李自強(qiáng)，苗安立，張佳卿

（中船重工第七〇三研究所無(wú)錫分部，江蘇無(wú)錫214151）

RCC-M規(guī)范在核電閥門設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)用

李自強(qiáng)，苗安立，張佳卿

（中船重工第七〇三研究所無(wú)錫分部，江蘇無(wú)錫214151）

壓水堆核電站是目前最廣泛應(yīng)用的堆型之一，作為壓水堆核電站的建造規(guī)范，RCC-M在核電領(lǐng)域有著非常重要的地位，通過(guò)研究RCC-M內(nèi)容，總結(jié)了核電閥門的設(shè)計(jì)制造、檢驗(yàn)要求，得出適用于核電閥門的檢驗(yàn)方法。

核電站；RCC-M；閥門；檢驗(yàn)

核電站用閥門（簡(jiǎn)稱核電閥門），是核電站中使用量非常大的設(shè)備，連接著整個(gè)核電站的數(shù)百個(gè)系統(tǒng)，閥門的投資占核電站總投資的2%左右，在后期維護(hù)、維修費(fèi)用一般占核電站維修總額的50%以上。核電閥門又分核1級(jí)，核2級(jí)，核3級(jí)和NC級(jí)。以福清核電工程為例，兩個(gè)百萬(wàn)千瓦壓水堆核電機(jī)組需要閥門2.8萬(wàn)臺(tái)，核1級(jí)占0.7%，核2級(jí)占27.9%，核3級(jí)占21.4%，NC級(jí)占50%。鑒于核電閥門的重要性，其質(zhì)量保證是非常重要的[1]。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有若干家閥門制造企業(yè)獲得了核安全局頒發(fā)的核安全設(shè)備制造許可證書，并使核電閥門的國(guó)產(chǎn)化達(dá)到95%左右。核電閥門的設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)收會(huì)涉及多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，如RCC-M[2]，ASME VIII，ASME 16.34，API 598等標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又要結(jié)合各設(shè)計(jì)院的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。RCC-M規(guī)范是壓水堆建造的主要規(guī)范之一，本文將結(jié)合RCC-M規(guī)范對(duì)核電站用閥門設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)過(guò)程中所涉及到的要求進(jìn)行比較，并總結(jié)出核電閥門簡(jiǎn)便易行的檢驗(yàn)方法。

1　RCC-M規(guī)范概述

RCC-M是法國(guó)《壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》的簡(jiǎn)稱，由法國(guó)核島設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則協(xié)會(huì)（AFCEN）為規(guī)范法國(guó)壓水堆核電站機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造而編制，是法國(guó)法國(guó)核電標(biāo)準(zhǔn)RCC系列的一個(gè)分支。RCC-M規(guī)范規(guī)范總計(jì)5卷，分別為第I卷《核島設(shè)備》（共9篇），第II卷《材料》，第III卷《檢驗(yàn)方法》，第IV卷《焊接》和第V卷《制造》。各分卷內(nèi)容覆蓋了設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)的全部要求。

核安全級(jí)閥門，可以按照RCC-M規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。非安全級(jí)（NC級(jí)）閥門可以參考核安全3級(jí)閥門的設(shè)計(jì)和制造要求，結(jié)合核電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出相應(yīng)的質(zhì)保等級(jí)和抗震等要求。本文重點(diǎn)討論閥門的設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)要求。在工程實(shí)踐中，閥門除了有設(shè)計(jì)、制造要求外，還有不同的質(zhì)保要求、抗震要求等附加要求。

2　核安全級(jí)閥門的設(shè)計(jì)要求

核安全級(jí)閥門的設(shè)計(jì)要求內(nèi)容在R-CCM第I卷的B、C、D篇，規(guī)定了閥體及零件的形狀、壁厚、應(yīng)力分析規(guī)則等內(nèi)容。其中1、2、3級(jí)閥門的主要設(shè)計(jì)差異在與設(shè)計(jì)壓力和材料。核1級(jí)閥門為高壓閥門，只有1500 LB和2500 LB兩個(gè)壓力等級(jí)，核2、3級(jí)閥門壓力等級(jí)覆蓋了150 LB~2500 LB的所有壓力等級(jí)。核1級(jí)閥門材料以不銹鋼材料為主，核2、3級(jí)閥門材料牌號(hào)基本一致，包含了碳鋼和不銹鋼材質(zhì)。核級(jí)閥門壓力等級(jí)和材質(zhì)見表1.

表1　核級(jí)閥門壓力等級(jí)及材質(zhì)

3　核安全級(jí)閥門的檢驗(yàn)

核安全級(jí)閥門的檢驗(yàn)要求在第II卷《材料》和第III卷《檢驗(yàn)方法》中，從原材料到零件到成品，不同階段都需要相應(yīng)的檢驗(yàn)方法，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。檢驗(yàn)包括材料的力學(xué)性能試驗(yàn)（包括拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)等），物理和物理化學(xué)試驗(yàn)（晶相組織、晶粒度、鐵素體含量、硫磷雜質(zhì)含量等），超聲波探傷檢驗(yàn)，射線探傷檢驗(yàn)，液體滲透試驗(yàn)和磁粉檢驗(yàn)等。

以常見的閥門鑄件材料M1112（20M5M）為例，材料要以熱處理狀態(tài)交貨，首先進(jìn)行化學(xué)成分分析，然后對(duì)式樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)，驗(yàn)證其力學(xué)性能，如有不符者可以重新進(jìn)行熱處理。

3.1外觀檢查

熱處理全部完成后需要進(jìn)行外觀檢查和內(nèi)部檢查。表面缺陷的外觀檢查前，零件必須徹底清砂和修整，必須除去冒口、澆口、分型線和澆道等。然后做全面外觀檢查，檢查其表面是否有氧化皮、裂紋、疏松和砂眼等有害缺陷，外觀檢查結(jié)束后進(jìn)行磁粉檢測(cè)，磁粉檢查的范圍規(guī)定見表2.

表2　核級(jí)設(shè)備磁粉檢查范圍

對(duì)于蠟?zāi)?、陶瓷鑄型的小零件可以以滲透檢測(cè)代替磁粉檢測(cè)。同時(shí)對(duì)于不適用磁粉檢測(cè)的區(qū)域也可選用滲透檢測(cè)，并按要求記錄缺陷。

3.2內(nèi)部檢查

內(nèi)部檢查采用射線照相檢測(cè)的方法，對(duì)不同級(jí)別的設(shè)備射線照相檢測(cè)區(qū)域如下：

1級(jí)設(shè)備用零件：

（1）公稱直徑大于50 mm的閥門和二回路閥：對(duì)整個(gè)零件的內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)；

（2）公稱直徑小于或等于50 mm的閥門：必須檢測(cè)器待焊區(qū)域和接管端部；

（3）其它零件：原則上必須百分百檢測(cè)整個(gè)零件。

2級(jí)設(shè)備用零件：

（1）公稱直徑大于100 mm的閥門：必須檢查待焊區(qū)、接管端部，由于須支撐載荷以及鑄造方法造成的危險(xiǎn)區(qū)域，以及須經(jīng)深度加工的區(qū)域。

（2）對(duì)于公稱直徑小于或等于100 mm的閥門：必須檢查其待焊區(qū)及端部；對(duì)公稱直徑小于或等于50 mm的閥門，可用液體滲透代替射線照相檢測(cè)。

（3）焊接邊緣等部位需檢測(cè)。

（4）對(duì)于主蒸汽系統(tǒng)、渦輪旁路系統(tǒng)、給水流控制系統(tǒng)、輔助給水系統(tǒng)等系統(tǒng)的2級(jí)閥門：均需整體射線拍片檢測(cè)。

3級(jí)設(shè)備用零件：

（1）對(duì)公稱直徑大于80 mm的閥門：必須檢查待焊區(qū)和端部；

（2）公稱直徑不超過(guò)80 mm的閥門不要求做射線照相檢測(cè)；

（3）對(duì)其它零件僅需檢查其焊接邊緣。

射線照相檢測(cè)的方法應(yīng)按照MC3200的要求執(zhí)行，并根據(jù)該要求判斷設(shè)備是否合格。

4　核級(jí)閥門的壓力試驗(yàn)要求

水壓試驗(yàn)必須在機(jī)加工、磨削或焊接作業(yè)全部完成之后實(shí)施，試驗(yàn)后的非計(jì)劃性的機(jī)加工或焊接將使水壓試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。

試驗(yàn)壓力必須至少為1.5倍的常溫許用應(yīng)力，常溫需用應(yīng)力有專門的計(jì)算方法，可以將高溫情況下的需用應(yīng)力折算到試驗(yàn)溫度下的需用應(yīng)力。各等級(jí)閥門設(shè)備的壓力試驗(yàn)時(shí)間通常為10分鐘。

除上述強(qiáng)度試驗(yàn)外，還需要進(jìn)行強(qiáng)制性附加試驗(yàn)，包括外殼密封性試驗(yàn)和閥座密封性試驗(yàn)。

5　結(jié)束語(yǔ)

RCC-M除了規(guī)定了核電閥門的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)要求外，還對(duì)焊接、表面處理、熱處理、噴鍍等工藝進(jìn)行了明確的要求。同時(shí)制造廠在進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)活動(dòng)的同時(shí)還需要滿足規(guī)格證書關(guān)于質(zhì)保、抗震等其它方面要求。綜合以上內(nèi)容可以正確的對(duì)核電閥門進(jìn)行檢查、驗(yàn)收工作。

[1]張?jiān)讫?核電站用閥門[J].閥門，2004，（1）：22.

[2]法國(guó)核島設(shè)備設(shè)計(jì)、建造及在役檢查規(guī)則協(xié)會(huì).RCC-M壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則[S].

The Application of RCC-Min the Designing and Examination of Nuclear Valves

LI Zi-qiang，MIAO An-li，ZHANG Jia-qing
（WuXi Division of NO.703 Research Institute of CSIC，Wuxi Jiangsu 214151，China）

PWR nuclear power plant is currently one of the most widely used type of reactor，as the rules for the construction of PWR nuclear power plant，RCC-M plays a very important role in the field of nuclear power，through the study of RCC-M content，summarizes the design of nuclear power valve manufacturing and inspection requirements，and the examination method for nuclear power valve is obtained.

nuclear plant；RCC-M；valve；examination

TH134

B

1672-545X（2016）10-0205-03

2016-07-08

李自強(qiáng)（1983-），男，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士研究生，工程師，研究方向：核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)。