2021年第1期 阀 门 —41 —文章编号：1002-585S(2021)01^0041^04
蒋亚培、李军业23
(1.常州电站辅机股份有限公司，常州213164:2.中核苏阀科技实业股份有限公司，苏州215129;
3.中核集团特种阀门工程技术研究中心，苏州215129)
摘要介绍了不同时期有关工程核级阀门电动装置鉴定的技术要求，分析了核级阀门电动装 置的相关标准及技术规范，给出了鉴定试验的项目程序、操作要求及研究结果。
关键词核电站用阀门；核级阀门电动装置；鉴定；标准
中图分类号:TH134 文献标志码：A
Qualification and Qualification Testing of Nuclear Valve Electric Actuators
JIANG Ya-pei1，LI Jun-ye2,3
(1. ChangZhou Power Station Auxiliary Equipment Co. ,Ltd.,ChangZhou 213164,China；
2. SUFA Technology Industry Co.，Ltd.CNNC，SuZhou 215129,China;
3. CNNC Engineering Technology Research Center for Special Valve,SuZhou 215129,China)
Abstract：Describe briefly the technical requirements for qualification of safety- related electric actuators for nuclear power stations,and experience for qualification testing.
Key words：nuclear valves；nuclear electric actuator；qualification；standard
1概述
核级阀门电动装置用于驱动核电站或核设施的 核级阀门。核级阀门电动装置属于核级电气设备，除满足产品性能技术要求外，还需要满足核级鉴定 技术要求，并进行鉴定试验。我国核电起始于上世 纪80年代的秦山一期核电站，相继开始和实施了核 级阀门电动装置的技术鉴定及产品的鉴定试验。
阿维菌素油膏
2相关标准
目前，核电电气设备相关标准具有2个体系，分 别为美国IEEE标准，其中IEEE 382核电站安全级 驱动装置鉴定[1]是针对核级阀门电动及气动装置 的标准，及法国RCC-E压水堆核岛电气设备设计 和建造规则[2]、NFM64 - 001核事故环境下电气设 备的鉴定[3]标准（没有单独针对阀门电动装置的鉴 定标准）。
我国制定了核电厂安全级阀门驱动装置相应的 标准，分别为EJ/T531 -2001核电厂安全级阀门驱 动装置的鉴定[4](参照IEEE 382 - 1996 )，NB/T 20079 - 2012核电厂安全级阀门驱动装置鉴定规程[6](参考 RCC- E2005 及 IEEE382 -2006)，NB/T20093 -2012核电厂安全级阀门驱动装置的鉴定[5](参照 IEEE382 - 2006)。
3技术要求
起始于秦山一期核电站的建造运行，我国相继 建立和实施了核级阀门电动装置的技术鉴定及产品 的鉴定试验。
3. 1秦山一期
产品分类为用于反应堆（安全壳）的H1型，用 于辅机厂房内的H2型（表1)，及其失水事故（LO-CA)工况试验结果（图1)。
表1秦山一期核级电动装置鉴定技术要求（正常工况)
型号H1H2
辐照累积剂量/Gy1x l O41x l O4
任何方向上地震加速度/( m/s2)^0.6矣0.6
地震频率范围/H z0.2-330.2-33
工 辐照累积剂量/Gy 2 x l O4-
况 热老化120 ,120 d-
附 机械老化/次1000-
加 失水事故模拟（L0CA)135 X.,0. 365 M P a-
作者简介：蒋亚培（1964 -)，男，江苏常州人，高级工程师，从事阀门电动装置及配套电动机的设计研发。
图3 PC 工程主蒸汽管道破裂事故（M SLB )工况试验要求
从试验的技术参数中看出，除最高压力外，
晶闸管调压器MSLB 工况试验要求覆盖LOCA 。3.3方家山、昌江等工程（表3，图4)
按相应产品技术要求，产品类型分为K 1、K 2、
K 3。其中，K 1类为核事故类型，安装在有放射性的 核级区域，并运行在事故、异常和正常核环境中。
图4方家山、昌江等工程失水事故 (LOCA )工况试验要求曲线
3.4福清工程（表4)
福清(5、6)工程产品类型分为1^1、1^、]«。
表4
福清工程核级电动装置鉴定试验要求
类型
K 1
K 2
K 3
正常温度/X
5 ~55 5 ~55 5 ~45正常辐照累积剂量/G y 250 k 250 k -地震加速度/(m /s 2)666地震频率范围/H z 2 ~642〜642~64寿命/y
303030K 1辐照累积剂量/G y
600k --失水模拟/k P a ( 156 t )
560
-
-
3. 5 CAIM 400 工程（表5，图 5)
CAP 1400工程核级阀门电动装置为直流电源驱 动，无分类。
3.6某核设施鉴定技术要求（表6，图6)
从某核设施事故工况（LOCA )试验结果的曲线 分析得出，与已试验的其他事故工况相比，差异较
大，其高温、高压持续时间长，但总时间短。
4结果分析 4.1试验项目
产品是否达到鉴定技术要求，是通过鉴定试验来 验证的。由于受现行2个标准体系的影响，不同时期 不同项目的鉴定技术要求有所不同，但总体上，要求 的鉴定试验项目一般都包括（不一定是全部）的试验
f 化学喷淋
M O s '10
K 2类为核电标准类型，安装在有放射性的核级区
域，并运行在异常和正常核环境中。K 3类为常规类 型，安装在无放射性区域，并在正常环境中运行。
表3
方家山、昌江等工程核级电动装置鉴定试验要求
类型
K 1
K 2
K 3
正常温度/T
5 ~55 5 -555〜45
正常辐照累积剂量/G y 250k 250k -
地震加速度/(m /s 2)444寿命/a
3030
30
K 1辐照累积剂量/G y
600 k --失水模拟/k P a (156丈）
560
_
一
图1秦山一期失水事故（LOCA )工况试验要求曲线
从工况试验结果分析看出，由于秦山一期的核 级电动装置为早期制造，相对鉴定技术要求不高。
3.2出口某国PC 工程（表2，图2，图3)
表2 P C 工程核级电动装置鉴定试验要求
型号
HI
H 2
正常温度/t
彡49彡45正常辐照累积剂量/G y 2 x l O 5 2 x 104地震加速度/(m /s 2)55地震频率范围/H z 0.2-330.2 〜33
事故辐照累积剂量/G y 2 x l O 4 ~2. 8 x l O 5-事故温度/t 135(L O C A ) ,153(M S L B )-事故压力/M P a
0.3(L O C A ) ,0. 22(M S L B )
-
42
N
指纹读取器
I'J
2021年第1期
P
电锅炉制造
/趔
頰
2000 4000 6000 8000
时间/s
核级阀门电动装置的鉴定后的产品应能满足不
同工程项目的要求。由于试验项目有顺序要求，所 以不能在技术要求不能满足时，简单采用补充试验 的方法来实现，所以在一个产品鉴定试验时要尽量 考虑周全，即鉴定技术要求的兼顾及覆盖。
图6某核设施事故工况（LOCA )试验要求曲线
4.2电磁兼容性（EMC )
对于核级电动装置，现有的核电项目（二代加
核电后）一般都提出EMC 要求。由于核电环境的 原因，内部一般无电子设备，所以不存在抗干扰能力 的问题，但对核级直流电动装置，由于存在换向器及 电刷，在产品研制时要考虑其发射干扰的情况。
电磁兼容试验在鉴定试验中无顺序要求，所以 在原已完成鉴定的产品上可补充该试验。4.3热老化试验与寿命
不同的工程，要求电动装置的寿命不同，有30
a 、40a 、60a 等。对电动装置内非运动的非金属材 料，如静密封件、电气绝缘件，影响寿命的是长期持 续的温度和辐照剂量的累积。
加速热老化模拟试验，是对温度影响寿命的验 证试验，试验参数除与要求的寿命相关，还与产品所 处工作环境的温度有关，如持续矣49 持续专55
T (并非长期持续温度）。所以，不同的环境，寿命 是不同的，单纯提寿命并不符合使用要求。在产品 材料允许的情况下，尽量提高试验参数（以60 a 为
目标），以满足不同工程要求。4.4辐照试验
(1)试验条件
一般工程项目只提出辐照累计剂量的要求，选 择高剂量试验即可覆盖低剂量要求，温度为常温，剂 量率不作要求，剂量率由试验设备的放射源决定 (新源高，旧源低）。但现在有工程提出在规定温度 (70丈），规定剂量率下进行辐照试验。
一般认为有温度辐照要求更苛刻，在没有不同 温度不同剂量等效换算时，建议按高温度条件进行 辐照试验。同时，为加快总试验时间，事故工况的辐 照，该剂量率（如8 kGy /h )可高于正常辐照老化试 验的剂量率（如1 kGy /h )。
项目为电磁兼容性试验，包括热老化、辐照老化、机械 磨损老化、振动老化等一系列老化试验，加压循环试 验，地震模拟试验，设计基准试验。设计基准试验包 括辐照、设计基准环境(一般为LOCA )试验。
表S CAP 1400工程核级电动装置鉴定试验要求
25
20
15
10
2000 4000 6000 8000
时间/s
试验参数
数值
正常工作环境温度/弋10-497累积剂量/Gy 5. 78 x 105
地震加速度/(m /s 2) 6. 6重心处响应加速度/( m /s 2 )7.2频率范围/H z 2 ~64寿命/a
监控杆基础
60
设计基准事故d b a
(l
o c a
)
环境（某一环境区域）
最高温度/T 218最高压力/kPa 4087累积剂量/G y
2. 53 x 105P 累积剂量/G y
2. 58 x 106
时间/d
30水淹环境（新提出的鉴定技术要求）溶液（硼酸)/pH 4.05最高温度/t 158最高压力/M P a
0.55时间/h (24 h 内执行功能）
72
时间/S
图5 CAP 1400工程设计基准事故（LOCA )
工况曲线（某一区域）
表6
某核设施工程核级电动装置鉴定试验要求
试验参数
数值正常环境温度/t 5 ~60辐照累积剂量/Gy 1 xlO 5事故工况（LOCA ) max
209X ，2MPa
2021年第1期
阀门
—43
e d s
/-R
田
参
考
文
献
IEEE382，核电站安全级驱动装置鉴定[S ].
RCC - E ，压水堆核岛电气设备设计和建造规则[S ].NF M64 - 001 ，核事故环境下电气设备的鉴定[S ].EJ/T 531 -2001，核电厂安全级阀门驱动装置的鉴定[S ].
NB/T 20079 -2012，核电厂安全级阀门驱动装置鉴定规程 [S ].
NB/T 20093 -2012，核电厂安全级阀门驱动装置的鉴定[S ]. NB/T20010. 11 -2010，压水堆核电厂阀门电动装置[S ].HAF _!005：3 ，核设备抗震鉴定试验指南[S ].
(收稿曰期：2020-11 -05)
时，而一般又按单轴向进行试验时，需按HAF J 0053 规定，考虑几何因子G ( G = 1. 2 ~ 1. 3)，即进
行单向 试验时，加速度按要求值的1. 2 ~ 1. 3倍进行。
(4)重心处加速度
有的工程提出重心响应处加速度要求，这在做 垂直(Z )向试验时要注意水平（X 、Y )2向重心处加 速度相对输入时增大的，但垂直向加速度常常会小 于输入加速度。所以，进行该向试验时，要增大输人 加速度。
4.8设计基准事件环境试验
设计基准事件环境一般指失水事故（LOCA )环 境，有时为主蒸汽管道破裂事故（MSLB )环境。设 计基准事件环境共同点为瞬时温度、压力升高，维持 一段时间后温度下降，然后维持较长时间，期间还进 行化学喷淋。
为了保证试验的安全裕度
，一
般采用2次瞬间
升温的方式进行，也有采取增加温度、压力参数的方 式。从工况试验参数曲线分析，温升速度（拉峰速 度）很高，一般为10 ~20 s ，温度升高100尤左右。
拉峰速度只是模拟事故丁.况（如蒸汽突然喷 出），对一部分电气设备有很大影响。但是，电动装 置有较厚金属外壳，整机较重，热容量也较大，瞬时 温升对电动装置的电动机及内部电气开关等电气部 件，影响并不大。真正影响的是长期持续的高温，如 工况试验环境的影响，对电动装置要求相对要高，产 品设计时只需注意温度与压力，不必在意拉峰速度。
5
结语
针对核级阀门电动装置的鉴定技术要求，应进 行一系列的鉴定试验。鉴定试验是一个试验项目 多、周期长、风险大、费用高的工作，对于核级阀门电 动装置产品试验，尽量兼顾各工程技术要求，以避免 或减少重复。
(2)p 剂量
版税计算在事故工况时，辐照中含P 剂量要求。（3射线 的穿透力很弱，电动装置有金属外壳，所以对内部非 金属的影响很小，一般认为等效7不超过5%。4.5机械老化
按产品标准NB/T20010. 11 - 2010压水堆核电 厂阀门电动装置[7]的规定，机械磨损老化为2000 次循环。目前，部分核电站设计寿命按60 a ，要求
3000次循环。试验考虑一定裕度，建议按身3300次 进行机械磨损老化试验。4.6振动老化试验
一般按IEEE 382要求进行，即高频0. 75 g 、低 频2倍振幅0.64 mm ，每分钟2倍频程5 Hz ~ 100
Hz ~5 Hz ，每个方向 90 min 。
(1) 频率范围
为了试验覆盖性，建议频率范围为5 ~ 500 Hz 。对于体积大的产品，固有频率较100 H z 低较 多，对于100 HZ 以上的振动实际无意义。对于体积 小、高度低的产品，固有频率会高于1〇〇 Hz ，所以宽 的频率范围更有覆盖性。
(2) 频程
现工程试验的扫频速度具有2种不同的情况， 有的要求每分钟一倍频程，2种不同的试验方法。 在地震试验前，可以按不同的频程分别试验。4. 7地震试验
(1) 地震频率
有的工程要求地震频率范围为0.2 ~33 Hz ，一 般鉴定试验的地震试验频率范围为2 ~ 33 Hz (有的 要求2 ~64 Hz ) ,0.2 ~2 Hz 无法覆盖。实际上,0.2 ~2出频率范围不能实际操作，在该频段，要求加 速度很低，对产品无影响，同时，现有的试验设备也 不含该频段。
(2) 试验方式
目前，普遍采用在每一轴向进行2次正弦扫频 试验，加速度为要求输入运动值的2/3。有的工程 要求运行基准地震试验按安全停堆要求值的1/2进 行5次试验。2种试验方法，按HAF J 0053核设备 抗震鉴定试验指南^规定，对电动装置是等效的。(3) 双轴试验
当项目要求运行基准地震试验及安全停堆地震 试验两正交轴（OX 轴和OZ 轴、OY 轴与OZ 轴，其 中OX 、OY 为水平方向，O Z 为垂直方向）同时激励
44
N 门
2021年第1期
12
3
4
6
7
8
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议