NB T 20179-2012 核电厂压缩空气系统设计准则.pdf

1、ICS 27.120.10 F 65 备案号:38369-2013 中华人民共和NB 国能源行业标准NB/T 20179-2012 核电厂压缩空气系统设计准则Design criteria for compressed air system of nuclear power plant 2012-10-19发布2013-03-01实施国家能源局发布NB/T 20179-2012 目次Ti1A唱i唱inJUn4RUFhdFO件文则则用义准准引定能计级计计性和功设等设设围范语统统全数备言范规术系系安参设前12345678I NB/T 20179一2012II 目。吕本标准按照GB厅1.1-2009

2、给出的规则编写。本标准由能源行业核电标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:中国核电工程有限公司。本标准主要起草人:苏兵、张凤阁、韩讳、于凤云、刘占盛。NB/T 20179-2012 核电厂压缩空气系统设计准则1 范围本标准规定了压水堆核电厂压缩空气系统的一般设计原则，包括系统功能要求、系统基本设计准则、系统等级划分、系统参数要求及系统的设备设计准则。本标准适用于压水堆核电厂压缩空气系统的设计。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。

3、GB 150 钢制压力容器GB厅16702压水堆核电厂核岛机械设备设计规范GB厅17569压水堆核电厂物项分级GB 50029 压缩空气站设计规范GB 50316 工业金属管道设计规范TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 压缩空气系统compressedair system 向核电厂供应压缩空气的系统，它包括压缩空气生产系统、仪表用压缩空气分配系统和公用压缩空气分配系统:对于非能动堆型压水堆核电厂，还包括高压压缩空气供给系统。3.2 仪表用压缩空气分配系统instrument compressed air distribution

4、 system 为核电厂的气动控制装置和气动仪表提供压缩空气的分配系统。3.3 公用压缩空气分配系统service compressed air distribution system 为核电厂气动工具以及检修、吹扫提供压缩空气的分配系统。3.4 高压压缩空气供给系统high-pressure air supply system 1 NB/T 20179-2012 为核电厂主控室应急可居留系统高压空气储罐及消防气瓶等提供所需高压压缩空气的生产和分配的系统。4 系统功能4.1 基本功能要求压缩空气系统的基本功能是生产和分配核电厂所有的动力设施、气动仪表、检修工具、人员呼吸等所需的压缩空气。4.2

5、 压缩空气生产系统压缩空气生产系统的功能是生产核电厂所需的所有压缩空气，它应满足仪表用压缩空气分配系统和公用压缩空气分配系统在核电厂各种工况(不含安全壳打压试验)下的所有用气需求。压缩空气生产系统不执行核安全功能。4.3 仪表用压缩空气分配系统仪表用压缩空气分配系统的功能是用来向全厂气动阀门和仪表等用气设备连续供应经过干燥过滤的无油压缩空气。仪表用压缩空气分配系统多数情况下并不执行核安全功能，仅个别部件参与执行核安全功能，向执行核安全功能的装置(如:安全停堆所需部件、维持安全停堆所需部件等)供气。仪表用压缩空气分配系统的功能主要包括:a) 向化学和容积控制系统中的气动调节装置供给压缩空气:b)

6、 向汽机旁路系统的大气卸压阀供给压缩空气:c) 向核取样系统的取样阀供给压缩空气:d) 向辅助给水系统的汽动泵调节装置供给压缩空气。4.4 公用压缩空气分配系统公用压缩空气分配系统的功能是向检修、吹扫或气动工具等提供所必需的压缩空气。公用压缩空气分配系统不执行核安全功能。4.5 高压压缩空气供给系统高压压缩空气供给系统的功能是向主控室应急可居留系统高压空气储罐及消防气瓶等提供所需的高压压缩空气。它包括高压压缩空气的生产设施和分配管网。高压压缩空气供给系统不执行核安全功能。5 系统设计准则5. 1 系统基本设计准则5. 1. 1 备用性压水堆核电厂均应设主压缩空气生产设施和各用(应急)压缩空气生

7、产设施。核电厂不同机组之间的分配管网宣设置连通管和隔离阀，以使各台核电机组的压缩空气生产和分配系统建立相互备用关系。2 NB/T 20179-2012 5.1.2 供气方案系统供气方案可采用主空压站集中供气或就地空压机房单独供气的压缩空气供应方案:也可采用集中供气和就地供气相结合的供气方案。其中，主空压站的设计容量应满足所供核电机组各种工况下的使用需求，并考虑备用。5.1.3 安全壳隔离压缩空气分配系统应满足安全壳隔离准则。在安全壳的外侧和内侧均应设置隔离阀。5.1.4压力控制压缩空气系统可通过管网压力的控制来确保供气次序，其原则为仪表用压缩空气优先于公用压缩空气:核岛的仪表用压缩空气优先于汽

8、轮机厂房和核电厂配套设施区域的仪表用压缩空气。5.1.5 系统管道压缩空气系统管道的设计、施工、试验和安装应按照GB50316执行。5.2 压缩空气生产系统基本设计准则5.2.1 生产系统的能力压缩空气生产系统的输出能力应能满足仪表用压缩空气分配系统和公用压缩空气分配系统在电站运行、维修及试验工况下的用气需求。压缩空气生产系统所提供的压缩空气的压力、温度、露点及品质应完全满足下游用气装置的使用要求。5.2.2 生产系统的设置对于采用集中供气和就地供气相结合方案的核电厂，主压缩空气生产系统和就地压缩空气生产系统两部分均应考虑备用，其中就地空压机房内的设备应能满足每个单堆的压空需求。对于仅采用集中

9、供气或就地供气方案的核电厂，无论是主空压站房还是就地空压机房，其生产设备，均应考虑备用，以确保气源充足、可靠。5.2.3 生产系统的控制压缩空气生产系统应配备系统综合控制装置，以保证空压机房内参与压缩空气生产的工艺设备实现集中控制和自动化控制。综合控制装置应具以下基本功能:一一能对参与压缩空气生产的工艺设备的启停实现手动控制和联锁控制:一一能根据下游管网的压力反馈信号，对空压站内的空压机以及与之联锁的辅助设备的启停进行自动控制:一一应具备接收、显示以及输出系统中重要报警信号的功能:一一应与核电厂主控室之间设置信号接口，以保证必要的仪控或报警信号的输入和输出:一一压缩空气生产系统的控制应设计成能

10、根据下游管网的压力信号自动启动运行。5.2.4 生产系统的压力控制当主压缩空气生产系统的供气压力下降至设定值时，各用压缩空气生产设备应自动启动。当系统压力回升至设定值时，备用空压机应自动停运，转由主空压机向压缩空气系统管网供气。5.2.5 生产系统的供电3 NB/T 20179-2012 压缩空气生产系统的工艺设备宜由两个供电序列分别供电。针对仪表用压缩空气而设置的生产装置应有柴油发电机组作为各用电源，以保证在恢复正常电源供电之前向仪表用压缩空气系统供气。5.2.6 生产系统的测量压缩空气生产系统出口处应设置压力、温度、流量和露点的测量仪表，并接入控制系统，以确保压缩空气的品质符合要求。5.2

11、.7 生产系统的报警压缩空气生产系统应根据实际情况设置就地和主控室的报警信号。至少应考虑以下三种报警工况:一一压缩空气生产系统主设备(空压机、干燥器)故障停机:一一压缩空气露点不满足设定要求:一一系统管网压力低于设定阔值。5.3 仪表用压缩空气分配系统基本设计准则仪表用压缩空气分配系统对核电机组的安全运行是必不可少的。因此，设计中应保证其高可靠性。除主空压机外，还应设置备用空压机作为仪表用压缩空气的备用气源。此外，对于安全重要的驱动装置所需的压缩空气，还应设有专用的储气罐来保证其在临时失气情况下执行相应的安全功能。仪表用压缩空气分配系统的管网设计，应遵循以下原则:a) 贯穿安全壳的供气管路上应

12、设置隔离间，用来保证在事故工况下的安全壳隔离:b) 系统管网上宜设置缓冲储气罐，以补偿在瞬态运行中的压力变化，每台储罐的上游管路应设置止回阀，以便在上游回路压力降低时把储罐隔离:储罐还应设置安全阀，提供超压保护:c) 为保证核岛的仪表用气，宜在通往常规岛和核电厂配套设施区域分配管网的总管路上设置背压控制阀以限制核岛回路中气体压力的降低:d) 应实时测量反应堆厂房内的仪表用空气消耗量，以便在丧失压缩空气的情况下，启动相应的规程。5.4 公用压缩空气分配系统基本设计准则公用压缩空气由主空压机房内的压缩空气生产系统供应，其管网设计应遵循以下原则:a) 贯穿安全壳的供气管路上应设置安全壳隔离阀:b)

13、汽轮机厂房的公用压缩空气宜由环绕汽轮机厂房的总管来分配，从总管引出的各支管向汽轮机厂房内的用气装置供气:c) 公用压缩空气分配系统管网中，可根据实际用户需求设置缓冲储气罐:d) 通往核电厂配套设施区域及常规岛的公用压缩空气干管应设置快速切断阀，以限制供应给核岛回路的公用压缩空气分配系统的压力下降:当系统管网的压力下降过大时，应切断核电厂配套设施区域及常规岛的公用压缩空气供应，以保证核岛部分公用压缩空气系统的压力相对稳定。5.5 高压压缩空气供给系统基本设计准则4 对于设置高压压缩空气供给系统的核电厂，其设计应遵循以下原则:a) 高压压缩空气供给系统应包括完整的生产、过滤、干燥和分配的工艺过程:

14、b) 高压压缩空气供给系统的设计应遵循安全至上的原则，管网中应合理设置安全阀、止回阀、切断阀、放空阀及监控装置;c) 对于单堆布置的核电厂，高压压缩空气供给系统的供气宜采用就地建站的方案:对于多堆布置的核电厂，则宜采用集中建站的供气方案:NB/T 20179-2012 d) 高压压缩空气管道的布置应平直畅通，转弯处宜采用大弯曲半径的弯管:对于架空或地沟敷设的高压压缩空气管道，其管道支架和管卡的选择应保证安全可靠。6 安全等级6. 1 机械设备分级压缩空气系统的机械设备除安全壳贯穿件(含隔离阀外，一般均为非安全级。给安全停堆过程中所必需动作的气动阀供气的仪表用压缩空气分配子系统(包括储气罐)应为

15、安全级。6.2 电气设备分级压缩空气系统的电气设备为非安全级。6.3 抗震分类压缩空气系统中属于安全级的所有设备和管道均为抗震I类。其他设备和管道没有抗震要求。7 参数设计7. 1 压力压缩空气系统压力值的确定，应考虑系统管网的压力损失，并保证满足用气末端的压力要求。通常，压水堆核电厂的低压压缩空气系统的设计压力范围为0.68MPa- l.O MPa Cabs)。高压压缩空气供给系统的设计压力宜在25MPa35MPaCabs)之间。7.2 露点压缩空气系统压力露点的确定原则为:压缩空气生产系统及公用压缩空气分配系统的压力露点应比当地极端最低温度低5.C;仪表用压缩空气分配系统的压力露点应比当地

16、极端最低温度低10.C。高压压缩空气供给系统的压力露点至少比当地极端最低温度低10.C。7.3 含尘粒径压缩空气生产系统及公用压缩空气分配系统含尘粒径应小于lm;仪表用压缩空气分配系统含尘粒径应小于0.1m。7.4 含尘浓度压缩空气生产系统及公用压缩空气分配系统含尘浓度应小于1mg!m3;仪表用压缩空气分配系统含尘浓度应小于0.1mg!旷。7.5 含油量压缩空气生产系统及公用压缩空气分配系统含油量应小于1mg!m3;仪表用压缩空气分配系统含油量应小于0.1mg!m3;高压压缩空气供给系统含油量应小于0.5mg!旷。7. 6 一氧化碳含量高压压缩空气供给系统的空气品质需满足呼吸用空气品质要求，其

17、一氧化碳含量应小于10x10-6。5 NB/T 20179-2012 8 设备设计准则8. 1 设备设计基本准则压缩空气系统设备的设计准则包括:a) 设各的设计、制造及运行应符合相关的国家及行业标准:b) 设备应满足核电厂运行寿期、现场贮存条件、运行环境条件的要求:c) 设备的性能应满足所有的系统设计参数要求:d) 设备应为全自动无人值守型:e) 设各宜选用有核电厂运行经验并已被验证过的产品。8.2 压缩空气生产设备8.2.1 空气压缩机空气压缩机应为箱式无泊润滑空气压缩机组，为保证输出气流的稳定，宜采用螺杆式。根据核电厂的建设进度，可两个核电机组或四个核电机组共建一个主空压站，也可每堆单独设

18、置空压机房。空压站的设备设计容量应能满足核电厂运行、维修及试验工况下的用气需求。每台主空气压缩机组应具各自保护功能以及仪表显示和报警信号的输出功能。空压机的电机应与核电厂相应的供电系统相匹配，并根据实际环境设置防冷凝加热器。8.2.2 空气干燥过滤装置空气干燥过滤装置包括空气干燥器以及干燥器前后的各级过滤器，它们应组装在同一个框架上，形成整体设备，以便于控制及检修。干燥器宜采用无热再生式，干燥器前后的各级过滤器应配置压差指示仪并具各压差报警功能。8.2.3 空气压缩机的冷却设备水冷型空气压缩机的冷却水系统及设备的选型应根据所选空气压缩机组对冷却水的要求，并结合厂区水源设置情况和电厂气候环境等条

19、件进行设计。冷却水系统宜配置相应的水处理设备以保持空压机所需的清洁水质。对于风冷型空气压缩机组排出的热风应沿风管引至室外，必要时可增设排风机。8.2.4 空压站系统控制装置空压站中设备类型各异、数量繁多，为实现整个空压站可自动运行的目的，可设置系统控制装置对所有工艺设备进行控制。系统控制装置应至少含有设备联锁控制、重要故障报警和信号输出等主要功能。8.2.5 核岛空气压缩机的固定与管口荷载空气压缩机组若设置在核岛应采用地脚螺栓固定。空气压缩机组与系统连接的管口应能承受来自外部管网的荷载。8.3 压缩空气系统储罐压缩空气系统应设置缓冲罐，以减少系统气流波动。核岛内安全级的用气设备，应设置级别与之

20、相匹配的安全级储罐，为安全级设备提供所需的仪表用压缩空气。安全级储罐的设计容量应能满足所执行的安全功能的需求。6 NB/T 20179-2012 压缩空气系统储罐的设计、制造和试验，应在满足工艺要求的基础上，按照GB150和TSGR0004 的规定执行:对于核安全级压缩空气储罐的设计和制造，除满足上述要求外，还应满足GB厅16702的相关要求。8.4 高压压缩空气供给系统的设备高压压缩空气供给系统的主要设备包括:高压空气压缩机组(含干燥、过滤设备、高压气瓶以及消防气瓶充气柜。高压空气压缩机与干燥过滤设备应整体设计，并组装在同一个框架上:高压压缩机应为容积式多级压缩的机组。高压压缩机的设计容量应

21、满足下游主控室应急可居留系统储罐的充灌要求。空压机整体框架上的干燥和过滤设备选型应满足呼吸用压缩空气品质的要求。高压气瓶应为水平放置的碳钢气瓶，设计压力应高于高压空气压缩机的排气压力。消防气瓶充气柜的每个柜体上至少有3个充灌口，可同时充灌3个消防气瓶。拒体本身应具各防爆功能。NFON-hFON Z中华人民共和国能源行业标准核电厂压缩空气系统设计准则NB/T 20179-2012 * 原子能出版社出版核工业标准化研究所发行北京海淀区骚子营1号院邮政编码:100091 电话:010-62863505 总装备部军标出版发行部印刷车间印刷版权专有不得翻印* 2013年3月第1次印刷定价33.00元2013年3月第1版印数l一200