1、第七章設計標準化核工業標準化研究所主要內容n1概述n2設計標準化與標準化設計n3設計工作特性n4設計有關的法規與標準n5設計標準建設1概述 核裂變反應堆核電廠已有數十年的實踐經歷，其標準化工作也經歷了數十年，多個有核國家建立了較完整的標準體系。如美國、法國、日本、韓國等。 中國經過近20年的工作，針對核電廠編制發布了近700項標準組成的標準體系，表，其中有近500項標準已完成編制發布。1概述n在標準體系中與設計有關的標準占到70%以上（估算），所以，針對一個核工程，設計標準占據重要的的地位。n本文旨在通過介紹裂變核電廠技術標準建設的經驗，為將來可能的核聚變核動力設施的設計標準建設提供思路和方向

2、。1概述n本文介紹設計標準所站的角度為核設施建設的全局，主要介紹核設施建設中設計所需要的相關標準。相對而言，是關系到核設施建設總體的重要標準，如通用性、基礎性標準。2設計標準化與標準化設計n主要內容n2.1設計標準化n2.2標準化設計n2.3工程設計示例2.1設計標準化 指設計有關的標準化活動，即設計標準的制定、宣貫、實施、意見反饋、修訂和維護等 這是本文研究對象。 2.2標準化設計 人們常說的標準化設計，它與設計標準化不完全相同。標準化設計是指對所要設計的對象使其特征基本一致。例如，楊程90米流量1000噸/小時的徑流渦殼泵、壓力等級1500內經101.6mm的閘閥、三環路90萬千瓦壓水堆核

3、電廠等等。2.2標準化設計 標準化設計往往與系列化相聯系。我們知道壓水堆核電廠有30萬千瓦、60萬千瓦、90萬千瓦不同系列。經過標準化設計的物項往往可以從市場上采購到。2.2標準化設計 我們這里所說的設計，是所謂的非標準設計，即對不能直接從市場上購買的物項進行設計。 所以說，“我們研究的都是非標產品，不用標準化”的說法是不對的，或者說是非常可笑的。只有對研發的“非標”產品進行“標準化”才能加速推動產業發展。3設計工作特性n主要內容n3.1設計是龍頭n3.2工程設計示例n3.3設計物項需要滿足的要求n3.4核工程設計需要遵循的要求3.1設計是龍頭 設計是一項活動，它是一個設備或者一套系統或者一項

4、工程從無到有所要進行的必要活動也是前期的活動，因此說設計是龍頭。 3.2工程設計示例第一步總體設想（設計） 業主首先對其要建造的工程項目要有一個總體設想（設計），如工程規模，投資多少，工期多長，收益如何等等。第二步 概念設計 業主成立工程籌備組，任命籌備組組長和總工程師，由他們做進一步的策劃。他們要為這個工程項目選址、定點，成立工程設計組。設計組進行工程的概念設計。3.2工程設計示例第三步初步設計 在概念設計通過后，工程設計組擴大成為設計隊進行初步設計和工程概算，或者進行招標，由設計承包單位，進行初步設計和工程概算。第四步施工設計（詳細設計） 進行施工設計，設備采購，工程建造。3.3設計物項需

5、要滿足的要求n設計的物項（包括構筑物、系統和設備）需要滿足： 使用的要求； 法規的要求， 標準的要求。 3.4核工程設計需要遵循的要求n對于核工程項目，所要遵循和應用要求包括： 核相關法律 核安全法規 標準、技術條件、工藝要求等4設計有關的法規與標準n主要內容4.1核設施設計應遵循的法規4.2核設施設計應遵循的標準4.1核設施設計應遵循的法規4.1.1第一層次 由全國人民代表大會制定和批準的 法律。 我國還沒有原子能法，有放射性污染防治法 是防止在核能開發、核技術應用及鈾（釷）礦及伴生放射性礦開發利用中由于廢氣排放、 廢液排放、固體廢物以及貫穿輻射造成的環境污染，從而達到保護環境和保護公眾健康

6、的目的。 4.1核設施設計應遵循的法規4.1.1第一層次 相關的法律還包括： 中華人民共和國環境保護法 中華人民共和國放射性污染防治法 中華人民共和國環境影響評價法 中華人民共和國大氣污染防治法 中華人民共和國水污染防治法 中華人民共和國海洋環境保護法 4.1核設施設計應遵循的法規4.1.2第二層次 指國務院行政法規 包括：中華人民共和國民用核設施安全監督管理條例（HAF001）中華人民共和國核材料管制條例(500號令)核電廠核事故應急管理條例(HAF002)民用核安全設備監督管理條例 (HAF501)4.1核設施設計應遵循的法規4.1.3第三層次 核安全局： 隨著我國核電事業的啟動，為了保護

7、這類核設施周圍的環境和居民的安全，為了保護核設施工作人員的安全，我們國家成立了國家核安全局。 發布的部門規章：4.1核設施設計應遵循的法規n4.1.3第三層次 國家核安全局發布的部門規章： 依據條例發布了系列的實施細則 HAF101“核電廠廠址選址安全規定” HAF102“核動力廠設計安全規定” HAF103“核動力廠運行安全規定” HAF003“核電廠質量保證安全規定 ”等 4.1核設施設計應遵循的法規n4.1.4強制性標準 強制性標準屬于具有法律約束力的技術法規。 4.1核設施設計應遵循的法規n4.1.5 HAF102n“核電廠設計安全規定” 對核電廠的設計提出了安全原則和基本要求 闡述了

8、核電廠安全重要構筑物、系統和部件為核電廠的安全運行、防止或減輕事故后果而必須滿足的設計要求。規定了核電廠總的安全目標，這包括輻射防護目標輻射防護目標和技術安全目標技術安全目標，。4.1核設施設計應遵循的法規n4.1.5 HAF102輻射防護目標：輻射防護目標：核電廠的任何放射性物質排放引起的輻射照射要低于規定值，并且要合理可行盡量低。技術安全目標：技術安全目標：采取一切可行的措施防止核電廠事故，并在發生事故后能減輕事故的后果。4.1核設施設計應遵循的法規4.1.5HAF102為實現安全目標，做出的規定 ： 要求核電廠設計時要進行安全分析，安全分析的內容包括：（1）核電廠所有計劃的正常運行模式；

9、（2）發生預計運行事件時核電廠的狀態；（3）明確核電廠的基準事故；（4）可能導致嚴重事故的事件序列。 分析要明確工程設計抵御假設始發事件和事故的能力，并要驗證安全系統和安全相關物項和系統的有效性，以及確定應急響應的要求。4.1核設施設計應遵循的法規4.1.5HAF102 要為對核電廠的安全采取縱深防御 五個層次防御： 從防止偏離正常運行，到防止發生設計基準事故，到預防超設計基準事故，到減輕事故引起的放射性物質釋放的后果。這些防御既包含我們通常的設計措施，也包括一些專門為了防御假設事故而設置的專設安全設施。 三道屏障 料元件包殼、反應堆冷卻劑承壓邊界、安全殼殼體。 4.1核設施設計應遵循的法規4

10、.1.5HAF102 對核電廠的主要技術提出了要求和進一步要求 : 核電廠物項進行安全分級 ； 確定核電廠的運行工況； 確定假設始發事件 ； 規定設計規范4.1核設施設計應遵循的法規4.1.5HAF102對可靠性設計要求 預防共因故障而應用的多樣性、多重性和獨立性原則； 符合單一故障準則； 采用故障安全設計等； 針對設備的工作環境進行鑒定； 考慮設備的老化； 要方便運行人員的操作等 4.1核設施設計應遵循的法規4.1.5HAF102 HAF102在給出上述總體性要求之后，對核電廠的系統設計提出了要求。 4.2核設施設計應遵循的標準 國家核安全局對每個核電廠都要進行安全審查。只有通過了安全審查才

11、給核電廠業主發放許可證。要審查的材料是核電廠業主提供的核電廠的安全分析報告。4.2核設施設計應遵循的標準n業主在寫安全分析報告時，是按照“核電廠安全分析報告的標準格式與內容”（美國核管會（NRC）的管理導則（R.G）1.70這樣一項標準來寫的。國家核安全局審查業主的的安全分析報告時，依據的是“標準審查大綱”（NRC的NUREG0800）4.2核設施設計應遵循的標準n“核電廠安全分析報告的標準格式與內容”標準內容：第1章 前言和電廠概述；第2章 廠址特征；第3章 結構、部件、設備及系統設計；第4章 反應堆；第5章 反應堆冷卻劑系統和與之相連的系統；第6章 專設安全設施；第7章 儀器儀表和控制裝置

12、；第8章 電力；第9章 輔助系統；第10章 蒸汽電力轉換系統；第11章 放射性廢物管理；第12章 輻射防護；第13章 運行管理；第14章 初始試驗大綱；第15章 事故分析；第16章 技術規格書；第17章 質量保證。 4.2核設施設計應遵循的標準 對于每類核設施，應建立相應的標準體系標準體系。進入核設施標準體系的標準應是具有核特點的標準，也就是說，一般工業標準一般工業標準不進入核設施標準體系。 核電廠標準體系框圖核電前期工作b機械設備da輻射監測設備dd儀控設備db電氣設備dc設備d材料de運行前調試fb帶核燃料試驗fc運行g運行管理ga檢查及試驗gb老化管理gc維修gd退役h工程設計c系統cb

13、建(構)筑物cc總體和基礎ca核燃料cd通用及基礎a技術經濟aa核安全ac可靠性ad質量保證ae工程管理基礎af輻射防護與核應急ab核島cba常規島cbbBOP cbc儀控系統cbd電力系統cbe土建施工eb設備安裝ec建造調試核電廠4.2核設施設計應遵循的標準 從上述核電廠的標準體系框架可以看出核電廠標準體系表中與設計有關的標準主要有工程設計、設備以及通用及基礎三部分；而對于“核電廠安全分析報告的標準格式與內容”，除了第13章和第14章外，其他章節都與設計有關。5設計標準的建設n主要內容5.1核電設計核心標準5.2聚變設施急需的設計標準5.1核電設計核心標準 核電設計標準的核心標準是通用類與

14、基礎類標準 。 不論是系統標準，還是設備標準，或者是安全有關標準都要用到通用或基礎標準。 5.1核電設計核心標準通用及基礎類標準包括： （1）術語標準 （2）圖形符號和文字代號 （3）物項分級 （4）運行和工況分類 （5）材料標準 （6）制造標準 （7）設計規范 （8）安全分析報告的標準格式與內容。5.1核電設計核心標準n術語標準 編寫術語標準的目的是為了在相關核設施的設計文件、相互討論、國際國內技術交往、乃至貿易合同中使用統一的名詞術語，使各方有共同語言。 5.1核電設計核心標準n圖形符號和文字代號 編寫這項標準的目的與前述術語標準的目的相同，是為了從設計一開始對設施中的系統、設備、部件的代

15、號及圖形以及設計文件的編碼就有統一表述。 5.1核電設計核心標準n核設施物項分級 HAF102有對核電廠物項分級的要求，在HAD102/03中對安全功能和部件分級做了規定，但HAD102/03是通用性的，對具體核設施應做更詳細的規定。 GB/T17569-1998“壓水堆核電廠物項分級”規定了壓水堆核電廠物項安全等劃分的要求。提出了相應的抗震分類和質量保證分級。5.1核電設計核心標準n運行和工況分類 HAF102要求：設計基準必須規定核動力廠的必備能力，以適應在規定的輻射防護要求范圍內所確定的運行狀態和設計基準事故。 5.1核電設計核心標準運行和工況分類設計基準事故必須包括： 正常運行技術規格

16、正常運行技術規格 假設始發事件造成的核動力廠狀態 安全分級、 重要假設， 特定分析方法5.1核電設計核心標準nHAF102工況分類規定5.1核電設計核心標準 運行和工況分類標準 EJ/T312-1988“壓水堆核電廠運行機事故工況分類” 。該標準規定了壓水堆核電廠運行及事故工況的分類： 工況正常運行， 工況中等頻率事故， 工況稀有事件， 工況極限事故。5.1核電設計核心標準n材料標準 應為核設施使用的有特殊要求的材料制定材料標準。這類標準主要給出這些材料的化學成分、力學性能，特別要給出這些材料的耐輻照性能，給出制造工藝、檢驗要求和驗收準則。 5.1核電設計核心標準n制造標準 制造工藝方面，對加

17、工精度、形位公差、表面光潔度提出要求。 在焊接方面，對焊接材料、施焊人員、焊接工藝評定、產品見證件提出要求 在檢驗方面，對檢驗人員和設備、檢驗方法、缺陷判定標準、驗收準則提出要求。 5.1核電設計核心標準n設計規范 對于核設施設備和建構筑物的設計，要根據這些物項的規范等級使用相應的設計規范。 對于核電廠核島物項設計，目前在我國使用的有法國的RCC-M和美國的ASME B&PVC。 5.1核電設計核心標準n安全分析報告的標準格式與內容 對于不同核設施都應有安全分析報告的格式與內容的標準，以便與核安全監管部門有一個規范性的交流平臺。這項標準的制定難度相對要大一些，一般可根據美國NRC的RG

18、1.70加以增刪，逐步完善 5.2聚變設施急需的設計標準 聚變堆是一個科技前沿項目，因此為聚變堆建立標準也是一個嶄新的課題。不過根據其他核設施特別是核電廠建立標準的經驗，還是可以著手標準的建設。在此建議首先制定通用基礎類標準。5.2聚變設施急需的設計標準n（1）聚變堆術語標準 n（2）聚變堆工程用文字代號和圖形符號 n（3）聚變堆物項分級 n（4）聚變堆工況分類 n（5）設計規范n（6）材料標準n（7）檢測與控制系統標準n（8）設計準則類標準n（9）安全分析報告的標準格式與內容5.2聚變設施急需的設計標準n術語標準 術語的詞條應以聚變堆特有的為主，且目前應多列托卡馬克裝置的術語，如等離子體的獨

19、立參量、等離子體的非獨立參量、托卡馬克、第一壁、包層、自舉電流、偏濾器、環向場線圈、軸向場線圈，旁及其他聚變裝置如仿星器、反向場箍縮、磁鏡裝置等，同時輔以少量常用術語。 5.2聚變設施急需的設計標準n文字代號和圖形符號 這主要是為聚變堆工程所用。及早制定工程用文字代號和圖形符號有利于工程文件的統一，便于工程文件的管理，減少工程中的差錯。這種文字代號和圖形符號應與工程中的習慣用法相結合，使其具有推廣使用的價值。 5.2聚變設施急需的設計標準n物項分級 物項分級的目的是根據物項承擔的安全功能，對其設計、制造、檢驗、試驗及鑒定提出不同的要求，以保證設備能完成其預定的功能。 5.2聚變設施急需的設計標準n工況分類 我們知道，聚變堆不像裂變堆那樣對環境和裝置周圍的居民有大的風險。但是在使用氘-氚聚變產生能量的裝置時，如果有核泄漏時，就會對工作人員產生內照射，這就是說聚變堆在運行中可能存在著不同的運行狀態，因此對聚變堆進行工況分類是必要的。 5.2聚變設施急需的設計標準n設計規范 要為聚變堆安全重要設備的設計規定設計規范。目前，美國ASME已計劃在ASME第卷中增加第4冊“用于磁約束的聚變能裝置（Section-Di