RCC-M规范在核电阀门设计、检验过程中的应用

李自强，苗安立，张佳卿

（中船重工第七〇三研究所无锡分部，江苏无锡214151）

RCC-M规范在核电阀门设计、检验过程中的应用

李自强，苗安立，张佳卿

（中船重工第七〇三研究所无锡分部，江苏无锡214151）

压水堆核电站是目前最广泛应用的堆型之一，作为压水堆核电站的建造规范，RCC-M在核电领域有着非常重要的地位，通过研究RCC-M内容，总结了核电阀门的设计制造、检验要求，得出适用于核电阀门的检验方法。

核电站；RCC-M；阀门；检验

核电站用阀门（简称核电阀门），是核电站中使用量非常大的设备，连接着整个核电站的数百个系统，阀门的投资占核电站总投资的2%左右，在后期维护、维修费用一般占核电站维修总额的50%以上。核电阀门又分核1级，核2级，核3级和NC级。以福清核电工程为例，两个百万千瓦压水堆核电机组需要阀门2.8万台，核1级占0.7%，核2级占27.9%，核3级占21.4%，NC级占50%。鉴于核电阀门的重要性，其质量保证是非常重要的[1]。目前国内已经有若干家阀门制造企业获得了核安全局颁发的核安全设备制造许可证书，并使核电阀门的国产化达到95%左右。核电阀门的设计、制造、验收会涉及多个标准，如RCC-M[2]，ASME VIII，ASME 16.34，API 598等标准，同时又要结合各设计院的具体要求进行设计和制造。RCC-M规范是压水堆建造的主要规范之一，本文将结合RCC-M规范对核电站用阀门设计、制造和检验过程中所涉及到的要求进行比较，并总结出核电阀门简便易行的检验方法。

1　RCC-M规范概述

RCC-M是法国《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》的简称，由法国核岛设备设计和建造规则协会（AFCEN）为规范法国压水堆核电站机械设备设计和建造而编制，是法国法国核电标准RCC系列的一个分支。RCC-M规范规范总计5卷，分别为第I卷《核岛设备》（共9篇），第II卷《材料》，第III卷《检验方法》，第IV卷《焊接》和第V卷《制造》。各分卷内容覆盖了设备的设计、制造、检验的全部要求。

核安全级阀门，可以按照RCC-M规范进行设计和制造。非安全级（NC级）阀门可以参考核安全3级阀门的设计和制造要求，结合核电站设计标准提出相应的质保等级和抗震等要求。本文重点讨论阀门的设计、检验和压力试验要求。在工程实践中，阀门除了有设计、制造要求外，还有不同的质保要求、抗震要求等附加要求。

2　核安全级阀门的设计要求

核安全级阀门的设计要求内容在R-CCM第I卷的B、C、D篇，规定了阀体及零件的形状、壁厚、应力分析规则等内容。其中1、2、3级阀门的主要设计差异在与设计压力和材料。核1级阀门为高压阀门，只有1500 LB和2500 LB两个压力等级，核2、3级阀门压力等级覆盖了150 LB~2500 LB的所有压力等级。核1级阀门材料以不锈钢材料为主，核2、3级阀门材料牌号基本一致，包含了碳钢和不锈钢材质。核级阀门压力等级和材质见表1.

表1　核级阀门压力等级及材质

3　核安全级阀门的检验

核安全级阀门的检验要求在第II卷《材料》和第III卷《检验方法》中，从原材料到零件到成品，不同阶段都需要相应的检验方法，以保证产品质量。检验包括材料的力学性能试验（包括拉伸试验、硬度试验等），物理和物理化学试验（晶相组织、晶粒度、铁素体含量、硫磷杂质含量等），超声波探伤检验，射线探伤检验，液体渗透试验和磁粉检验等。

以常见的阀门铸件材料M1112（20M5M）为例，材料要以热处理状态交货，首先进行化学成分分析，然后对式样进行拉伸试验和冲击试验，验证其力学性能，如有不符者可以重新进行热处理。

3.1外观检查

热处理全部完成后需要进行外观检查和内部检查。表面缺陷的外观检查前，零件必须彻底清砂和修整，必须除去冒口、浇口、分型线和浇道等。然后做全面外观检查，检查其表面是否有氧化皮、裂纹、疏松和砂眼等有害缺陷，外观检查结束后进行磁粉检测，磁粉检查的范围规定见表2.

表2　核级设备磁粉检查范围

对于蜡模、陶瓷铸型的小零件可以以渗透检测代替磁粉检测。同时对于不适用磁粉检测的区域也可选用渗透检测，并按要求记录缺陷。

3.2内部检查

内部检查采用射线照相检测的方法，对不同级别的设备射线照相检测区域如下：

1级设备用零件：

（1）公称直径大于50 mm的阀门和二回路阀：对整个零件的内部进行检测；

（2）公称直径小于或等于50 mm的阀门：必须检测器待焊区域和接管端部；

（3）其它零件：原则上必须百分百检测整个零件。

2级设备用零件：

（1）公称直径大于100 mm的阀门：必须检查待焊区、接管端部，由于须支撑载荷以及铸造方法造成的危险区域，以及须经深度加工的区域。

（2）对于公称直径小于或等于100 mm的阀门：必须检查其待焊区及端部；对公称直径小于或等于50 mm的阀门，可用液体渗透代替射线照相检测。

（3）焊接边缘等部位需检测。

（4）对于主蒸汽系统、涡轮旁路系统、给水流控制系统、辅助给水系统等系统的2级阀门：均需整体射线拍片检测。

3级设备用零件：

（1）对公称直径大于80 mm的阀门：必须检查待焊区和端部；

（2）公称直径不超过80 mm的阀门不要求做射线照相检测；

（3）对其它零件仅需检查其焊接边缘。

射线照相检测的方法应按照MC3200的要求执行，并根据该要求判断设备是否合格。

4　核级阀门的压力试验要求

水压试验必须在机加工、磨削或焊接作业全部完成之后实施，试验后的非计划性的机加工或焊接将使水压试验结果无效。

试验压力必须至少为1.5倍的常温许用应力，常温需用应力有专门的计算方法，可以将高温情况下的需用应力折算到试验温度下的需用应力。各等级阀门设备的压力试验时间通常为10分钟。

除上述强度试验外，还需要进行强制性附加试验，包括外壳密封性试验和阀座密封性试验。

5　结束语

RCC-M除了规定了核电阀门的设计、制造和检验要求外，还对焊接、表面处理、热处理、喷镀等工艺进行了明确的要求。同时制造厂在进行设计、生产活动的同时还需要满足规格证书关于质保、抗震等其它方面要求。综合以上内容可以正确的对核电阀门进行检查、验收工作。

[1]张云龙.核电站用阀门[J].阀门，2004，（1）：22.

[2]法国核岛设备设计、建造及在役检查规则协会.RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则[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

李自强（1983-），男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，工程师，研究方向：核电站应急柴油发电机组设计。