GB-T29363-2012核電廠用蒸氣壓縮循環(huán)冷水機組

I本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國冷凍空調設備標準化技術委員會(SAC/TC238)歸口。本標準負責起草單位：浙江盾安人工環(huán)境股份有限公司、合肥通用機械研究院、合肥天鵝制冷科技有限公司、中國核電工程有限公司、中廣核工程有限公司、浙江國祥空調設備有限公司、江森自控樓宇設備科技(無錫)有限公司、廣東吉榮空調有限公司、昆山臺佳機電有限公司、浙江中廣電器有限公司。本標準參加起草單位：特靈空調系統(tǒng)(中國)有限公司、廣東歐科空調制冷有限公司、珠海格力電器股份有限公司、浙江專風科技有限公司。1核電廠用蒸氣壓縮循環(huán)冷水機組1范圍本標準規(guī)定了電動機驅動的采用蒸氣壓縮制冷循環(huán)應用于核電廠的冷水機組(以下簡稱“機組”)的本標準適用于核電廠使用的核級機組和抗震機組。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2423.10電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc:振動(正弦)GB4208—2008外殼防護等級(IP代碼)GB/T10870—2001容積式和離心式冷水(熱泵)機組性能試驗方法GB/T12727核電廠安全系統(tǒng)電氣設備質量鑒定GB/T13306標牌GB/T13384機電產(chǎn)品包裝通用技術條件GB/T13625核電廠安全系統(tǒng)電氣設備抗震鑒定GB/T15474—2010核電廠安全重要儀表和控制功能分類GB/T16702—1996壓水堆核電廠核島機械設備設計規(guī)范GB/T17569—1998壓水堆核電廠物項分級GB/T17758單元式空氣調節(jié)機GB/T18430.1—2007及第1號修改單蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組第1部分：工業(yè)或商業(yè)用及類似用途的冷水(熱泵)機組GB19577冷水機組能效限定值及能源效率等級GB/T22577—2008核電站用1E級電纜通用要求GB25131蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組安全要求JB/T7249制冷設備術語NB/T47012制冷裝置用壓力容器HAF003核電廠質量保證安全規(guī)定HAF-J0053核設備抗震鑒定試驗指南EJ/T1197—2007核電廠安全級電氣設備質量鑒定試驗方法與環(huán)境條件3術語和定義JB/T7249界定的以及下列術語和定義適用于本文件。核電廠用蒸氣壓縮循環(huán)冷水機組waterchillerwiththevaporcompressioncyclefornuclearpowerplant用于核電廠有核級要求或抗震要求的、由電動機驅動采用蒸氣壓縮制冷循環(huán)的冷水機組。2核級機組是指核電廠各工況下都需要運行的、向涉及核安全的重要的通風系統(tǒng)提供冷源的、對核安全有重要作用的冷水機組。機械設備核安全等級、抗震類別和規(guī)范等級的劃分參見GB/T17569—1998,電氣、儀控設備的安全等級的劃分參見GB/T15474—2010,電氣設備質量鑒定程序的劃分參見EJ/T1197—2007。根據(jù)以上劃分要求，本標準定義的“核級機組”的機械設備核安全等級為3級，整機抗震類別為1類，蒸發(fā)器、冷凝器的規(guī)范等級為3級，啟動柜安全等級為1E級，控制柜安全等級為NC,電氣設備的質量鑒定等級為K3類?？拐饳C組anti-seismicunits在核電廠所有與安全有關的機械和電氣設備，包括安全1、2、3、LS級的機械設備和1E級的電氣設備都被定為抗震1類的設備?？拐?類的設備和部件按其要求不同，可分為以下3類：a)在安全停堆地震(SSE)引起的荷載作用下，應保持其完整性和密封性的設備屬于11類；b)專用安全設施及其支持系統(tǒng)中的非能動設備，當受到SSE荷載作用時需保持其功能的設備屬c)在安全停堆地震(SSE)引起的荷載作用下，仍要求能運轉且保持其安全功能的能動設備屬于1A類(例如：冷水機組中的壓縮機、電機、油沒有核安全級的要求，但有抗震要求的設備(包括機械設備和電氣設備)仍按上述3類(1I、1F、1A)進行劃分。本標準所定義的“抗震機組”是指無核安全級要求，但有抗震要求的冷水機組。安全停堆地震safeshutdownearthquake(SSE)按GB13625的定義，SSE是指采用歷史上可能出現(xiàn)的最大地震加上安全裕度而定出的假想地震。運行基準地震operatingbasisearthquake(OBE)按GB13625的定義，OBE是指在該地震等級下，反應堆仍能繼續(xù)運行。是指核反應堆中的冷卻劑喪失的事故。4型式與基本參數(shù)4.1型式4.1.1按制冷壓縮機型式分類：——開啟式；——半封閉式；——全封閉式。4.1.2按制冷壓縮機類型分類：——離心式；——螺桿式；3——活塞式；——渦旋式。4.1.3按制冷運行放熱側熱交換方式分類：——水冷式；——風冷式。4.1.4按核電廠的要求分類：——核級機組；——抗震機組。4.2型號機組型號的編制方法，可由制造商自行編制，但型號中應體現(xiàn)本標準名義工況下機組的制冷量。4.3基本參數(shù)4.3.1機組的型式及功能機組的型式及功能見表1。表1機組的型式及功能水冷式水冷單冷式風冷式風冷單冷式4.3.2.1名義工況機組的名義工況見表2。表2名義工況時的溫度/水流量使用側熱源側(或放熱側)冷水水冷式風冷式水流量出口水溫℃進口水溫℃水流量干球溫度℃濕球溫度℃8—4.3.2.2名義工況的其他規(guī)定名義工況的其他規(guī)定如下：a)機組名義工況時的蒸發(fā)器和冷凝器水側污垢系數(shù)為0.086m2·℃/kW,凝器水側被認為是清潔的，測試時污垢系數(shù)應考慮為0m2·℃/kW,GB/T18430.1—2007附錄C的方法模擬污垢系數(shù)；b)大氣壓力為101kPa。新機組蒸發(fā)器和冷性能測試時應按44.3.3設計使用工況機組設計使用工況見表3。表3機組設計溫度/水流量使用側熱源側(或放熱側)冷水水冷式風冷式水流量出口水溫℃進口水溫℃水流量干球溫度℃濕球溫度℃LOCA(最大負荷)工況8低溫工況5注：低溫工況時熱源側水流量允許調整。4.3.4性能系數(shù)機組名義工況時的性能系數(shù)不應低于表4的數(shù)值。表4性能系數(shù)單位千瓦每千瓦機組類型性能系數(shù)COP風冷式不低于GB19577的限定值水冷式5要求5.1總則機組應按經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣和技術文件(或按用戶和制造廠的協(xié)議)制造。對于能動(即通過機械運動實現(xiàn)其安全功能)的機械設備和1E級電氣設備，在原型樣機第一次進行抗震鑒定時，宜采用試驗方法。并應在樣機檢驗合格后，方能進行機組正式生產(chǎn)。5.2安全功能機組應能在核電廠正常運行和事故運行期間保持功能，應能經(jīng)受核電廠安全停堆地震(SSE)的干擾，機組設計應符合可運行準則。5.3設計壽命機組設計壽命不低于40年，主體零部件的設計壽命按用戶規(guī)格書要求執(zhí)行，其中消耗件、易損件、非金屬部件等在設計壽命期內可以更換。5.4結構設計5.4.1機組應能滿足其所處的使用環(huán)境要求，其材料應與使用環(huán)境條件相適應。5.4.2機組應滿足外部管口荷載的要求。冷凝器和蒸發(fā)器及接口法蘭在設計、計算和制造時要考慮正5常管口荷載、異常管口荷載、事故管口荷載的因素。5.4.3機組應滿足整機荷載要求。機組的整體設計、計算和制造要考慮該機組在各種運行工況下所允許的應力準則。5.4.4機組整機應按抗震1類進行設計。5.5.1機組所選材料應符合所輸送的介質特性要求并需經(jīng)用戶認可。5.5.2機組應采用經(jīng)認可的鋼材牌號，并應有所選材料的合格證明和檢驗報告；必要時對每批購進的材料均應進行材質分析和力學性能試驗。焊條的力學性能不應低于母材的性能。5.5.3在輻照區(qū)范圍內選擇的非金屬材料應為耐輻射產(chǎn)品。5.5.4機組本體所用材料應為不燃材料，其他部分的原材料應采用難燃材料。5.5.5風冷機組使用的材料要考慮室外100%相對濕度可能造成凝露的情況以及置于室外海邊的空氣中含有鹽霧的因素。5.5.6電纜、導線應采用GB/T22577—2008規(guī)定的1E級K3類，其附件應是低煙無鹵阻燃材料。5.5.7換熱管采用強化換熱管，壁厚應充分考慮機組壽命的要求。5.6零部件5.6.1冷水機組兩器(冷凝器和蒸發(fā)器)的制造應滿足招標方提出的所有要求。對于有核級要求的冷水機組，制造單位應對每臺換熱器的材料、制造、檢驗和試驗全面負責，并提供相應報告。兩器所用的本體材料及焊接材料必須有材料的質量證明書；制造單位對所購進的材料應按批復驗，并填寫材料復驗質量證明書。有核級要求的兩器，其設計、制造、檢驗、試驗等應按GB/T16702—1996中D3000、D4000和D5000的規(guī)定執(zhí)行。5.6.2GB/T16702—1996中規(guī)范等級為3級的零部件及焊縫為3級的容器，焊接過程中和焊后無損檢驗項目以及驗收標準應符合該標準中D4000的規(guī)定。5.6.3核級機組支承件的原材料、制造、驗收應符合GB/T16702—1996中H2000或D2200的規(guī)定。5.6.4換熱器應設有泄水口和排氣口。5.6.5開啟式機組聯(lián)軸器和電機驅動軸應帶有可拆卸的保護裝置。5.6.6機組應有保護性涂層和外表面涂漆。保護性涂層和外表面涂漆按用戶技術要求執(zhí)行。5.6.7核級機組電機和啟動柜的安全等級為1E,鑒定等級為K3。電機、啟動柜、控制柜的防護等級和電機的絕緣等級應符合用戶規(guī)格書的要求。5.6.8電控柜門應配有導電門封墊條，箱內的控制線與動力線采用實體隔離的方式，滿足電磁兼容性的相關要求。電控柜應安裝有供外部電纜接入的電纜密封頭，電纜密封頭應安裝在可拆卸的活動板上。5.6.9電控柜內安裝帶溫控接點的防冷凝電加熱器，對于需要散熱的電氣裝置應提供排氣風扇。5.7氣密性、真空試驗和壓力試驗氣密性、真空試驗和壓力試驗應符合GB/T18430.1—2007中5.2的規(guī)定。5.8運轉機組出廠前應進行運轉試驗，機組應無異常。5.9.1名義工況性能機組在名義工況下進行試驗時，機組應滿足：6a)制冷量不小于名義規(guī)定值；b)消耗總電功率不大于名義消耗電功率的110%;c)性能系數(shù)COP符合表4的要求，并不低于機組的明示值(當機組明示值的92%高于表4規(guī)定的值時)的92%;d)冷水、冷卻水的壓力損失應不大于機組名義規(guī)定值；e)抗震試驗前后名義制冷量偏差不大于5%。5.9.2LOCA(最大負荷)工況按表3中LOCA(最大負荷)工況運行時，機組應符合功能要求和可運行準則。5.9.3低溫工況按表3低溫工況運行時，機組應能正常工作。5.9.4變工況性能機組變工況性能溫度條件如表5所示。表5變工況性能溫度范圍單位為攝氏度使用側熱源側(或放熱側)冷水水冷式風冷式進口水溫出口水溫進口水溫出口水溫干球溫度濕球溫度5.10耐久性能經(jīng)耐久性能試驗，機組應無異常。5.11噪聲和振動5.11.1機組實測噪聲值(聲壓級)應不大于明示值。5.11.2機組實測振動值應不大于明示值。5.12電氣安全5.12.1電壓變化性能機組在表2規(guī)定的名義工況下運行，在額定電壓90%～110%范圍內運行時，安全保護機構不動作。機組無異?，F(xiàn)象并能連續(xù)運行。注：電動機、電器元件及安全保護機構等由相關質量監(jiān)督部門進行檢測并提供報告則可不進行此項測試。5.12.2電動機繞組溫度機組在表2規(guī)定的名義工況下運行時，電動機繞組溫度應符合GB25131的規(guī)定。5.12.3絕緣電阻機組帶電部位和可能接地的非帶電部位之間的絕緣電阻值應不低于GB/T18430.1的規(guī)定。75.12.4耐電壓機組的耐電壓性能應符合GB/T18430.1的規(guī)定。5.12.5啟動性能機組的啟動性能應符合GB/T18430.15.12.6耐濕性能機組的耐濕性能應符合GB/T18430.15.12.7淋水絕緣性能機組的淋水絕緣性能應符合GB/T18430.1的規(guī)定。5.12.8接地電阻機組的接地電阻應滿足GB/T18430.1的要求。5.13電氣設備長時間運行老化5.13.1按GB/T12727規(guī)定的正常使用限值和壽期內預計的循環(huán)次數(shù)對電氣設備進行周期性的功能試驗，試驗后電氣設備應能正常工作。5.13.2核級機組應按GB/T12727的規(guī)定，對于電動機、電磁閥、斷路器、繼電器等包含運動部件的電氣設備進行長時間運行老化試驗，以模擬隨時可能出現(xiàn)的機械磨損(鎖定、結合處泄漏等)或電氣故障(觸電腐蝕、氧化等)。已經(jīng)通過1E、K3鑒定的電儀設備不用做此試驗。5.14儀控設備機械振動核級機組的儀控設備按GB/T12727的規(guī)定進行機械振動試驗。在進行振動試驗前和試驗后，應對試驗樣品進行外觀檢查和性能測試，振動試驗結束后樣品外形應完好無損，功能特性應符合基準試驗的要求。5.15機組鑒定5.15.1核級機組樣機，包括安全級機械設備和1E級儀控設備，具體鑒定次序按如下原則：a)基準試驗(鑒定試驗前的功能試驗);b)儀控元器件的老化試驗(含運行老化和振動老化鑒定試驗);c)機組抗震前性能試驗；d)機組抗震鑒定試驗；e)機組抗震后性能試驗(含耐久試驗);f)鑒定試驗后的功能試驗，以便與基準試驗比較。5.15.2抗震機組樣機，具體鑒定次序按如下原則：a)基準試驗(鑒定試驗前的功能試驗);b)機組抗震前性能試驗；c)機組抗震鑒定試驗；d)機組抗震后性能試驗(含耐久試驗);e)抗震鑒定試驗后的功能試驗，以便與基準試驗比較。5.15.3試驗件的選擇：應盡量選擇工程原型件進行試驗。85.15.4抗震鑒定要求如下：5.15.4.1核電廠中所有抗震1類設備均應進行抗震鑒定?？拐?類設備包括所有安全1、2、3級流體承壓系統(tǒng)機械設備，安全級的不承壓機械設備，1E級電氣設備以及少數(shù)雖定為非安全級但在地震時要履行某些安全功能的設備?？拐?類設備，應能承受OBE和SSE載荷，并保證在地震發(fā)生時或(和)地震后均能履行其安全功能。5.15.4.2機組的抗震鑒定可采用分析方法、試驗方法、分析與試驗相結合的方法、根據(jù)經(jīng)驗反饋進行推理論證的方法等。當分析不足以合理又可信地證實抗震1類設備的完整性和可運行性時，必須用試驗法進行鑒定。5.15.4.3抗震鑒定試驗可按下列步驟進行：a)動態(tài)特性探查試驗；b)抗震性能試驗(試驗中包括功能試驗);c)極限試驗(根據(jù)需要);d)最終檢驗。5.15.4.4在試驗中和試驗前后應對機組的功能特性和可運行能力進行測量，對其承壓邊界的結構完整性進行監(jiān)測。5.15.4.5抗震性能試驗的試件應是經(jīng)過老化試驗的試件?？拐痂b定大綱應根據(jù)機組安裝處的樓板響應譜進行編制，并符合設備采購技術規(guī)格書的相關要求。抗震鑒定試驗應完成5次OBE(運行基準地震)的模擬震動試驗和1次SSE(安全停堆地震)的模擬震動試驗。機組在抗震試驗期間應處于運轉狀態(tài)。5.15.4.6抗震性能試驗后，應對機組的外形、結構和功能進行測試和檢查，并與試驗前的基準數(shù)據(jù)相比，以證明機組在地震后的完整性、功能性和可運行性。必要時可拆卸檢查，重大的損傷及修改應記錄在鑒定試驗報告中，并進行評價。5.15.4.7抗震鑒定試驗的合格標準一般考慮以下因素：發(fā)生結構完整性的故障(例如：裂紋、泄漏等);典型部位應力、應變位移變形超過允許值；產(chǎn)生了阻止和防礙執(zhí)行其安全功能的功能性和可運行性故障等。5.16外觀機組外表面應清潔，涂漆表面應光滑。充裝制冷劑前，機組內與制冷劑和潤滑油接觸的表面應保持5.17質量保證5.17.1機組質量保證應符合HAF003的規(guī)定。5.17.2機組的制造單位以及分包單位應各自建立質量保證程序。5.17.3機組應按合同要求向用戶提交每臺機組的最終制造報告和產(chǎn)品合格證等文件。上述文件在核電廠壽期內均應保存。這些文件至少應包括圖樣、計算書、機組及主要部件性能測試報告、制造記錄、原材料質量證明、機組及主要部件抗震分析報告或抗震試驗報告、無損檢測報告等。6試驗方法6.1儀表儀器和測量方法6.1.1測量用儀表、儀器及準確度按GB/T10870—2001中附錄A的規(guī)定，并經(jīng)校驗或校準合格。6.1.2測量方法按以下規(guī)定進行：a)測量儀表的安裝和使用按GB/T10870的規(guī)定；9b)機組空氣干、濕球溫度的測量采用取樣法測量，取樣器按GB/T18430.1—2007中附錄A的要求。6.2測試條件和安裝方法6.2.1測試時，應符合以下規(guī)定的條件：a)機組的水溫及空氣干、濕球溫度偏差按表6的規(guī)定；b)被試機組應在額定頻率、額定電壓下運行，其頻率偏差值不應大于0.5Hz、電壓偏差不應大于6.2.2被試機組應按制造廠規(guī)定的方法進行安裝，并且不應進行影響制冷量的構造改裝。風冷式機組的測試環(huán)境應充分寬敞，機組附近的風速應減小到充分低的值，以免影響機組的性能。6.2.3機組測試時，溫度和流量偏差應符合表6的規(guī)定。表6機組測試溫度和流量偏差使用側熱源側(或放熱側)冷水水冷式風冷式水流量出口水溫℃進口水溫℃水流量干球溫度℃濕球溫度℃名義工況——LOCA(最大負荷)工況低溫工況6.3試驗方法6.3.1氣密性試驗、真空試驗和壓力試驗6.3.1.1抗震機組的氣密性試驗、真空試驗和壓力試驗方法按GB/T18430.1的規(guī)定執(zhí)行。6.3.1.2核級機組的氣密性、真空試驗方法按GB/T18430.1的規(guī)定執(zhí)行。6.3.1.3核級機組壓力試驗：水側在1.5倍設計壓力(液壓)或在1.25倍設計壓力(氣壓)下，按NB/T47012中壓力試驗方法進行檢驗。6.3.2運轉試驗機組進行運轉試驗時，檢查機組運行是否正常。6.3.3名義工況性能試驗6.3.3.1制冷量和消耗總電功率試驗將機組卸載機構等能量調節(jié)置于最大制冷量位置，在表2規(guī)定的名義工況下，按以下規(guī)定進行試驗測定和計算制冷量與消耗總電功率，并應符合5.9.1a)和5.9.1b)的規(guī)定。同時測量運行電流和功率因數(shù)。a)水冷式機組：制冷量按GB/T10870的規(guī)定，主要試驗采用液體載冷劑法進行試驗測定和計算，校核試驗采用機組熱平衡法。消耗總電功率包括壓縮機電動機、油泵電動機和操作控制電路等的輸入總電功率；b)風冷式機組：制冷量按GB/T10870的規(guī)定，采用液體載冷劑法進行試驗測定和計算。放熱側采用GB/T17758的空氣焓差法中的室內空調裝置使其達到放熱側環(huán)境溫度條件，消耗總電機組名義工況性能系數(shù)(COP)按式(1)計算，計算結果應符合表4和5.9.1c)的規(guī)定。6.3.4機組設計和使用范圍試驗在額定電壓和額定頻率以及表3規(guī)定的LOCA(最大負荷)工況下運行，達到穩(wěn)定狀態(tài)后再運行2h,應符合5.9.2的規(guī)定。6.3.4.2低溫試驗在額定電壓和額定頻率以及表3規(guī)定的低溫工況下運行6h,應符合5.9.3的規(guī)定。6.3.4.3變工況試驗機組在表5中某一條件改變時，其他條件按名義工況時的流量和溫度條件。該試驗應包括表5中相應的工況溫度條件點。將試驗結果繪制成曲線圖或編制成表格，每條曲線或每個表格應不少于4個6.3.5耐久試驗6.3.5.2啟停試驗；試驗次數(shù)為50次循環(huán)的啟動/停機。6.3.6噪聲和振動機組噪聲和振動按GB/T18430.1的規(guī)定進行測試。6.3.7電氣安全試驗機組在表2規(guī)定的名義工況下，使電源電壓在額定電壓值±10%的范圍內變化運行1h,應符合5.12.1的規(guī)定。6.3.7.2電動機繞組溫度試驗機組電動機繞組溫度按GB/T18430.1的規(guī)定進行測試。機組絕緣電阻按GB/T18430.1的規(guī)定進行測試。6.3.7.4耐電壓試驗機組的耐電壓性能按GB/T18430.1的規(guī)定進行測試。6.3.7.5啟動試驗機組按GB/T18430.1規(guī)定的方法進行耐濕試6.3.7.7淋水絕緣試驗6.3.7.4耐電壓試驗，測試結果應分別符合5.12.3和5.12.4的規(guī)定。6.3.7.8接地電阻值測試6.3.8電氣設備長時間運行老化試驗6.3.8.3各元器件的長時間運行試驗記錄以第三方出具的測試報告為準。6.3.9儀控設備機械振動試驗持續(xù)時間等參數(shù)，將已通過基準性能試驗的試驗樣機安裝在專門的振動臺上，在不通電狀態(tài)下進行試6.3.10抗震鑒定方法6.3.10.1分析法6.3.10.2試驗法6.3.10.2.1試件安裝抗震試驗前對機組樣機進行性能試驗，設備各項性能試驗合格后運到試驗現(xiàn)場。檢查設備整體結在機組樣機的3個正交軸向輸入加速度幅值不大于0.2g的白噪聲進行激振，測量設備的固有頻率6.3.10.2.3抗震鑒定試驗試驗采用多頻波法在機組的3個正交軸向同時進行激振。采用地震臺臺面的加速度信號作為控制6.3.11外觀6.3.12試驗報告7檢驗規(guī)則7.1