压水堆核电站设备分级

压水堆核电站设备安全级、规范级、质保级及其关系核电站设备分级授课教师：樊保柱2009-8-5一．概述二．机械设备安全分级三．电气设备安全分级四．土建构筑物安全分级五．抗震分类六．机械设备设计、制造分级（RCCM)七．质量保证分级八．小结九．阀门QA分级一○．核岛安装活动质保分级目录一、概述法国压水堆核电站设计中采用了纵深防御的原则。从核安全角度讲，一个核电站应考虑以下两个安全问题：①它构成了一个辐射源；②它通常产生的是可控的放射性释放；在特殊情况下，如在偶发事件或事故下，会造成不可控释放。从这个观点出发，核电站的安全根据纵深防御原则应包括如下三个层次，即：一、概述第一层次，电站的设计与建造质量要保证在正常和正常瞬态运行工况下电站不发生破坏；第二层次，安全系统的设计要尽可能减少非正常瞬态运行工况或设备事故；第三层次，工程安全设施的设计要尽可能减少或不发生能导致放射性产物泄漏的假想事故。前两个层次是事故的预防，后一个层次是事故的防护。核电站的安全实际上是通过组成其系统、设备和部件的安全性能来实现的。一、概述组成核电站的各个系统、设备和部件对安全的贡献或重要程度是不完全相同的。为此，必须根据它们所执行的安全功能，对这些系统、设备和部件进行分类，并对不同等级的设备和部件规定出在设计、制造、材料、检验等方面的不同要求。设备安全分级的目的是为了那些对核电站安全起作用的系统和设备的可靠性和可利用率提供足够的保证。设备的安全等级是根据其所执行的安全功能来决定。合适的设备等级能保证设备的质量与设备所起的安全作用相适应。一、概述核电站的安全主要取决于那些保证执行安全功能的设备的可靠性，这些安全功能是:反应堆紧急停堆并维持在安全停堆状态；堆芯和安全壳厂房的冷却（包括中期和长期冷却）；放射性物质的封存和限制向环境排放，若排放需控制在规定限值之内。所谓安全分级就是找出属于与安全有关的或对安全起重要贡献作用的设备，并按其执行安全功能的重要性，分为不同的安全等级。一、概述正确的设备分级是在充分了解核电站各系统功能的基础上作出的。在定出设备安全等级的基础上，我们就可规定它们的设计和制造要求、抗震要求、以及质量保证要求，即制定出设备的设计制造等级（规范级）、抗震等级和质量保证等级，这就是设备安全分级的全过程。二、机械设备安全分级在安全分级中把设备分为机械设备和电气设备，机械设备又可分为承压设备和非承压设备，它们都有各自不同的分类和分类原则。①机械设备承压设备：有三个安全级和一个非安全级（NC），安全等级分别是安全一级、安全二级、和安全三级；非承压设备：有一个安全等级（LS）和一个非安全级，即（NC）。二、机械设备安全分级②电气设备有一个安全等级（1E级）和一个非1E级（NC)。③土建构筑物有一个安全级（LS级）和一个被非LS级（NC)。安全一级安全二级NC级安全一级NC级安全三级机械设备承压设备非承压设备LS级非LS级(NC)二、机械设备安全分级承压机械设备它们是构成压力边界和执行安全功能的流体系统的机械设备，分为四个等级，即：安全一级：它们是构成反应堆冷却剂系统压力边界的设备。它们的损坏会导致一回路冷却剂的漏失超过反应堆的正常补水能力；或在正常运行过程中，这些设备的损坏会阻碍反应堆的顺利停堆和冷却。它们包括反应堆冷却剂系统和与其连接的内径DN10.4mm的水管道和内DN15.7mm的蒸汽管道；稳压器下泄管及其泄压阀和安全阀。二、机械设备安全分级安全二级安全一级以外的输送反应堆冷却剂的承压设备，或者在发生失水事故时保证放射性流出物的封存设备。它们主要包括：输送反应堆冷却剂的小管经高能管道、阀门；以下系统的主要设备和部件：余热排除系统、化容系统、安注系统、喷淋系统；安全壳厂房，包括安全壳隔离系统的阀门和设备（安全壳贯穿件）；安全壳内的二回路系统（给水和蒸汽），直到并包括安全壳外第一个隔离阀；安全壳氢气控制和监测系统；堆芯仪控系统，直到并包括手动隔离阀。二、机械设备安全分级安全三级安全三级是指其它们对安全重要性有影响的设备，即他们的损坏不会直接引起放射性物质的溢出，或他们的损坏会导致正常贮存的放射性衰变气体的释放。它们主要包括：①化容系统中的反应堆冷却剂净化设备以及硼补给水系统的设备；②蒸汽发生器辅助给水系统中安全壳外的部分；③设备冷却水系统、乏燃料贮存水池冷却系统和净化系统、工业冷却水系统的设备；二、机械设备安全分级二、机械设备安全分级④废物处理系统中的设备，如废气处理系统中的波动箱、气体衰变箱、空压机；⑤应急气源、水源、润滑油、燃油系统和冷冻水系统设备。非安全级（NC)安全1、2、3级以外的设备。如稳压箱和下泄管路、安全壳外第一个隔离阀之后的蒸汽和水管路。安全等级的分界两个不同安全级别的系统或设备的分界一般是阀门。这些分界设备的功能应达到较低安全等级的设备或部件的损坏不会导致较高安全等级的系统或设备的安全功能的丧失。分界设备的等级采用两者中较高的等级。二、机械设备安全分级常采用的分界设备或部件有:热交换器管子;节流孔板;安全阀;隔离阀;常开电动阀(在2级或3级与更低级之间);两个串联常开电动阀(在1级和2级之间);常闭阀(在2级或3级与更低级之间);两个串联常闭阀(在1级与较低级之间);逆止阀(在安全壳内时为安全1级)。安全等级符号：见下表二、机械设备安全分级名称图形符号安全1级安全2级安全3级非安全级不同安全级分界（1、2级）1212核安全等级符号二、机械设备安全分级3二、机械设备安全分级非承压机械设备非承压但具有安全功能的设备均归入LS级，即能够实现上述三个主要安全功能的所有设备。他们直接执行安全功能，其失效会引起安全设备的失效；限制1、2、3级或LS级设备失效的所有设备：LS级机械设备包括：⑴反应堆内部构件；⑵乏燃料装运和贮存设施；⑶承压安全级容器（设备）的支承件；⑷具有安全功能的通风系统（如燃料厂房的通风系统，安全壳大气系统，安全壳通风系统，控制室通风系统等）。1E级电气设备电气设备分为1E级（安全级）电气设备和非1E级（NC）电气设备。1E级电气设备执行下列功能：⑴紧急停堆；⑵反应堆和安全壳内热量的排出（堆芯应急冷却和堆芯余热排出）；⑶安全壳隔离；⑷滞留放射性产物和限制放射性后果。1E级设备包括执行安全功能的电源、电机、阀门电动执行机构、电磁阀、厂内电源、仪控系统等，具体包括:⑴反应堆保护系统；⑵应急电源；⑶紧急停堆系统（如功率测量、周期测量等核测量仪表和事故停堆断路器；⑷专设安全设施的驱动系统和控制线路，包括堆芯应急冷却系统（安注系统、安喷系统）、安全壳氢气控制系统、辅助给水系统（包括与正常给水系统的隔离装置）、安全壳隔离系统；⑸专设安全设施支持系统的驱动系统和控制系统，包括设备冷却水系统、工业冷却水系统和某些通风系统；⑹安全停堆或事故后仍必须运行的信息显示系统仪表设备以及监测系统。三、电气设备安全分级电气设备建构筑物1E级非1E级（NC）LS级非LS级（NC）三、电气设备安全分级三、电气设备安全分级非1E级电气设备其它与安全有关但不属于1E级的重要系统为非1E级电气设备，如余热排出系统和乏燃料水池冷却系统的驱动和控制系统、控制1E级设备可利用率的电气设备。另外，⑴电缆与设备连接，电缆与设备同一等级；⑵当一个测量通道定为1E级，并非其中所有部件都是1E级，只有执行安全功能的电气部件才是1E级。如被隔离装置隔离的指示仪表和报警装置则为非1E级。LS级（安全级）土建结构凡支承或包容安全级设备，并提供一个放射性生物屏蔽或可把放射性产物封存在内的建筑物或构筑物称为LS级土建结构，如RX、KX、NX、LX、WX、DX、GA、QA/QB等。注：反应堆安全壳由于在事故时有承受压力的功能故列为安全2级机械设备，而安全壳材料、部件则被列入安全有关厂房和土建构筑物中，即LS级设备部件。CPR1000土建构筑物的分级清单见附件。四、土建构筑物安全分级五、抗震分类抗震分类的目的是对构筑物及设备的设计与评定提出抗震要求，即在核电站厂址内发生定义的安全停堆地震时，对安全重要的全部结构、系统及部件仍能保持其功能。这些核电厂的装置必须保证：（1）反应堆冷却剂承压边界的完整性；（2）安全停堆并将反应堆保持在安全状态中；（3）防止造成辐照剂量水平超过容许限值的潜在辐射事故并减轻其后果的能力。这就是核电厂抗震设计要达到的目的和要求。抗震1类设备是指能承受安全停堆地震（SSE)载荷的设备。•⑴安全1、2、3级和LS级机械设备及1E级电气设备均为抗震1类设备。•⑵其他设备可按照其重要程度确定它们的抗震要求，如防火系统和某些废物处理系统是非安全系统，但要求在运行基准地震（OBE）载荷下履行其功能。•没有抗震要求的为非抗震1类。五、抗震分类Definitions:SSE:TheSafeShutdownEarthquake1isthatearthquakewhichisbaseduponevaluationofthemaximumearthquakepotentialconsideringtheregionalandlocalgeologyandseismologyandspecificcharacteristicsoflocalsubsurfacematerial.Itisthatearthquakewhichproducesthemaximumvibratorygroundmotionforwhichcertainstructures,systems,andcomponentsaredesignedtoremainfunctional.Thesestructures,systems,andcomponentsarethosenecessarytoassure:(1)Theintegrityofthereactorcoolantpressureboundary,(2)Thecapabilitytoshutdownthereactorandmaintainitinasafeshutdowncondition,or(3)Thecapabilitytopreventormitigatetheconsequencesofaccidentswhichcouldresultinpotentialoffsiteexposurescomparabletotheguidelineexposuresofthispart.OBE:TheOperatingBasisEarthquakeisthatearthquakewhich,consideringtheregionalandlocalgeologyandseismologyandspecificcharacteristicsoflocalsubsurfacematerial,couldreasonablybeexpectedtoaffecttheplantsiteduringtheoperatinglifeoftheplant,itistheearthquakewhichproducesthevibratorygroundmotionforwhichthosefeaturesofnuclearpowerplantnecessaryforcontinuedoperationwithoutunduerisktothehealthandsafetyofpublicaredesignedtoremainfunctional.1TheSafeShutdownEarthquakedefinesthatearthquakewhichhascommonlybeenreferredtoastheDesignBasisEarthquake.机械设备可分为二种，一种是包含有执行安全功能的能动设备，如泵、阀、风机等。其它为非能动设备。对抗震1类设备又可分为以下三类：⑴1I类：在安全停堆地震载荷下仅要求保证其完整性的设备，没有提出对变形的限制要求。计算中对四类工况采用D级准则校核。五、抗震分类五、抗震分类⑵1F类：在安全停堆地震载荷下不但要保持设备的