ZZB 007-2015 核电站核岛用 离心式通风机.pdf

ICS 23.120 J 72 ZZB 浙江制造标准 ZZB 0072015 2015 - 08 - 05 发布 2015 - 08 - 07 实施 核电站核岛用 离心式通风机 Centrifugal fans for nuclear island of nuclear power plant 浙江省浙江制造品牌建设促进会 发 布 ZZB 0072015 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 技术规范 . 2 5 质量保证 . 5 6 试验方法 . 5 7 检验规则 . 6 8 标志、包装和储存 . 7 ZZB 0072015 II 前 言 本标准依据 GB/T 1.12009 给出的规则起草。 本标准为推荐性标准。主要依据 GB 14711-2013中小型旋转电机 通用安全要求 、NB/T20039.1-2014 核空气和气体处理规范 通风、空调与空气净化 第 1 部分：通风机 、JB/T 10563-2006一般用途离心通风机 、美国 ASME AG-1-2003核电厂空气和气体处理内容进行编制。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由浙江省浙江制造品牌建设促进会提出。 本标准由浙江省质量技术监督局归口。 本标准起草单位：浙江上风实业股份有限公司、浙江省标准化研究院、浙江上风高科专风实业有限公司。 本标准主要起草人：沈明荣、许宝华、朱怀球、林文都、徐建锋。 本标准为首次发布。 ZZB 0072015 1 核电站核岛用 离心式通风机 1 范围 本标准规定了核电站核岛用离心式通风机（以下简称“风机”）技术规范、质量保证、试验方法、检验规则、标志、包装和储存。 本标准适用于核电站核岛内通风系统相关离心风机。 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/T 275 滚动轴承与外壳的配合 GB/T 755 旋转电机 定额和功率 GB/T 1236 工业通风机 采用标准化风道进行性能试验 GB/T 2888 风机和罗茨风机噪声测量方法 GB 3836.1 爆炸性环境 第1部分：设备通用要求 GB 3836.2 爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB/T 10178 工业通风机 现场性能试验 GB/T 12727 核电厂安全系统电气设备质量鉴定 GB/T 13625 核电厂安全系统电气设备抗震鉴定 GB 14711 中小型旋转电机 通用安全要求 GB 26410 防爆通风机 JB/T 6445 通风机叶轮超速试验 JB/T 6886 通风机涂装技术条件 JB/T 8689 通风机振动检测及其限值 JB/T 8690 通风机 噪声限值 JB/T 9101 通风机 转子平衡 JB/T 10213 通风机焊接质量检验技术条件 JB/T 10563 一般用途离心通风机 NB/T 20039.1 核空气和气体处理规范 通风、空调与空气净化 第1部分：通风机 DL/T 621 交流电气装置的接地 EJ/T 628 核电厂安全级连续工作制 电动机的质量鉴定 HAF 003 核电厂质量保证安全规定 HAFJ0053 核设备抗震鉴定试验指南 ASME AG-1 核电厂空气和气体处理 RCC-E 压水堆核岛电气设备设计和建造规则 3 术语和定义 ZZB 0072015 2 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 核级通风机 safety-realated fan 核安全相关通风系统的通风机。 3.2 使用环境 environment 设计风机时所依据的环境状态如温度、压力、湿度、辐照剂量、化学污染等条件的总称。 3.3 风机运行范围 fan operating range 风机性能曲线在稳定工作区。风机运行于该区域无失速或喘振现象。 3.4 核岛 nuclear island 核岛是核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关各个系统的总称。 核岛的主要功能是利用核裂变能产生蒸汽。 4 技术规范 4.1 设计要求 4.1.1 风机设计制造除应符合 ASME AG-1、JB/T10563、NB/T20039.1 要求外，还应满足本标准的规定。风机运行范围应达到规定的流量、风压，在额定流量下，允许压力（全压或静压）偏差为 0+5%。风机最高效率应在稳定区域内。风机的运行应安全可靠，在运行工况和事故工况期间和之后，为核电站人员提供安全、适宜的环境条件，控制与限制污染空气的释放。 4.1.2 风机设计寿期应满足核电站设计寿期内的使用要求，一般不少于 40a，在正常工况下，连续运行时间应不少于核电站运行寿期加 30d，在假设事故的环境下至少能满足连续运行 30d 的要求。 4.1.3 在核电站放射性环境中使用的风机及配套电机要满足耐辐照要求。设置在安全壳内且在失水事故需投入运行的风机，要耐酸、碱腐蚀。 4.1.4 风机选型、设计方法与要求： a) 按技术规格书要求，采用风机专用选型软件进行选型优化计算： b) 按选型结果，采用软件进行科学合理产品设计； c) 采用有限元分析软件，对风机的叶轮、主轴、机壳和轴承等主要零部件进行强度、刚度和设计使用寿命计算分析： d) 采用流体动力学软件，对风机内部流场进行分析计算，并对风机的流道进行优化设计，使风机的性能达到最佳。 设计计算结果最终要通过风机的性能检测得到验证。 4.1.5 风机设计时应至少考虑以下载荷： a) 风机、电机、传动装置和相关附件的重量； b) 风机启动时引起的载荷； ZZB 0072015 3 c) 正常运行载荷（包括风机前后阀门突然关闭产生的瞬时压差）； d) 有抗震要求的风机，应包括运行基准地震载荷和安全停堆地震载荷。 4.2 整机要求 4.2.1 风机叶轮在旋转时要考虑防止其飞射的结构，机壳不应作为自身撞击能量的包容和吸收体。 4.2.2 有防爆要求的风机其结构设计应符合 GB 26410 的规定；防爆电机设计应符合 GB 3836.1、GB 3836.2 和 RCC-E 的规定。 4.2.3 有抗震要求的风机结构按抗震设计，抗震鉴定试验应符合 HAFJ0053 和 ASMF AG-1 相关规定。保证风机在 1 次安全停堆地震（SSE），加 5 次运行基准地震（OBE）时和地震后应仍能可靠运行。 4.2.4 风机有密封要求的，风机泄漏应符合 NB/T20039.1 的规定： a) 风机和电机外壳泄漏，在 1.25 倍运行压力下进行气密性检查，不允许泄漏且没有残余变形，应按照 6.4 条提出的方法来做泄漏试验。 b) 轴的泄漏应被限值在每 260pa 运行压力下的正常空气流量的 0.01%，但不小于 0.85m3/h。 用于安全壳大气监测系统的风机、电机的密封性应符合以下规定： a) 风机和电机外壳；在室温条件下，分别用压力 0.63Mpa(0.42Mpa1.5)的压缩空气进行试验，保持 10 分钟，要求无泄漏。 b) 在风机和电机壳体装配完成后，并将电源接线盒与电机保护壳连接完毕，用 0.15Mpa（绝对）的压缩空气加压，要求内泄漏率小于 0.1 升/时台。 4.2.5 风机轴承采用滚动轴承，轴承与外壳的配合应符合 GB/T 275 的规定；轴承在规定的载荷和转速下应具有不少于 100000h 的 L-10 额定使用寿期。当电机轴就是风机轴时，L-10 寿期小于 100000h 是许可的， 该限值应有书面文件； 轴承应配置润滑油注油嘴， 加脂应能在进人区域完成而不中断风机的运行。 4.2.6 风机刚性轴的工作转速应远离轴的临界转速，临界转速应大于最高工作转速的 1.3 倍；轴的设计应有降低应力集中的措施。 4.2.7 风机在组装前应对叶轮进行动平衡试验，并符合 JB/T 9101 的规定，叶轮（或转子）的平衡品质等级为 2.5 mm/s。 4.2.8 风机应进行机械运转试验，轴承表面温度不得高于环境温度 40，核级风机的振动速度均方根值按表 1 的规定，非核级风机按技术规格书要求执行。用于安全壳内大气监测系统的风机，振动限值应小于 2.8 mm/s。 表1 振动限值 电机功率 kW 振动限值 mm/s 振动振幅 um 转速 r/min 15 2.8 25 1500 15 2.8 12.5 3000 1575 4.5 40 1500 1575 4.5 20 3000 75 按技术规格书（或规范书、技术协议书） 注：对于其它转速采用内插法。 4.2.9 当风机噪声未提出特定限值时， 其比 A 声级应符合 JB/T8690 的规定。 用于安全壳内大气监测系统的风机，噪声的声压级限值不得超过 93dB(A)。 4.2.10 当风机未提出特定的叶轮超速试验限定值时，按超速 15%进行超速试验。 ZZB 0072015 4 4.2.11 设于安全壳内的风机与电机应采用直联型或联轴器传动型， 不允许采用皮带传动。 皮带驱动只允许用在正常或事故条件下均可以进入维修的地方。 皮带数量的选择应能保证其中一根损坏时不丧失其功能；并保证在皮带更换或运行时皆可轻易更换。 4.3 电机要求 4.3.1 电机的设计应按照 GB 755、GB 14711、GB/T 12727、GB/T 13625 和 EJ/T 628 的规定。 4.3.2 在失水事故下或失水事故后须运行的电机，应采用可靠的密封措施。 4.3.3 对安装在含氢等爆炸性气体场所的风机， 应采用相应的防爆电机， 并符合 GB 3836.1、 GB 3836.2的规定。 4.3.4 电机应能直接启动，当电压和（或）频率在下列情况下变化时，能在额定载荷下正常的连续运行： a) 额定频率下，额定电压的+5%、-10%； b) 额定电压下，额定频率的5%； c) 电压和频率的综合变化率为额定值的10%（绝对值之和），其中频率的变化不应超过额定值的5%。 4.3.5 对失水事故工况下使用的风机，在确定其电机功率时，除考虑各种常规因素外，还应考虑事故情况下输送介质（如空气-水蒸气混合物、硼酸、氢氧化钠等）密度的增加。 4.3.6 核级风机电动机绝缘等级为 H 级，非核级为 F 级。电机各部分温度和温升限值依绝缘等级的不同按 GB 755 的规定加以限定。 4.3.7 电机的启动时间要与其允许温升和通风机转子的转动惯量相适应。对于具有较高加速时间常数的设备，应降低其可利用的功率以使启动时间满足规定；核级风机启动时间为 6s。用于安全壳大气监测系统的风机，电机的启动时间3s。 4.4 零部件要求 4.4.1 风机轴承宜采用油脂润滑，轴承应配置润滑脂注油嘴。 4.4.2 风机和电机的机壳应接地，接地装置的电阻不应超过 DL/T 621 的规定。 4.4.3 风机机壳底部应设置泄水装置。 4.4.4 机组重量大于 22kg 时，风机上应备有起吊耳环或吊环螺钉。 4.4.5 当叶轮直径305mm 时，风机机壳可设检查孔，孔的大小应满足机壳内零部件的维修要求。 4.4.6 核级风机一般不设隔振器，地脚螺栓应增设防松垫圈。 4.4.7 用于安全壳内大气监测系统的风机和电机应布置在一个密 闭机壳内， 风机进出口法兰及风机外壳底部排水管法兰为 PN16 型。 4.5 材料要求 4.5.1 风机包括其所配带电缆、润滑油脂、橡胶垫等所有材料应与核电厂内所处环境相适应。 4.5.2 风机所选材料应符合所输送的介质特性要求。 4.5.3 风机设计时应采用经认可的钢材牌号的最低屈服强度和拉伸强度，并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。 风机壳体材料的类别应高于或相当于系统管道的材料。选作外壳和叶轮的材料还需进行表面探伤和超声波探伤，检测合格方可使用。 4.5.4 安全壳内的通风机不能选用与安全壳蒸汽易发生化学反应，产生易燃、易爆气体的材料，如锌、铝等;锌、铝材料也不能应用于有腐蚀性蒸汽的场所。 ZZB 0072015 5 4.5.5 用于安全壳内大气监测系统的风机，叶轮材料为不锈钢、机壳材料为铸钢，密封垫（圈）应采用耐辐照三元乙丙橡胶，如供需双方合同有规定，按合同执行。其它的材料应能耐硼酸和氢氧化钠，要确保在累积放射剂量为 1.5105Gy 条件下，材料仍能保证其功能。 4.6 工艺要求 4.6.1 叶轮、机壳（电机外壳）等焊接前，应评定无涂层的母材焊接工艺，合格后方可施焊。 4.6.2 各类手工焊、自动焊接操作工应通过培训，考试合格后方可持证上岗。 4.6.3 焊条材料应适合于产品图样中指明的母材，焊条的力学性能不应低于母材的性能。 4.6.4 为控制焊接变形量，叶轮及机壳焊接时应采用焊接工装保证。 4.6.5 焊缝的尺寸和长度应符合设计和工艺详图的规定。 4.6.6 应编制焊接工艺规程，明确焊接工艺参数，能指导生产。 4.6.7 对接焊缝和角焊缝质量检验要求按焊接工艺规定（如目视检验、着色渗透检验、X 射线检验、气密性检验和磁粉探伤等），焊接质量应符合 JB/T 10213 的规定。 4.6.8 风机采用机翼型叶片时，设计中要考虑机翼内部加强肋与上下表面及前、后（中）盘焊接在一起的工艺要求。 4.6.9 风机装配质量应符合 JB/T 10563 及产品总图的规定。 4.6.10 外观质量应符合 JB/T 10563 及技术规格书的规定。 4.6.11 风机涂装质量应符合 JB/T 6886 及技术规格书的规定。 5 质量保证 5.1 风机的质量保证应符合 HAF 003 的规定。 5.2 风机的设计制造单位以及分包单位应各自建立质量保证大纲和控制程序。 5.3 风机制造单位应按合同要求向用户提交每台风机的最终制造报告和产品合格证等文件。上述文件在核电站寿期内均应保存。这些文件包括：材料合格证书、采购记录、接收记录、制造记录、检验报告、材料控制记录和所鉴定合格的材料试验报告以及包装要求等有关文件。 6 试验方法 6.1 风机检测仪器设备应满足核电站核岛所需风机空气动力性能检测能力，能检测流量、压力、转速、功率、噪声、振动等项目。检测人员应通过培训，熟练掌握试验方法相关标准及仪器设备操作使用，持证上岗。 6.2 按 GB/T 1236 的规定进行空气动力性能试验，压力偏差应符合 4.1.1 条的规定，并绘制典型空气动力性能曲线。 6.3 风机抗震性能鉴定可采用结构分析验证法、模拟地震工况，在振动台上进行实际震动试验法、借鉴以前做过的抗震合格设备的资料， 再加上数学分析的方法， 证明设备在规定的地震条件下是合格的三种方法。当采用试验方法时，按 HAFJ0053 准则进行，并按 4.2.3 条的规定进行抗震试验，试验结果应有书面报告。 6.4 泄漏试验要求按 4.2.4 条的规定。泄漏试验方法包括以下两部分内容： a) 风机机壳有密封要求时，其检验方法是在所有焊缝和接头处涂上肥皂液，在风机运行压力的1.25 倍的压力下，要求无任何肥皂泡形成； ZZB 0072015 6 b) 风机的轴有密封要求时， 其检验方法是使轴在正常风机运行速度下旋转， 风机的开口处全部关闭密封，加压到正常运行的压力（用户有特殊要求时，按技术规格书执行）。风机叶轮应在轴泄漏试验前拆除，或考虑消除温度上升的措施。 6.5 风机叶轮须经静、动平衡试验，其要求应符合 4.2.7 条的规定，试验方法按 JB/T 9101 的规定。 6.6 风机噪声试验方法应按 GB/T 2888 的规定。 6.7 超速试验按 JB/T 6445 的规定进行，并结合 ASME AG-1 标准进行如下判定：以超过叶轮最高工作转速 15%，持续时间不少于 10min，风机振动无明显增大并不超过振动限值。检查外观证明无变形量或者出现裂缝。 6.8 机械运转试验将转速由零加速到规定转速，并至少在轴承温度稳定 20 min 后，测量轴承温升和振动。振动限值按照 4.2.8 条及表 1 的规定，振动检测方法按 JB/T 8689 的规定。机械运转试验进行 1h后，检验所有零件、附件，确定有否过分磨损或机械缺陷的痕迹。 6.9 焊接质量检验方法按 JB/T 10213 的规定；检查项目按 4.6 条的规定；检验依据按相关产品图样、相关焊接工艺规程、相关标准。 6.10 现场试验方法按 GB/T 10178 的规定进行。 7 检验规则 7.1 检验要求 7.1.1 风机检验分出厂检验和型式检验，检验和试验项目应符合表 2 的规定，必要时可根据技术规格书要求增加检验和试验项目。 7.1.2 每台风机应在完成出厂检验合格后方可出厂。 7.2 型式检验 7.2.1 在下列情况之一时，应进行型式检验： a) 开发定型后第一次生产的新产品或转厂生产的老产品； b) 正式生产后，当产品的结构、材料、工艺、或主要配套部件有较大改变， 并可能影响产品性能时； c) 正常生产时，定期或定量的周期性检验； d) 产品停产两年后，再次生产时； 表 2 检验和试验项目 序号 项目 出厂检验 型式试验 技术规范 试验方法 1 性能试验 4.1.1 6.2 2 噪声试验 4.2.9 6.6 3 机械运转试验 4.2.8 6.8 4 振动试验 4.2.8 6.8 5 温升试验 4.2.8 6.8 6 泄漏试验 4.2.4 6.4 7 抗震试验 - 4.2.3 6.3 8 叶轮平衡试验 4.2.7 6.5 9 叶轮超速试验 4.2.10 6.7 10 材料检验 4.5 - ZZB 0072015 7 表2 检验和试验项目（续） 序号 项目 出厂检验 型式试验 技术规范 试验方法 11 焊接检验 4.6 - 12 电机检验 4.3 - 13 整机检验 4.4/4.6.9 - 14 外观检验 4.6.10 - 15 涂装检验 4.6.11 - 注1：序号6泄漏试验按技术规格书规定。 注2：序号7抗震试验与分析按技术规格书的规定。 注3：序号13整机检验包括主轴、叶轮、机壳、等所有零部件、以及装配质量检验。 注4：其它检验和试验项目，按供需双方合同执行。 注5：“”为应检项目，“一”为不检项目。 8 标志、包装和储存 8.1 标志 每台风机和电机均应在外壳表面明显位置设有不锈钢做的铭牌， 并牢固地连接于机组上， 铭牌至少应包含有下列资料： a) 设备名称和编号； b) 供货商名称和产品系列号； c) 外形尺寸、重量； d) 气流方向； e) 出厂日期； f) 风机的性能资料：额定风量、全压、风机转速等； g) 电机的性能资料：额定功率、电流、电压、转速等。 8.2 包装 8.2.1 风机的包装应符合 JB/T 6444 的规定。 8.2.2 风机应采用木箱包装，内设防潮层，并应配有坚固的垫木，以免在运输过程中引起设备的损坏，保证能安全运达现场。 8.2.3 风机的进、出口及开孔处应有牢固的保护装置，并进行良好的包扎密封，防止在运输和贮存期间有灰尘、潮气或其它杂质进入风机内。 8.2.4 所有包装用的金属紧固件、钢带等均不得和设备进行焊接。所有松散的零件均应有木箱或盒子包装，并有标识。 8.2.5 电机、仪表、轴承等应保证防水防潮，仪表应防震。 8.3 储存 应制订风机的储存规程，包括储存期限、储存条件、包扎和保护、维护保养的事项等储存要求，风机按储存规程要求进行存放。 _