論述了核電閥門設計規范ASME Ⅲ和RCC- M 在材料、應力計算、抗震分析、許用應力選取和無損檢測等方面的異同點, 分析了OTT - 87規范的主要特點。

1、概述

　　中國核電建設已經走過了20余年, 先后通過自行設計開發和引進國外技術等多種方式建造了秦山一期、大亞灣、秦山二期、嶺澳一期、秦山三期和田灣等核電站。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范。本文主要對核電閥門設計中應用的美、法和俄核電規范異同點進行比較和分析。本文討論的規范及版本號為美國鍋爐和壓力容器規范第Ⅲ卷———ASME Ⅲ - 2004(簡稱ASME Ⅲ, 下同) 、法國壓水堆核島機械設備設計和建造規———RCC - M 2000版+ 2002補遺(簡稱RCC - M, 下同) 和俄羅斯核電閥門設計制造規范———OTT - 87 (簡稱OTT - 87, 下同) 。

2、規范等級

　　ASME Ⅲ核動力裝置部分包含了核電閥門的設計規定, 其中NB - 3500、NC - 3500、ND - 3500規定了核電閥門的設計規范, NB、NC、ND 分卷分別針對一級、二級和三級設備。RCC - M是法國根據本國情況參考了ASME Ⅲ制訂的核電站設計規范, 其中B - 3500、C - 3500、D - 3500分別針對一級、二級和三級設備規定了核電閥門的設計規范。這里的一級、二級和三級設備就是閥門設計制造中所稱的核一級、核二級和核三級閥門, 是相對于設計制造規范進行的分類, 可稱為規范等級。

　　核電閥門的規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/ANS 5111 -83 (固定式壓水堆核電廠安全設計準則) 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級電力系統準則) 分為1E級和非1E級, 核電閥門的規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 - M 2000及其補遺) 進行, 規范等級根據安全等級、設計壓力等劃分了更細的等級(表1) 。

表1　RCC - M 閥門的分級

　　在O TT - 87 中閥門的分級是根據O ΠБ- 88的安全分級1、2、3、4級和008設置及安全運行規范(簡稱008, 下同) 中規定的質量分級A、B、C類, 以及閥門的設計壓力、閥門所處位置是否導致運行人員接觸有害介質、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、2B Πa、2B Πb、2B Шa、2B Шb、2B Шc、3CШa、3CШb和3CШc等級別(表2) 。

表2　OTT - 87閥門的分級

　　俄標“O ΠБ- 88”的安全1級部件, 是指在安全系統投入后其故障仍要導致燃料元件破損超過設計基準事故的部件。這樣, 按俄規范只有壓力容器和燃料組件為安全1級, 按008分為A 類, 而包括反應堆冷卻劑系統主設備在內的一些按美國標準屬于安全1級、規范1級的設備, 按俄規范卻屬安全2級、質量B 類, 這是俄和美、法規范體系在對核電設備分級上的最大差異。對于閥門, 按OΠБ- 88沒有安全1級閥門, 在俄核電站設計和建造中也沒有提高到1A 級閥門, 雖然在O TT - 87分有1A 級閥門, 但實際上2B 級閥門為其最高級別閥門。俄標O ΠБ- 88和O TT - 87沒有將電氣部件單獨分級, 而是隨同其機械部件的等級分為4級, 這與美、法標準分為1E級和非1E級差異較大。