屏蔽厂房房顶部水箱的下泄阀门会自动打开，水借助

干重力作用流到安全壳外表，讲一步将厂房内的温博带走。

••

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屏蔽厂房也是非能动安全壳冷却系统的组成部分。PCCS空气导流层位于环

形区的上部，附着在钢制安全壳的周围。在DBA引起大量能量释放于安全壳

时，PCCS空气导流层为冷却安全壳所需的自然空气对流提供通道，在导流层

与安全壳之间的空气可带走安全壳表面的热量。

被加热了的低密度空气沿空气导流层上升散发流入大气而高密度的空气从

位于屏蔽厂房顶部的气孔吸入，沿屏蔽厂房内表面与导流层外表面之间的通道下

沉进行补充。

屏蔽厂房的再一个功能就是保护安全壳免遭外来物碰击，以及龙卷风及其夹

带物的影响。

2.2.3.辅助厂房

辅助厂房呈半月形围绕在屏蔽厂房的周围，厂房尺寸为77.4X35.2X54.9(m),

与反应堆厂房建在同一个底板上。核辅助厂房是除反应堆厂房之外的最重要的厂

房，大型结构模块CA20、主控室、装卸料系统均位于该厂房。

辅助厂房的基本功能是为位于安全壳之外的抗震I类机电设备提供保护，

此外还保护与安全相关设备不受假想电厂内部和外部事件的后果影响。辅助厂房

还为布置在其中的带放射性设备和管道提供屏蔽。

机械设备区域-位于核辅助辐射控制区的机械设备，一般是余热去除泵及换

热器、乏燃料冷却系统泵及换热器、液态和气态废物泵、贮箱、除盐器及过滤器、

化容控制泵、加热、通风、空调排气扇。

安全壳贯穿件区-核辅助厂房包容了所有出自安全壳屏蔽厂房的机械、电气

及仪控贯穿件、主蒸汽和给水隔离阀间。主蒸汽和给水隔离阀间也在核辅助厂房

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内，在发生假想的主蒸汽或主给水管道破裂情况时核辅助厂房可为之提供通风。

燃料运输区域-主要功能是提供新燃料和乏燃料的搬运和储存。燃料处理区

域和附属厂房为新燃料组件的接收、检查和储存提供了可能。也提供了乏燃料的

安全储存。

在燃料运输区域，新燃料组件从新燃料储存区运到安全壳厂房，乏燃料组件

从安全壳厂房运到辅助厂房的乏燃料储存坑。

包括在辅助厂房的系统：

主控室-主控室提供了正常情况下安全操作设备，事故工况下的安全地维护

设备的人机界面。主控室包括主控区域、操作人员区域、开关室、值班人员和管

理人员办公室

仪控系统-仪控系统提供电厂起动、功率提升、额定功率运行及停堆所需的

监控。仪控系统

IE级DC系统-正级DC系统为125伏直流电、与安全相关，重要控制

仪表如监测和主控室应急照明。

2.2.4.燃料厂房

燃料厂房用于新燃料和乏燃料的贮运。

2.2.5.附属厂房

附属厂房均为钢结构厂房，厂房尺寸为49.4X20.1X25.4(m)位于核辅助厂

房附近。

提供了进入发电站的主要人员通道。它包括人员和设备进入辅助厂房核岛清

洁区的通道和进入放射性控制区域的通道。该厂房包括保健设施，用于人员控制

人员从放射性控制区域进出，同时提供人员支持设施如更衣室。厂房也包含非1E

交流电和直流电系统，辅助柴油机及燃油供应，其他电气设备，技术支持中

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心，各种通风空调系统以及非安全相关设备。

附属厂房包括保健设施并为人员进出安全壳厂房、通过辅助厂房进出放射性

控制区域提供了通道。该厂房包括用于放射性控制区域设备的机修车间。

2.2.6.柴油发电机厂房

柴油发电机组厂房为钢结构厂房，其尺寸为19.5X19.5X6.6(m)它位于辅

助厂房附近。

柴油发电机厂房共有两台同样的发电机组，其间有三小时防火墙隔开。在失

去正常电源后，发电机组为电厂运作提供备用电源。该厂房内无安全相关设备。

2.2.7.放射性废物厂房

放射性废料厂房为钢结构厂房，其尺寸为19.5X19.5X37(m),它位于核

辅助厂房附近。

在处理前，分隔存放各类废物设施。废物处理采用可移动式系统，采用存放

处置的废物可以运输和放在处置谷帑里。该厂房无任何安全相关设备。

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2.3.汽轮机厂房

汽轮机厂房主要有汽轮机、发电机及相关的流体及电气系统，为汽轮发电机

组的正常运行或检修提供保障。汽轮机厂房中还有补水净化系统。没有安全相关

设备布置在汽轮机厂房内。

3.厂房区域编码索引

AP1000核岛各厂房区域划分原则是按标高和区域划分,

其编号规则如下：

APP-XXXX

।-------------区域号

-----------------标高号

---------------------厂房号

举例：1131中11表示反应堆厂房,3表示标高107'-2",1区。

具体代码如下：

1）按标高划分

AreaLocatorCodes

Table1.7,Elevations

CodeFacilityElev1Elev2Elev3Elev4Elev5Elev6Elev7

00YardArealOO'-O"

10NuclearIslandlOO'-O"

11Containment71W84'-6”107*-2M1350162』”226W

12Auxiliary66'”82'-6"100'-0M117--6M135'-3M153'-0"264W

Building1601-0"

20TurbineBuilding890lOO'-O"117'-6H135'-3W245'。'

194--0M

40AnnexBuilding100W117161354154MT162W

107'-2"126'-3"156'-0"166'-0M

50RadwasteBuilding100'-0H122,-0H

60DieselGeneratorlOO'-O''121'-6"

Building

70WaterServiceslOO'-O"

Building

80Service&lOO'-O"

Administration

90TemporaryConstruction100'-0M

Facilities

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2）按区域划分

Table1,AreaLocatorCodes

Table1.1,AuxiliaryBuildingandContainment

Table1.2,AuxiliaryBuilding,sideview

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Table1.4,AnnexBuilding

Table1.5,Radwastebuilding

AREAAREA

23

RADWASTE

BUILDING

AREA

AREA

1LOCATOR

CODES

Table1.6,Dieselgeneratorbuilding

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4.部件和组件编码（2）

部件标识码包含3个字符的堆型标识码、4个字符的位置标识码、2个字符的

部件类型标识码以及可以多达15个字符的流水号，出现在文件中的部件标识码只

要在该文件上已经是显而易见的通常都会省略标识码的开头部分。其格式如下：

PPP-XXX-YY-ZZZZZZZZZZZZZZZ

APP-RCS-MP-01A

流水号

部件类型标识码（泵）

位置标识码（反应堆冷却剂系统）

堆型(AP1000)

4.1.建筑物编码索引

4.1.1.房间编码格式：

PPP-BBLA-AR-BBLXX

AP1000房间号由堆型标识、区域号（厂房、标高层和区域）、“AR”部件

类型编码及流水号构成，流水号由区域号使用的厂房、标高层编码和唯一标识每

个房间的2位数字后缀组成。例如：

APP-2031-AR-20302

流水号（20厂房，3#标高层，02#房间）

类型（房间）

区域（20厂房，3#标高层，1#区）

堆型(API000)

4.1.2.防火带编码格式：

PPP-BBLA-AF-BBLXX

AP1000房间号由堆型标识、区域号（厂房、标高层和区域）、“AF”部件

类型编码及流水号构成，流水号由区域号使用的厂房、标高层编码和唯一标识每

个防火带的2位数字后缀组成。例如：

中国核工业第五建设公司API000施工总承包部共101页第14页

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APP-2031-AF-20302

流水号（20厂房，3#标高层，02#防火带）

类型（房间）

区域（20厂房，3#标高层，1#区）

堆型（AP1000）

4.1.3.防火区编码格式:

PPP-BBLA-AF-XX

AP1000房间号由堆型标识、区域号（厂房、标高层和区域）、“AF”部件

类型编码及流水号构成，流水号由区域号使用的厂房、标高层编码和唯--标识每

个防火带的2位数字后缀组成。例如：

APP-2031-AF-02

流水号（20厂房，3#标高层，02#防火区）

类型（房间）

区域（20厂房，3#标高层，1#区）

堆型（API000）

4.1.4.建筑物部件编码

PPP-XXXX-YYY-ZZZZZZZZ

建筑物部件编码格式包括区域号、部件类型编码及流水号构成。例如:

APP-2032-AD-D01

II।一流水号（01#|'J）

类型（门）

I__________区域（20厂房，3#标高层，2#区）

I______________堆型（API000）

建筑物流水号编码

部件类型流水号描述

ABB01隔离块或围栏

ADD01门

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W01窗户

AELOI实验室设备

AFE01灭火器

AMM01石墙或结构

APE01洗眼器/应急淋浴器

F01饮水器

SOI水槽

T01卫生间

U01小便池

W01浴室

AWC01石膏、木墙或结构

AYLOI天窗

4.2.混凝土编码索引

4.2.1.混凝土浇筑标识格式：

PPP-XXXX-CC-ZZZ

建筑物部件编码格式包括区域号、部件类型编码及流水号构成。例如:

APP-2032-CC-S01

II।一流水号（楼板01）

部件类型（混凝土）

I__________区域（20厂房，3#标高层，2#区）

I_______________堆型（API000）

混凝土流水号格式：

流水号描述

B01梁

C01柱子

E01设备基础

F01基础、结构和建筑物

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G01灌浆和垫片

M01泥土垫层、非混凝土填料

P01铺砌路面，人行走道

S01楼板

W01墙

Y01其它物项

4.2.2.混凝土部件标识格式

PPP-XXXX-YY-ZZZZ

建筑物部件编码格式包括区域号、部件类型编码及流水号构成。例如:

混凝土部件流水号

部件类型流水号描述

CCS01混凝土楼板

CEA01混凝土墙

V01锚固螺栓

P01槽钢、角钢、框架

SOI钢板

U01套管

Y01压压制成型构件

CPP01特殊部件

TOI管墩、支柱和柱子

W01墙板或楼板

Y01特殊部件

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CRE01设备基础钢筋

F01结构和建筑物基础钢筋

P01铺砌加强件

T01结构钢筋

U01纤维加强件

CYY01特殊部件

4.2.3.预埋件（金属）库存号格式

PPP-XXXX-YY-ZZZZ

预埋件库存号由类型编码、材料代码、完成状态编码及流水号构成。例如:

预埋件（金属）库存号及材料和完成状态代码

编码材料编码完成状态

AASTMA-361平整-不抛光

BASTMA-3072浸泡镀涂

C3电镀

D4油漆

E5特殊（见规格书）

4.3.管道和风管标识

4.3.1.管道和风管管线标识

PPP-XXXX-YY-ZZZZ

管线标识码由系统号、部件类型编码（管道采用PL,风管采用MD）及以“L”

开头的流水号构成。如下所示：

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APP-RCS-PL-L107

II।—流水号（107管线）

部件类型（管线）

I__________系统号（反应堆冷却剂系统）

I______________堆型（AP1000）

管道和阀门的规格描述由压力等级、材质及适用的管道或机械规范三个相互

独立的要素构成。例如：

规范（ASMESect.IIIClass3,NRCQualityGroupC）

材质（不锈钢）

压力等级（250#）

代码公称压力等级管线材质规范

（第1个字母）（第2个字母）（第3个字母）

A2500#合金钢ASMESect.IIIClass1,NRCQuality

GroupA

B2038#（RCS奥氏体不锈钢ASMESect.IIIClass2,NRCQuality

Conditions）GroupB

C1500#碳钢ASMESect.IIIClass3,NRCQuality

GroupC

D900#球墨铸铁ANSLB31.1（管道）/SMACNA（风

管）NRCQualityGroupD

E600#/900#ANSI.B31.1,Non-Q

F400#铸铁NFPACode,FireProtectionQA

G300#碳钢NFPACode

H250#

J150#

K125#紫铜、黄铜或青

铜

L衬里管SAMCNADuctConst.Std.Non-Q

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M铝

N

P塑料及非金属NationalPlumbingCodeNon-Q

Q

R175#UL-Listed混凝土ASMEN509DuctStandard

or

FM-Approved

S200#UL-listed

or

FM-Approved

T175#高强度奥氏体

不锈钢

U0"-2"W.G.碳钢

Duct/SMACNA

V2"-6"W.G.

Duct/SMACNA

W6"-10"W.G.Amer.WaterWorksAssoc.Non-Q

Duct/SMACNA

X10"W.G.&

LargerDuctper

SMACNA

Y特殊应用如管特殊应用如管特殊应用如管道级别表所示

道级别表所示道级别表所示

Z特殊应用如管特殊应用如管特殊应用如管道级别表所示

道级别表所示道级别表所示

管道的规格不是管线标识码的一部分，但它是管线标识码中流水号选择的一

个重要依据。

管线的流水号是从第一个管道或泵、风扇、传动器、源头以及类似装置的吸

入侧开始分配，并沿用到这个装置。接下来的流水号从该装置的出口开始，沿用

到第一个主分支或集管。后续的流水号分别分配给每一个泵、风扇或源头到公用

分支或集管的管线。采用这种办法进行编号直到给系统中的所有管线都分配了流

水号。如果需要增加新的管线，就在原有的系统流水号上继续增加，而原有的管

线号不会改变。其具体编码方法见APP-GW-GMP-006。

4.3.2.管道部件标识码

PPP-XXX-YY-ZZZZZZZZZZZZZZZ

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管段、阀门、风阀和焊口的标识码包括系统号、部件类型代码和流水号。举

例如下：

APP-RCS-PL-SOO1

流水号（管段001）

部件类型标识码（管线）

系统号（反应堆冷却剂系统）

堆型（AP1000）

管道和通风使用的部件类型如下：

JT—仪表管

MD—风管

PL一管道及其部件

流水号的第一个字母定义了部件的类型，其后的数字对部件进行唯一确定标

识。

A001—管道或风管的锚固螺栓

D001一风阀

F001一现场焊口

H001一管道或风管支架

L001一管道或风管管线

R001一管道或风管阻尼器

S001一管道或风管管段

TOO1一仪表管管线

V001一阀门

W001一车间焊口

4.3.3.管道特殊部件编码

PPP-XXX-YY-ZZZZZZZZZZZZZZZ

管道特殊部件编码格式包括系统号、部件类型代码和流水号。管道特殊部件

在在流水号中用1个字母代码表示：举例如下：

中国核工业第五建设公司API000施工总承包部共101页第21页

CN=AP1000技术手册

APP-RCS-PY-E001

III一流水号（膨胀节001）

部件类型标识码（管道特殊部件）

I__________系统号（反应堆冷却剂系统）

I______________堆型（AP1000）

管道特殊部件清单如下：

A一阻燃器

B一盲法兰或观物镜

C-碎体贯穿件

D一排水收信单元

E一膨胀节

F一消防架、消火栓箱、水龙带和围栏

G—垫片和螺栓

H一消防栓和监控器

K—爆破膜

L—装载架和设备

M—机械联结器、快速接头

N—喷嘴、喷射器、弹射器、文丘里管

P一油、水、空气等分离器

R一截流孔板

S一粗过滤器，视镜和过滤器

T一蒸汽疏水阀、树脂疏水阀、浮球式疏水阀

Y—其它特殊物项

管道特殊部件编号方式跟阀门和风阀是一样的。

4.3.4.阀门和风阀附件的编码

需要编号的阀门包括限位开关、电机操作机构和电磁开关。阀门附件的编码

以相应的阀门编码为基础，增加适当的后缀，用连字符连接构成。举例如下：

APP-CVSPLV035-L1阀门CVSPLV035的第一个限位开关

APP-CVSPLV035-S2阀门CVSPLV035的第二个电磁开关

中国核工业第五建设公司API000施工总承包部共101页第22页

CN=AP1000技术手册

APP-FWSPLV002A-M阀门FWSPLV002A的电机操作机构

4.3.5.阀门/风阀库存号的编码

PPP-XXYYYZZZYYYY

阀门和风阀库存号编码由公称尺寸、阀门类型、阀门规格和附件或特殊要求

等编码构成，如下所示：

APP-PV-HBD004GHEL

堆型(API000)

管道或阀门的公称尺寸用英寸的十进制数标识。

阀门和风阀类型

阀体类型（第1个字母）操作机构（第2个字母）

代码阀门风阀/百叶窗

A角向球阀自动（泄液止回阀等）

B蝶阀表面/旁通风阀

C