GB-T29363-2012核电厂用蒸气压缩循环冷水机组

I本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国冷冻空调设备标准化技术委员会(SAC/TC238)归口。本标准负责起草单位：浙江盾安人工环境股份有限公司、合肥通用机械研究院、合肥天鹅制冷科技有限公司、中国核电工程有限公司、中广核工程有限公司、浙江国祥空调设备有限公司、江森自控楼宇设备科技(无锡)有限公司、广东吉荣空调有限公司、昆山台佳机电有限公司、浙江中广电器有限公司。本标准参加起草单位：特灵空调系统(中国)有限公司、广东欧科空调制冷有限公司、珠海格力电器股份有限公司、浙江专风科技有限公司。1核电厂用蒸气压缩循环冷水机组1范围本标准规定了电动机驱动的采用蒸气压缩制冷循环应用于核电厂的冷水机组(以下简称“机组”)的本标准适用于核电厂使用的核级机组和抗震机组。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。GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc:振动(正弦)GB4208—2008外壳防护等级(IP代码)GB/T10870—2001容积式和离心式冷水(热泵)机组性能试验方法GB/T12727核电厂安全系统电气设备质量鉴定GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T13625核电厂安全系统电气设备抗震鉴定GB/T15474—2010核电厂安全重要仪表和控制功能分类GB/T16702—1996压水堆核电厂核岛机械设备设计规范GB/T17569—1998压水堆核电厂物项分级GB/T17758单元式空气调节机GB/T18430.1—2007及第1号修改单蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第1部分：工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组GB19577冷水机组能效限定值及能源效率等级GB/T22577—2008核电站用1E级电缆通用要求GB25131蒸气压缩循环冷水(热泵)机组安全要求JB/T7249制冷设备术语NB/T47012制冷装置用压力容器HAF003核电厂质量保证安全规定HAF-J0053核设备抗震鉴定试验指南EJ/T1197—2007核电厂安全级电气设备质量鉴定试验方法与环境条件3术语和定义JB/T7249界定的以及下列术语和定义适用于本文件。核电厂用蒸气压缩循环冷水机组waterchillerwiththevaporcompressioncyclefornuclearpowerplant用于核电厂有核级要求或抗震要求的、由电动机驱动采用蒸气压缩制冷循环的冷水机组。2核级机组是指核电厂各工况下都需要运行的、向涉及核安全的重要的通风系统提供冷源的、对核安全有重要作用的冷水机组。机械设备核安全等级、抗震类别和规范等级的划分参见GB/T17569—1998,电气、仪控设备的安全等级的划分参见GB/T15474—2010,电气设备质量鉴定程序的划分参见EJ/T1197—2007。根据以上划分要求，本标准定义的“核级机组”的机械设备核安全等级为3级，整机抗震类别为1类，蒸发器、冷凝器的规范等级为3级，启动柜安全等级为1E级，控制柜安全等级为NC,电气设备的质量鉴定等级为K3类。抗震机组anti-seismicunits在核电厂所有与安全有关的机械和电气设备，包括安全1、2、3、LS级的机械设备和1E级的电气设备都被定为抗震1类的设备。抗震1类的设备和部件按其要求不同，可分为以下3类：a)在安全停堆地震(SSE)引起的荷载作用下，应保持其完整性和密封性的设备属于11类；b)专用安全设施及其支持系统中的非能动设备，当受到SSE荷载作用时需保持其功能的设备属c)在安全停堆地震(SSE)引起的荷载作用下，仍要求能运转且保持其安全功能的能动设备属于1A类(例如：冷水机组中的压缩机、电机、油没有核安全级的要求，但有抗震要求的设备(包括机械设备和电气设备)仍按上述3类(1I、1F、1A)进行划分。本标准所定义的“抗震机组”是指无核安全级要求，但有抗震要求的冷水机组。安全停堆地震safeshutdownearthquake(SSE)按GB13625的定义，SSE是指采用历史上可能出现的最大地震加上安全裕度而定出的假想地震。运行基准地震operatingbasisearthquake(OBE)按GB13625的定义，OBE是指在该地震等级下，反应堆仍能继续运行。是指核反应堆中的冷却剂丧失的事故。4型式与基本参数4.1型式4.1.1按制冷压缩机型式分类：——开启式；——半封闭式；——全封闭式。4.1.2按制冷压缩机类型分类：——离心式；——螺杆式；3——活塞式；——涡旋式。4.1.3按制冷运行放热侧热交换方式分类：——水冷式；——风冷式。4.1.4按核电厂的要求分类：——核级机组；——抗震机组。4.2型号机组型号的编制方法，可由制造商自行编制，但型号中应体现本标准名义工况下机组的制冷量。4.3基本参数4.3.1机组的型式及功能机组的型式及功能见表1。表1机组的型式及功能水冷式水冷单冷式风冷式风冷单冷式4.3.2.1名义工况机组的名义工况见表2。表2名义工况时的温度/水流量使用侧热源侧(或放热侧)冷水水冷式风冷式水流量出口水温℃进口水温℃水流量干球温度℃湿球温度℃8—4.3.2.2名义工况的其他规定名义工况的其他规定如下：a)机组名义工况时的蒸发器和冷凝器水侧污垢系数为0.086m²·℃/kW,凝器水侧被认为是清洁的，测试时污垢系数应考虑为0m²·℃/kW,GB/T18430.1—2007附录C的方法模拟污垢系数；b)大气压力为101kPa。新机组蒸发器和冷性能测试时应按44.3.3设计使用工况机组设计使用工况见表3。表3机组设计温度/水流量使用侧热源侧(或放热侧)冷水水冷式风冷式水流量出口水温℃进口水温℃水流量干球温度℃湿球温度℃LOCA(最大负荷)工况8低温工况5注：低温工况时热源侧水流量允许调整。4.3.4性能系数机组名义工况时的性能系数不应低于表4的数值。表4性能系数单位千瓦每千瓦机组类型性能系数COP风冷式不低于GB19577的限定值水冷式5要求5.1总则机组应按经规定程序批准的图样和技术文件(或按用户和制造厂的协议)制造。对于能动(即通过机械运动实现其安全功能)的机械设备和1E级电气设备，在原型样机第一次进行抗震鉴定时，宜采用试验方法。并应在样机检验合格后，方能进行机组正式生产。5.2安全功能机组应能在核电厂正常运行和事故运行期间保持功能，应能经受核电厂安全停堆地震(SSE)的干扰，机组设计应符合可运行准则。5.3设计寿命机组设计寿命不低于40年，主体零部件的设计寿命按用户规格书要求执行，其中消耗件、易损件、非金属部件等在设计寿命期内可以更换。5.4结构设计5.4.1机组应能满足其所处的使用环境要求，其材料应与使用环境条件相适应。5.4.2机组应满足外部管口荷载的要求。冷凝器和蒸发器及接口法兰在设计、计算和制造时要考虑正5常管口荷载、异常管口荷载、事故管口荷载的因素。5.4.3机组应满足整机荷载要求。机组的整体设计、计算和制造要考虑该机组在各种运行工况下所允许的应力准则。5.4.4机组整机应按抗震1类进行设计。5.5.1机组所选材料应符合所输送的介质特性要求并需经用户认可。5.5.2机组应采用经认可的钢材牌号，并应有所选材料的合格证明和检验报告；必要时对每批购进的材料均应进行材质分析和力学性能试验。焊条的力学性能不应低于母材的性能。5.5.3在辐照区范围内选择的非金属材料应为耐辐射产品。5.5.4机组本体所用材料应为不燃材料，其他部分的原材料应采用难燃材料。5.5.5风冷机组使用的材料要考虑室外100%相对湿度可能造成凝露的情况以及置于室外海边的空气中含有盐雾的因素。5.5.6电缆、导线应采用GB/T22577—2008规定的1E级K3类，其附件应是低烟无卤阻燃材料。5.5.7换热管采用强化换热管，壁厚应充分考虑机组寿命的要求。5.6零部件5.6.1冷水机组两器(冷凝器和蒸发器)的制造应满足招标方提出的所有要求。对于有核级要求的冷水机组，制造单位应对每台换热器的材料、制造、检验和试验全面负责，并提供相应报告。两器所用的本体材料及焊接材料必须有材料的质量证明书；制造单位对所购进的材料应按批复验，并填写材料复验质量证明书。有核级要求的两器，其设计、制造、检验、试验等应按GB/T16702—1996中D3000、D4000和D5000的规定执行。5.6.2GB/T16702—1996中规范等级为3级的零部件及焊缝为3级的容器，焊接过程中和焊后无损检验项目以及验收标准应符合该标准中D4000的规定。5.6.3核级机组支承件的原材料、制造、验收应符合GB/T16702—1996中H2000或D2200的规定。5.6.4换热器应设有泄水口和排气口。5.6.5开启式机组联轴器和电机驱动轴应带有可拆卸的保护装置。5.6.6机组应有保护性涂层和外表面涂漆。保护性涂层和外表面涂漆按用户技术要求执行。5.6.7核级机组电机和启动柜的安全等级为1E,鉴定等级为K3。电机、启动柜、控制柜的防护等级和电机的绝缘等级应符合用户规格书的要求。5.6.8电控柜门应配有导电门封垫条，箱内的控制线与动力线采用实体隔离的方式，满足电磁兼容性的相关要求。电控柜应安装有供外部电缆接入的电缆密封头，电缆密封头应安装在可拆卸的活动板上。5.6.9电控柜内安装带温控接点的防冷凝电加热器，对于需要散热的电气装置应提供排气风扇。5.7气密性、真空试验和压力试验气密性、真空试验和压力试验应符合GB/T18430.1—2007中5.2的规定。5.8运转机组出厂前应进行运转试验，机组应无异常。5.9.1名义工况性能机组在名义工况下进行试验时，机组应满足：6a)制冷量不小于名义规定值；b)消耗总电功率不大于名义消耗电功率的110%;c)性能系数COP符合表4的要求，并不低于机组的明示值(当机组明示值的92%高于表4规定的值时)的92%;d)冷水、冷却水的压力损失应不大于机组名义规定值；e)抗震试验前后名义制冷量偏差不大于5%。5.9.2LOCA(最大负荷)工况按表3中LOCA(最大负荷)工况运行时，机组应符合功能要求和可运行准则。5.9.3低温工况按表3低温工况运行时，机组应能正常工作。5.9.4变工况性能机组变工况性能温度条件如表5所示。表5变工况性能温度范围单位为摄氏度使用侧热源侧(或放热侧)冷水水冷式风冷式进口水温出口水温进口水温出口水温干球温度湿球温度5.10耐久性能经耐久性能试验，机组应无异常。5.11噪声和振动5.11.1机组实测噪声值(声压级)应不大于明示值。5.11.2机组实测振动值应不大于明示值。5.12电气安全5.12.1电压变化性能机组在表2规定的名义工况下运行，在额定电压90%～110%范围内运行时，安全保护机构不动作。机组无异常现象并能连续运行。注：电动机、电器元件及安全保护机构等由相关质量监督部门进行检测并提供报告则可不进行此项测试。5.12.2电动机绕组温度机组在表2规定的名义工况下运行时，电动机绕组温度应符合GB25131的规定。5.12.3绝缘电阻机组带电部位和可能接地的非带电部位之间的绝缘电阻值应不低于GB/T18430.1的规定。75.12.4耐电压机组的耐电压性能应符合GB/T18430.1的规定。5.12.5启动性能机组的启动性能应符合GB/T18430.15.12.6耐湿性能机组的耐湿性能应符合GB/T18430.15.12.7淋水绝缘性能机组的淋水绝缘性能应符合GB/T18430.1的规定。5.12.8接地电阻机组的接地电阻应满足GB/T18430.1的要求。5.13电气设备长时间运行老化5.13.1按GB/T12727规定的正常使用限值和寿期内预计的循环次数对电气设备进行周期性的功能试验，试验后电气设备应能正常工作。5.13.2核级机组应按GB/T12727的规定，对于电动机、电磁阀、断路器、继电器等包含运动部件的电气设备进行长时间运行老化试验，以模拟随时可能出现的机械磨损(锁定、结合处泄漏等)或电气故障(触电腐蚀、氧化等)。已经通过1E、K3鉴定的电仪设备不用做此试验。5.14仪控设备机械振动核级机组的仪控设备按GB/T12727的规定进行机械振动试验。在进行振动试验前和试验后，应对试验样品进行外观检查和性能测试，振动试验结束后样品外形应完好无损，功能特性应符合基准试验的要求。5.15机组鉴定5.15.1核级机组样机，包括安全级机械设备和1E级仪控设备，具体鉴定次序按如下原则：a)基准试验(鉴定试验前的功能试验);b)仪控元器件的老化试验(含运行老化和振动老化鉴定试验);c)机组抗震前性能试验；d)机组抗震鉴定试验；e)机组抗震后性能试验(含耐久试验);f)鉴定试验后的功能试验，以便与基准试验比较。5.15.2抗震机组样机，具体鉴定次序按如下原则：a)基准试验(鉴定试验前的功能试验);b)机组抗震前性能试验；c)机组抗震鉴定试验；d)机组抗震后性能试验(含耐久试验);e)抗震鉴定试验后的功能试验，以便与基准试验比较。5.15.3试验件的选择：应尽量选择工程原型件进行试验。85.15.4抗震鉴定要求如下：5.15.4.1核电厂中所有抗震1类设备均应进行抗震鉴定。抗震1类设备包括所有安全1、2、3级流体承压系统机械设备，安全级的不承压机械设备，1E级电气设备以及少数虽定为非安全级但在地震时要履行某些安全功能的设备。抗震1类设备，应能承受OBE和SSE载荷，并保证在地震发生时或(和)地震后均能履行其安全功能。5.15.4.2机组的抗震鉴定可采用分析方法、试验方法、分析与试验相结合的方法、根据经验反馈进行推理论证的方法等。当分析不足以合理又可信地证实抗震1类设备的完整性和可运行性时，必须用试验法进行鉴定。5.15.4.3抗震鉴定试验可按下列步骤进行：a)动态特性探查试验；b)抗震性能试验(试验中包括功能试验);c)极限试验(根据需要);d)最终检验。5.15.4.4在试验中和试验前后应对机组的功能特性和可运行能力进行测量，对其承压边界的结构完整性进行监测。5.15.4.5抗震性能试验的试件应是经过老化试验的试件。抗震鉴定大纲应根据机组安装处的楼板响应谱进行编制，并符合设备采购技术规格书的相关要求。抗震鉴定试验应完成5次OBE(运行基准地震)的模拟震动试验和1次SSE(安全停堆地震)的模拟震动试验。机组在抗震试验期间应处于运转状态。5.15.4.6抗震性能试验后，应对机组的外形、结构和功能进行测试和检查，并与试验前的基准数据相比，以证明机组在地震后的完整性、功能性和可运行性。必要时可拆卸检查，重大的损伤及修改应记录在鉴定试验报告中，并进行评价。5.15.4.7抗震鉴定试验的合格标准一般考虑以下因素：发生结构完整性的故障(例如：裂纹、泄漏等);典型部位应力、应变位移变形超过允许值；产生了阻止和防碍执行其安全功能的功能性和可运行性故障等。5.16外观机组外表面应清洁，涂漆表面应光滑。充装制冷剂前，机组内与制冷剂和润滑油接触的表面应保持5.17质量保证5.17.1机组质量保证应符合HAF003的规定。5.17.2机组的制造单位以及分包单位应各自建立质量保证程序。5.17.3机组应按合同要求向用户提交每台机组的最终制造报告和产品合格证等文件。上述文件在核电厂寿期内均应保存。这些文件至少应包括图样、计算书、机组及主要部件性能测试报告、制造记录、原材料质量证明、机组及主要部件抗震分析报告或抗震试验报告、无损检测报告等。6试验方法6.1仪表仪器和测量方法6.1.1测量用仪表、仪器及准确度按GB/T10870—2001中附录A的规定，并经校验或校准合格。6.1.2测量方法按以下规定进行：a)测量仪表的安装和使用按GB/T10870的规定；9b)机组空气干、湿球温度的测量采用取样法测量，取样器按GB/T18430.1—2007中附录A的要求。6.2测试条件和安装方法6.2.1测试时，应符合以下规定的条件：a)机组的水温及空气干、湿球温度偏差按表6的规定；b)被试机组应在额定频率、额定电压下运行，其频率偏差值不应大于0.5Hz、电压偏差不应大于6.2.2被试机组应按制造厂规定的方法进行安装，并且不应进行影响制冷量的构造改装。风冷式机组的测试环境应充分宽敞，机组附近的风速应减小到充分低的值，以免影响机组的性能。6.2.3机组测试时，温度和流量偏差应符合表6的规定。表6机组测试温度和流量偏差使用侧热源侧(或放热侧)冷水水冷式风冷式水流量出口水温℃进口水温℃水流量干球温度℃湿球温度℃名义工况——LOCA(最大负荷)工况低温工况6.3试验方法6.3.1气密性试验、真空试验和压力试验6.3.1.1抗震机组的气密性试验、真空试验和压力试验方法按GB/T18430.1的规定执行。6.3.1.2核级机组的气密性、真空试验方法按GB/T18430.1的规定执行。6.3.1.3核级机组压力试验：水侧在1.5倍设计压力(液压)或在1.25倍设计压力(气压)下，按NB/T47012中压力试验方法进行检验。6.3.2运转试验机组进行运转试验时，检查机组运行是否正常。6.3.3名义工况性能试验6.3.3.1制冷量和消耗总电功率试验将机组卸载机构等能量调节置于最大制冷量位置，在表2规定的名义工况下，按以下规定进行试验测定和计算制冷量与消耗总电功率，并应符合5.9.1a)和5.9.1b)的规定。同时测量运行电流和功率因数。a)水冷式机组：制冷量按GB/T10870的规定，主要试验采用液体载冷剂法进行试验测定和计算，校核试验采用机组热平衡法。消耗总电功率包括压缩机电动机、油泵电动机和操作控制电路等的输入总电功率；b)风冷式机组：制冷量按GB/T10870的规定，采用液体载冷剂法进行试验测定和计算。放热侧采用GB/T17758的空气焓差法中的室内空调装置使其达到放热侧环境温度条件，消耗总电机组名义工况性能系数(COP)按式(1)计算，计算结果应符合表4和5.9.1c)的规定。6.3.4机组设计和使用范围试验在额定电压和额定频率以及表3规定的LOCA(最大负荷)工况下运行，达到稳定状态后再运行2h,应符合5.9.2的规定。6.3.4.2低温试验在额定电压和额定频率以及表3规定的低温工况下运行6h,应符合5.9.3的规定。6.3.4.3变工况试验机组在表5中某一条件改变时，其他条件按名义工况时的流量和温度条件。该试验应包括表5中相应的工况温度条件点。将试验结果绘制成曲线图或编制成表格，每条曲线或每个表格应不少于4个6.3.5耐久试验6.3.5.2启停试验；试验次数为50次循环的启动/停机。6.3.6噪声和振动机组噪声和振动按GB/T18430.1的规定进行测试。6.3.7电气安全试验机组在表2规定的名义工况下，使电源电压在额定电压值±10%的范围内变化运行1h,应符合5.12.1的规定。6.3.7.2电动机绕组温度试验机组电动机绕组温度按GB/T18430.1的规定进行测试。机组绝缘电阻按GB/T18430.1的规定进行测试。6.3.7.4耐电压试验机组的耐电压性能按GB/T18430.1的规定进行测试。6.3.7.5启动试验机组按GB/T18430.1规定的方法进行耐湿试6.3.7.7淋水绝缘试验6.3.7.4耐电压试验，测试结果应分别符合5.12.3和5.12.4的规定。6.3.7.8接地电阻值测试6.3.8电气设备长时间运行老化试验6.3.8.3各元器件的长时间运行试验记录以第三方出具的测试报告为准。6.3.9仪控设备机械振动试验持续时间等参数，将已通过基准性能试验的试验样机安装在专门的振动台上，在不通电状态下进行试6.3.10抗震鉴定方法6.3.10.1分析法6.3.10.2试验法6.3.10.2.1试件安装抗震试验前对机组样机进行性能试验，设备各项性能试验合格后运到试验现场。检查设备整体结在机组样机的3个正交轴向输入加速度幅值不大于0.2g的白噪声进行激振，测量设备的固有频率6.3.10.2.3抗震鉴定试验试验采用多频波法在机组的3个正交轴向同时进行激振。采用地震台台面的加速度信号作为控制6.3.11外观6.3.12试验报告7检验规则7.1