ASME核电站规范标准体系介绍

核电设备建造规范标准目录国际主要核电站规范标准体系ASME规范标准体系RCC-M规范体系国际主要核电规范标准体系ASME（美国）RCC—M（法国）KTA（德国）ГОСТ（俄国）CSA（加拿大）JIS（日本）运行核电站秦山一期：ASME大亚湾：RCC—M秦山二期：RCC—M岭澳：RCC—M秦山三期：ASME+加拿大标准田湾核电站：ГОСТ在建及已立项项目：中国快中子实验堆：ГОСТ，ASME，RCC—M秦山二期3、4号机组,岭东项目，辽宁红沿河，福建宁德等：RCC—M山东海阳，浙江三门：美国ASME国内核电项目工程的规范标准ASME规范标准体系《ASME规范》是最为广泛，内容最为详尽的一部关于锅炉及压力容器的规范。其制订的目的在于提供对设计、制造和检验质量进行控制的有关规则。于1914正式颁发，六十年代开始，每三年修订一次。ASME规范标准体系结构第Ⅰ卷动力锅炉第Ⅱ卷材料技术条件•A篇—钢铁材料•B篇—有色金属材料•C篇—焊条、焊丝及填充金属•D篇—性能第Ⅳ卷采暖锅炉第Ⅴ卷无损检验第Ⅵ卷采暖锅炉维护和运行的推荐规程第Ⅶ卷动力锅炉维护的推荐规程ASME规范标准体系结构第Ⅷ卷压力容器•第一册•第二册—另一规程第Ⅸ卷焊接与钎焊评定第Ⅹ卷玻璃纤维增强塑料压力容器第Ⅺ卷核动力装置设备在役检查规程ASME规范标准体系结构第Ⅲ卷核动力装置设备NCA分卷：第一册及第二册的总要求第一册：NB分卷—一级设备NC分卷—二级设备ND分卷—三级设备NE分卷—MC级设备NF分卷—设备支承结构NG分卷—堆芯支承结构附录第二册：混凝土反应堆容器与安全壳规范CB—混凝土反应堆容器CC—混凝土安全壳第三册：乏燃料运输容器ASME规范标准体系结构核动力装置高温设备（在规范案例中）:—N-47-21高温使用的一级设备—N-201-1高温使用的堆芯设备—N-253-2高温使用的二三级设备—N-48-1高温设备的制造与安装—N-49-3高温设备的检验—N-50-1高温设备的试验—N-51-2高温设备的超压保护ASME规范标准体系结构第Ⅲ卷核动力装置设备设计制造以美国材料与试验学会（ASTM）的检验方法和验收标准、美国国家标准（ANSI）为技术基础。例如：阀门的结构和功能要求就是ANSI16.34、16.41，管件制品按照ANSI16.9进行检验等。ASME规范标准体系结构ASME第Ⅲ卷核动力装置设备的构成第III卷包括第一册和第二册。第一册的分卷用大写字母N表示，第二册的分卷用大写字母C表示。分卷分卷分成章、节、条，根据需要，还可分成款和项。章章的数字编号题目1000引言或范围2000材料3000设计4000制造和安装5000检验6000试验7000超压保护8000铭牌、印记和报告ASME规范标准体系结构节节的编号用100的倍数来表示，如NB一1100或CB一l200。段段的编号用10的倍数来表示，例如NB一1130，段的标题下一般没有正文。当如NB一1110下面有正文时，就考虑将此正文作为一“条”来处理。ASME规范标准体系结构条条的编号用1的倍数来表示，例如NB—2131或CB—2132。款条中分出各款如属重要的区分时，则其款的编号是在条的数字后面加以小数点，其后再写l或1以上的几个倍数例如NB—1111.1或CB—1111．2。当条中分出各款属于次要的区分时，则其各款的表示方法可以是在条的数字后面加以圆括弧，其内填写小写字母，例如NB一1111(a)或CB—1111(b)。项用数字编号的款中所分出的项，用其数字后加上圆括弧内的小写字母来表示，例如NB一1111.1(a)或CB—1111.1(b)。字母编号的款中如必须再分项时，则在其款的编号后面再加以圆括弧，其中填写阿拉伯数字，例如NB一1111(a）(l)或CB—1111（a）(2)。ASME规范标准体系结构参照第Ⅲ卷内所用的参照，一般可归纳为以下四类:A、用第Ⅲ卷的其他部分作参照B、用其他各卷作参照第Ⅱ卷材料技术条件当对材料的要求或对材料检验与试验的要求需符合诸如SA一105，SA一370，或SB—160的技术条件时即需参照第Ⅱ卷的材料技术条件。这些参照均以字母S开头。第V卷无损检验参照第V卷则以字母“T”开头，它表示涉及材料或焊接的无损检验。第IX卷焊接和钎焊评定参照第IX卷以字母“Q”开头，涉及焊接和钎焊的有关要求。第Ⅺ卷核动装置设备的在役检查当引用在役检查方面的参照时，应采用第XI卷的规则。ASME规范标准体系结构C、需作参照的其它技术条件和标准检查方法和验收标准，美国材料与试验学会（ASTM）。有关产品(如阀门法兰和附件)的尺寸标准，美国国家标准学会(ANSI)。有关产品(如阀门法兰和附件)的尺寸标准和其他标准，阀门和附件工业制造厂标准化协会（WSSVFI)。焊接和钎焊材料的技术条件，美国焊接学会(AWS）。这类技术条件编入第II卷，并以“SF－”表示。贮罐和法兰的设计和制造的标准，美国石油学会(API)。ASME规范标准体系结构D、参照附录在第Ⅲ卷中使用了两种附录，称为规定性附录和非规定性附录。(1)规定性附录包含了建造中必须遵循的各项要求，参照这类附录的内容用罗马数字后面紧接阿拉伯数字的形式表示，例如参照表Ⅰ一1.2或Ⅱ一1100即表示其属规定性附录。(2)非规定性附录提供了为第Ⅲ卷所用的资料或导则，参照这类附录的内容大写字母后面紧接阿拉伯数字的形式表示，例如“参照D一1100”即表示其属非规定性附录。核电设备建造基础设备设计的内容设备的结构完整性设计对象：容器、贮罐、泵壳、阀体和管道等。设计内容：承压边界厚度设计、局部补强设计、焊接结构设计、法兰接管设计。设备的功能性设计：泵、阀等能动部件。设备设计的边界范围：ASMENB－1000设备设计任务书所规定的设备边界离开设备（容器、贮罐泵、阀）不得小于下列范围：a.焊接连接件的第一道焊缝接头b.螺栓连接件的第一个法兰面c.螺纹连接件的第一个螺纹接头。核电设备建造基础设备设计的理论基础和方法强度理论：第一强度理论σ[σ]（最大主应力）第二强度理论ε[ε]（最大主应变）第三强度理论τ[τ]（最大剪应力）第四强度理论σ0[σ]（复合主应力）ASME的使用限制是基本强度理论的变形形式。核一级设备（ASMENB）适用第三强度理论即最大剪应力准则核二、三级设备（ASMENC、ND）适用第一强度理论，即最大主应力准则核电设备建造基础设计方法：a、确定承压边界厚度b、功能设计c、补强结构设计d、焊接与加工结构设计e、工况和应力分析设备制造的主要内容材料采购（采购技术规格书）与复验；制造工艺——工艺要求（规范标准）、工艺试验与工艺评定；特殊工艺过程——材料、设备、人员、规程、环境；过程监督和检验；产品的试验——压力试验、密封试验等功能性试验。核电设备建造基础ASME-ⅢNCA分卷一、内容和范围本卷给出ASMEⅢ1、2、3分册的总要求，制定了核动力装置的设计、制造、打印和超压保护方面要求；第1分册包括NB，NC，ND，NE，NF，NG，NH7个分卷；第2分册为对混凝土反应堆容器和安全壳的规范；第3分册为乏燃料和高放射性材料或废物贮运容器。二、设备分级在NCA-2000中提出了设备分级；按设备分级进行设计、制造和质量控制。设备分级规范说明1级第1分册NB；高温NH1级设备2级第1分册NC2级设备3级第1分册ND3级设备MC级第1分册NE金属安全壳CS级第1分册NF支承结构CS级第1分册NG堆芯支承结构CB级第2分册CB混凝土反应堆容器CC级第2分册CC混凝土安全壳ASME-ⅢNCA分卷三、设备的设计基础NCA分卷规定了系统运行与试验工况，规定了设计、使用和试验载荷及其限值的确定。ASME对有机械运动要求的部件的运行性能不予保证，即ASME主要保证部件完整性。ASME-ⅢNCA分卷设计、使用和试验限值•设计限值：设计载荷的极限值；•使用限值：分4级工况载荷载荷组合基准工况设计载荷设计内压+管道反作用力正常和扰动工况A级使用载荷设计内压+管道反作用力+OBE正常和扰动工况B级使用载荷1.1设计内压+管道反作用力+OBE紧急工况C级使用载荷1.2设计内压+管道反作用力事故工况D级使用载荷1.2设计内压+管道反作用力+SSE+管道破裂载荷ASME-ⅢNCA分卷A级使用限值：由设备或支承件在完成其规定的使用功能中所可能承受的载荷而规定所有A级使用载荷都必须适用的一组极限值。B级使用限值：对所有B级使用载荷都必须适用的一组极限值。设备或支承件必须受得住这些给定载荷而不发生需要修补的损坏。C级使用限值：对所有C级使用载荷都必须适用的一组极限值，它允许在结构不连续区域中有较大的变形，它可能引起设备或支承件停机检查或修理，此限值用户应复核是否符合已确定的系统安全准则。D级使用限值：对所有D级使用载荷都必须适用的一组极限值，这些极限值可允许显著的整体变形，会使部件丧失尺寸的稳定性，并有需作修理的损坏。因而用户需复核是否与确定的系统安全准则相符。使用限值可用更为严格的级别来替换，如B级限可用于原规定为C级使用限值的地方。试验限值：在设备或系统压力试验时的限制。ASME-ⅢNCA分卷防止：过度变形、塑性失稳、弹性和弹塑性失稳－－A级防止：渐进性变形和疲劳－－B级防止：过度变形、塑性失稳、弹性和弹塑性失稳，但安全裕量小－－C级防止：弹性和弹塑性失稳（相当于压力边界完整性丧失），但不排除过度变形－－D级ASME-ⅢNCA分卷四、责任和义务：NCA-3000给出了各种对象的责任和义务规范章节内容NCA-3200用户的责任NCA-3300设计者的责任范围（二分册）NCA-3400第二册N证书持有者的定义和责任NCA-3500第一册N证书持有者的定义和责任NCA-3600NPT证书持有者的责任（第二册中称制造者）NCA-3700NA证书持有者的定义和责任（把设备安装和连接到其支承构件上）NCA-3800金属材料制造厂和材料供应者的质量系统大纲NCA-3900非金属材料制造厂和材料供应者的质量系统大纲ASME-ⅢNCA分卷五、NCA还包括：4000质量保证；5000授权检验；8000授权证书、铭牌、钢印和数据报告；9000术语汇编。ASME-ⅢNCA分卷ASME-ⅢNB分卷一、范围与内容：对一级部件在材料、设计、制造、检验、试验、超压保护、标记和证书持有者编写报告等方面所要求的规则。内容包括：NB-1000序言或范围；NB-2000材料；NB-3000设计；NB-4000制造和安装；NB-5000检验；NB-6000试验；NB-7000过压保护；NB-8000铭牌、印记和报告。ASME-ⅢNB分卷二、NB-2000重点内容介绍NB-2120，许用的承压材料规格见Ⅱ卷PD，SⅠ表2A，2B（ASME1998版）。NB-2300，材料满足对断裂韧性的要求，采用的要求是（下表适用于铁素体材料，奥氏体不锈钢和非铁素体材料不需考虑冲击性能）：结构壁厚T，直径D最低使用温度CV侧向宽展T50mm,且可横向取样RTNDT+600F（330C）50ft-lb（68J）35mil，（0.9mm）Ｔ50mm参照管道、泵和阀无法获取横向试样（取纵向试样，最低使用温度下）50ft-lb（68J）35mil，（0.9mm）容器Ｔ16mm不要求T＜5/8in（16mm）不要求5/8＜T≤3/4（20mm）20mil，（0.5mm）3/4＜T≤11/2（40mm）25mil，（0.65mm）11/2＜T≤21/2（64mm）40mil，（1.00mm）管、泵、阀Ｔ≥21/2in（64mm）RTNDT+1000F（550C）50ft-lb（68J40mil，（1.00mm）D≤1in（25mm）不要求试验不要求试验1＜D≤4（100mm）不要求试验25mil，（0.65mm）螺栓D＞4（1