EJ/T 972-2005 英文版 核電廠應急柴油發(fā)電機組的燃油系統(tǒng)設計準則

EJT 972-2005 英文版

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前言
? ?本標準代替EJ/T 972-1995《核電廠應急柴油發(fā)電機組的燃油系統(tǒng)設計準則》。本標準的編寫充分吸收了國內核電廠燃油系統(tǒng)設計、制造、試驗和維護的有關技術和經驗，同時參考了國外核電廠中應急柴油發(fā)電機組燃油系統(tǒng)設計的要求和有關的標準。
? ?本標準與EJ/T 972-1995相比，主要變化如下：
? ?a)本標準的適用范圍；
? ?b)引用的標準號作相應修改；
? ?c)增加貯油罐及日用油箱貯量計算中應考慮的因素；
? ?d)增加貯油罐應提供與永久或臨時安裝的燃油流通循環(huán)/過濾裝置連接的接口；
? ?e)增加貯油罐可采用雙壁結構以保證其完整性；
? ?f)增加燃油系統(tǒng)應提供對日用油箱和貯油罐進行采樣的措施；
? ?g)放寬對貯油罐及部分設備布置的要求。
? ?本標準的附錄A、附錄B和附錄C為資料性附錄。
? ?本標準由中國核工業(yè)集團公司提出。
? ?本標準由核工業(yè)標準化研究所歸口。
? ?本標準于1995年7月首次發(fā)布。
核電廠應急柴油發(fā)電機組
燃油系統(tǒng)設計準則
1 ?范圍
? ?本標準規(guī)定了核電廠應急柴油發(fā)電機組燃油系統(tǒng)及其部件的設計要求，包括系統(tǒng)的功能、特性、試驗和維護方法等。
? ?本標準適用于從燃油貯存罐到燃油系統(tǒng)與柴油機接口處(包括接口)之前的所有機械設備及其儀表和控制功能要求，但不包括直接安裝于柴油機機體上的設備。
? ?本標準不包括燃油系統(tǒng)運行所需的電動機、電動機控制中心、開關柜、電纜及其它電氣設備，但定義接口所需要的電氣設備則除外。
2 ?規(guī)范性引用文件
? ?下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包含勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。
? ?GB 252 ?輕柴油
? ?GB/T 380 ?石油產品硫含量測定法(燃燈法)
? ?GB/T 511 ?石油產品和添加劑機械雜質測定法(重量法)
? ?GB/T 12788 ?核電廠安全級電力系統(tǒng)準則
? ?GB/T 16702 ?壓水堆核電廠核島機械設備設計規(guī)范
? ?GB/T 17569 ?壓水堆核電廠物項分級
? ?GBJ 16 ?建筑設計防火規(guī)范
? ?EJ/T 570 ?壓水堆安全重要流體系統(tǒng)單一故障準則
? ?EJ/T 625 ?核電廠備用電源用柴油發(fā)電機組準則
? ?HAD 102/11 ?核電廠防火
? ?HAD 102/13 ?核電廠應急動力系統(tǒng)
3 ?術語和定義
? ?下列術語和定義適用于本標準。
3.1
? ?應急柴油發(fā)電機組 ?emergency diesel generator
? ?滿足HAD 102/13要求，根據EJ/T 625設計并按照GB 12788提供應急電源的柴油發(fā)電機組。
3.2
? ?注油管線 ?fill line
? ?由向貯油罐補充燃油而設置的管道、閥門和濾器所組成的管線。
3.3
? ?燃油系統(tǒng) ?fuel oil system
? ?包括泵、貯油罐、油箱、管道、閥門、注油管線和呼吸管線等，向核電廠應急柴油發(fā)電機組提供燃油的整套設備。這里的“系統(tǒng)”包括向核電廠中所有柴油發(fā)電機組供應燃油的設備。
3.4
? ?燃油子系統(tǒng) ?fuel oil subsystem
? ?向單一柴油發(fā)電機組提供燃油的燃油系統(tǒng)的一部分。
3.5
? ?柴油發(fā)電機組最小容量 ?minimum diesel generator capacity
? ?在核電廠設計基準事件下，為防止不可接受的后果，確保最少的關鍵設備運行所需的柴油發(fā)電機組最小電力輸出。
3.6
? ?保護區(qū) ?protected area
? ?由實體屏障圍住并控制進入的區(qū)域。
3.7
? ?日用油箱 ?day tank
? ?一個或多個直接向相對應的柴油機供應燃油的油箱。
3.8
? ?機帶油箱 ?integral tank
? ?由柴油機制造廠提供并安裝在柴油機上的燃油箱。(在確定6.5.1中所述的日用油箱的容量中可包括機帶油箱的容量。)
3.9
? ?貯油罐 ?supply tank
? ?獨立的向日用油箱或機帶油箱提供燃油的貯存器。
3.10
? ?要害區(qū) ?vital area
? ?包含核安全相關設備的區(qū)域。
4 ?系統(tǒng)功能
? ?燃油系統(tǒng)應能在設計基準事件下，向應急柴油發(fā)電機組提供充足的燃油，并符合EJ/T 570所規(guī)定的單一故障準則。
5 ?系統(tǒng)描述
? ?燃油系統(tǒng)由多個獨立的燃油子系統(tǒng)構成。每個子系統(tǒng)向一臺應急柴油發(fā)電機組提供燃油，它由貯油罐、油箱、泵、濾器、阻火器、閥門、管道、管道部件、儀表和控制裝置組成。燃油子系統(tǒng)開始于注油口，終止于與柴油機接口處，參見附錄A。
6 ?系統(tǒng)性能要求
6.1 ?概述
? ?燃油系統(tǒng)應設計成在設計基準事件期間或其后能保持完整性和功能。在滿足柴油發(fā)電機組整體可靠性要求的同時應著重考慮燃油系統(tǒng)的可靠性。
6.2 ?單堆核電廠
? ?單堆核電廠的燃油系統(tǒng)的設計應使單一故障不會造成柴油發(fā)電機組喪失最小的容量，現(xiàn)場的貯油量應使柴油機在設計基準事件下運行7d，或從外部油源補油而使柴油機運行不致中斷所要求的時間(取兩者較長的時間)。
? ?在此過程中應假設無可利用的外部交流電源。貯油量計算方法見6.4。
6.3 ?多堆核電廠
? ?多堆核電廠宜為每個堆設計完全獨立的燃油系統(tǒng)，每個堆的燃油系統(tǒng)都應滿足6.2的要求。如果燃油系統(tǒng)在堆間有共用部件，貯油量應根據以下幾點確定：
? ?a)假設一個堆發(fā)生設計基準事件時，能使核安全重要系統(tǒng)和部件運行；
? ?b)使所有堆安全停堆至冷停堆狀態(tài)并保持冷停堆所必需的設備運行；
? ?c)無可利用的廠外交流電源。
? ?對以上情況應考慮單一故障準則。應以上述幾點所確定的柴油發(fā)電機組的最小容量為基礎使現(xiàn)場的貯油量保證柴油機在設計基準事件下運行7d或從外部油源補油而使柴油機運行不致中斷所要求的時間(取兩者較長的時間)。
? ?貯油量的計算方法見6.4。
6.4 ?燃油貯量的計算
? ?燃油貯量應按柴油機在6.2或6.3所規(guī)定的時間內以額定功率持續(xù)運行進行保守的計算。計算應包括柴油機定期試驗所需的燃油消耗量。
? ?保守計算方法如下：
C＝(FR)(7d)(1440min/d)＋T ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)
? ?式中：
? ?C——保守計算的最小貯量，單位為升(L)或立方米(m3)；
? ?FR——假定柴油發(fā)電機組在最不利運行條件下，采用GB 252規(guī)定的符合最低質量(合格品)的燃油，并且以額定功率運行相對應的燃油消耗率，單位為升/分鐘(L/min)或立方米/分鐘(m3/min)；
? ?T——規(guī)定的現(xiàn)場試驗的油耗量，單位為升(L)或立方米(m3)。
? ?燃油貯量計算也可考慮柴油發(fā)電機組負載隨時間變化的替代方法。如采用此方法，參見附錄B計算。
? ?注：在6.2，6.3和6.4中列出的燃油貯量的要求是根據核電廠安全級電力系統(tǒng)的標準GB 12788而定的。
6.5 ?部件的性能要求
6.5.1 ?貯油罐和油箱
? ?每臺柴油發(fā)電機組應備有一個或多個日用油箱或機帶油箱。它的容量應保證在達到低液位報警點后滿足柴油機至少運行60min。該容量可取日用油箱和機帶油箱容量之和。容量應當等于柴油發(fā)電機組在最不利運行條件下，采用GB 252規(guī)定的符合最低質量(合格品)的燃油，并且以100％額定功率運行的燃油消耗量再加上至少10％的裕量。除可利用的燃油容量之外，日用油箱及貯油罐的設計中尚應考慮由于監(jiān)測儀表誤差，燃油進、出管管口及管道的位置以及揮發(fā)作用等因素而導致的不可利用的燃油容量。
? ?設計中應包括在低液位報警動作前由貯油罐自動向日用油箱或機帶油箱供油的手段。為避免輸送泵頻繁啟停，日用油箱或機帶油箱應有足夠的容量。日用油箱或機帶油箱與貯油罐之間應有溢油管線。日用油箱或機帶油箱的位置宜高于貯油罐，以便溢油從溢流管線靠重力流回貯油罐。所有油箱吸油口高于箱底。貯油罐注油不應造成柴油發(fā)電機組運行中斷，注油口的設計應避免貯油罐內沉渣泛起。
6.5.2 ?泵
? ?泵的布置應在任何設計工況，包括泵的超載下有足夠的凈正吸入壓頭。考慮柴油發(fā)電機組在100％額定功率下的耗油量或最惡劣工況下的耗油量(取二者中較大的容量)，并考慮部分濾器阻塞和泵的性能劣化，泵應有足夠的壓頭和容量向日用或機帶油箱輸送所要求的燃油。泵的容量選擇應防止頻繁啟停。燃油輸送泵應通過就地盤進行控制，該就地盤上安裝有“啟動－自動－停止”控制開關及指示燈。
6.5.3 ?粗濾器
? ?每臺柴油機應備有并聯(lián)配置的粗濾器，以便在柴油機運行中清洗阻塞的濾器，粗濾器的網孔應按泵制造廠的要求以防止泵內部損壞，或按柴油機制造廠的要求以防止柴油機燃油精濾器超載。
6.5.4 ?精濾器
? ?每個貯油罐的注油管線應設有精濾器，精濾器應有合適的孔隙尺寸，以防止凝固的燃油進入貯油罐。
7 ?設計要求
7.1 ?安全等級
? ?燃油系統(tǒng)的設備安全分級應符合GB/T 17569的規(guī)定。燃油系統(tǒng)的管道和部件應為安全三級；燃油系統(tǒng)中與安全功能有關的電氣、儀表和控制設備應為安全級(1E 級)。
7.2 ?設計條件
? ?燃油系統(tǒng)設計應滿足核安全法規(guī)的要求和完成連續(xù)運行的設計功能。
7.2.1 ?設計壓力和溫度
? ?系統(tǒng)的所有設備應選擇合適的設計壓力和溫度。這些參數應根據油箱和管道中油的靜壓以及關閥啟動時的最大壓頭等因素來考慮。同時，也應考慮在備用和運行狀態(tài)下的環(huán)境條件因素。
7.2.2 ?系統(tǒng)超壓保護
? ?燃油系統(tǒng)的設計應符合適用法規(guī)限值內的最大壓力和相應溫度。另外，采用并聯(lián)燃油輸送泵(一臺備用)的子系統(tǒng)應有泵吸入口的過壓保護，防止備用泵止回閥因泄漏和卡開引起的超壓。
7.2.3 ?材料
? ?受壓部件的材料應根據與設備安全等級相應的材料規(guī)范要求進行選擇。材料應和燃油相容或采用涂料(見7.2.5)，以防止產生腐蝕物導致柴油機在運行時損壞。
7.2.4 ?設備布置
7.2.4.1 ?燃油系統(tǒng)的布置應符合6.5的要求。日用油箱的布置應符合柴油機制造廠的要求。在燃油貯存罐和除應急電源外的輔助設備之間不應采用永久性的連接，如采用此方法，應進行分析以保證燃油系統(tǒng)可靠性不降低，技術規(guī)格書中的最小燃油貯量不減小。
7.2.4.2 ?燃油系統(tǒng)為核安全有關系統(tǒng)，除地下的貯油罐和燃油輸送管線外，應設置于要害區(qū)。地下貯油罐和燃油輸送管線，包括引至或引自地下貯油罐終端超出地面的部分(如呼吸口、注油管線)，可設置于電廠保護區(qū)并和要害區(qū)內的部件具有同樣的保護等級。
7.2.4.3 ?貯油罐可置于地面上或下。燃油系統(tǒng)包括油箱、相關的呼吸和注油管線應當能防范颶風、飛射物、洪水和其它嚴重災害。油箱布置應當有足夠的空間和檢修孔，以備檢查和維修油箱、儀表、閥門、管道和其它部件。
7.2.4.4 ?部件的布置和位置應能滿足燃油規(guī)格書的最低和最高燃油溫度要求。
7.2.4.5 ?應向燃油系統(tǒng)提供充足的照明、采暖和通風。如果貯油罐在地下，貯油罐呼吸口、油位計和注油管接頭，應能抵抗突發(fā)事件的影響，包括最高洪水水位。在設計基準事件后應能重新注滿油罐。另外，還應采取必要的輻射防護措施。地下和露天油罐也應滿足相應國家標準。
7.2.4.6 ?燃油系統(tǒng)設備的布置應適合進行在役檢查和試驗。
7.2.5 ?其它要求
7.2.5.1 ?每個貯油罐應在其注油管線上應有自己的關閉閥門。所有的貯油罐可有一套公共的注油管線。并可設置一套備用應急注油管線至貯油罐或日用油箱，以滿足7.2.4的要求。注油管線應有濾器，并包括一些設計特性和管理控制特性以防止事故污染或虹吸現(xiàn)象。
7.2.5.2 ?燃油系統(tǒng)運行所要求的支持性設施(如電源)應由燃油子系統(tǒng)同一通道的安全有關系統(tǒng)提供。
7.2.5.3 ?應采用加保護層或陰極保護的方法對內部和外部的腐蝕加以防護，或兩者同時采用。另外，外加電流型陰極保護也應采用，以防止燃油系統(tǒng)中易燃氣體和燃油著火。采用內部和外部的腐蝕裕度或者雙壁結構設計是滿足本章要求的恰當方法。若僅考慮腐蝕裕度，則該裕度應足以確保部件的完整性，滿足有關部件設計壽命的準則，并確保腐蝕產物不會對柴油機運行造成損害。貯油罐內部不宜采用鍍鋅防護層。內表用防護層應采用鑒定合格的工藝、涂料和應用方法。
7.2.5.4 ?每個油罐都應有呼吸口和阻火器。每個油罐應當能探測并排除積聚的水，每個油罐能指示實際的油位高度(用液位計或相似方法)。
7.2.5.5 ?當采樣試驗及試驗報告表明有必要清除析出的微粒等雜質時，應能夠對貯存的燃油進行定期的流通循環(huán)和過濾。該系統(tǒng)可采用永久連裝的設備，或預留合適的接口連接臨時安裝的便攜式過濾裝置。其中，至系統(tǒng)隔離邊界的永久連接應符合本條的設計要求。
7.2.5.6 ?柴油發(fā)電機組燃油系統(tǒng)的消防應按照HAD 102/11和GBJ 16的要求執(zhí)行。
7.3 ?接口
7.3.1 ?概述
? ?燃油系統(tǒng)應滿足與柴油發(fā)電機組接口的流量、貯量、壓力、溫度和燃油化學性質的要求。本標準不包括安裝在柴油機機體及由柴油發(fā)電機組制造廠提供的燃油系統(tǒng)部分。
7.3.2 ?電源
? ?向一個燃油系統(tǒng)供電的電源系統(tǒng)應與它們在柴油發(fā)電機組范圍內相接的電源系統(tǒng)要求一致。設計準則按照GB/T 12788的要求執(zhí)行。
7.3.3 ?儀表和控制
7.3.3.1 ?壓力指示包括：
? ?a)在燃油輸送泵的出口應設置壓力指示儀；
? ?b)每個并聯(lián)濾器應設置壓差指示和控制室報警。
7.3.3.2 ?液位儀表和控制：
? ?a)在日用油箱或機帶油箱上設置高、低油位報警；
? ?b)在機組控制室每個貯油罐應有液位指示；
? ?c)在日用油箱或機帶油箱上設置液位開關，并使它們分別在油箱油位“低”或“高”時自動控制燃油輸送泵的啟或停；
? ?d)貯油罐應設置高、低油位報警。
7.3.3.3 ?報警
? ?報警信號可以在主控室報警，也可與其它就地報警信號結合發(fā)出綜合的控制室故障報警信號。
7.3.3.4 ?安全有關功能的驅動
? ?那些提供信息或控制，以確保安全有關功能，手動或自動驅動的過程儀表或控制器應滿足7.1的要求。
? ?溫度和壓力指示(如溫度計和壓力表)可就地安裝。
7.3.4 ?通風
? ?為燃油系統(tǒng)部件服務的通風系統(tǒng)應滿足安全殼外通風系統(tǒng)要求。
7.3.5 ?結構
? ?燃油系統(tǒng)部件所在構筑物和外墻應滿足抗震I類要求。
7.4 ?試驗、檢查和維護要求
7.4.1 ?試驗要求
7.4.1.1 ?概述
? ?燃油系統(tǒng)的油箱和管道的清潔、沖洗和水壓試驗，應在貯油罐首次注油前完成。燃油系統(tǒng)應按照電廠技術規(guī)格書或試驗大綱要求的時間間隔定期進行試驗而不失去系統(tǒng)功能。
? ?燃油系統(tǒng)可與柴油發(fā)電機組一起進行試驗。試驗應按EJ/T 625要求進行，以驗證燃油系統(tǒng)可向柴油發(fā)電機組提供充足的燃油，并證明有關設備、儀表和控制器運行正常。
? ?永久或臨時的流量、液位和壓力測量裝置的呼吸、排液及其它必要接口應滿足試驗要求。試驗儀表應進行標定。
7.4.1.2 ?試驗規(guī)定
? ?燃油系統(tǒng)的設計應滿足本標準試驗要求以及有關標準中的役前和在役試驗的要求，該設計也應滿足電廠技術規(guī)格書及運行前和啟動試驗大綱的試驗要求。
? ?燃油子系統(tǒng)的設計應滿足燃油試樣進行定期分析的試驗要求。燃油子系統(tǒng)應具有對流動的燃油及油箱內貯存的燃油進行采樣的措施。分析方法參見附錄C。
7.4.1.3 ?泵性能
? ?泵性能試驗方法應滿足泵技術規(guī)格書的要求。
7.4.1.4 ?流量
? ?設計應提供測量或確定燃油輸送泵流量的措施(如測量貯油罐的燃油體積變化)。
7.4.1.5 ?水壓試驗
? ?役前水壓或氣壓(如考慮水污染)試驗應按GB/T 16702要求進行。設計應允許定期在役水壓或氣壓試驗。
7.4.2 ?檢查要求
? ?燃油系統(tǒng)的設計應滿足役前和在役檢查要求。
7.4.3 ?維修要求
? ?燃油系統(tǒng)的設計應設計成能在電廠技術規(guī)格書的范圍內進行維護，在燃油質量下降、威脅柴油發(fā)電機組運行前可進行處理和更換。燃油系統(tǒng)應設計成能在燃油質量下降或發(fā)生污染時進行清洗。
? ?在確定維修方法時應采用以下設計基準，確保燃油系統(tǒng)滿足設計功能要求：
? ?a)泵、閥、儀表和控制應按制造廠要求的周期和說明書進行定期檢查和維修；
? ?b)按制造廠建議書制訂拆卸、檢查、裝配和試驗的方法；
? ?c)部件更換后仍將保持系統(tǒng)功能；
? ?d)應有足夠的通風和排水，使需要維修的所有部件均可進行維修；
? ?e)應提供設備的維修通道，可完成計劃內的維修。
附錄A
(資料性附錄)
典型子系統(tǒng)描述
? ?一個典型子系統(tǒng)如圖A.1所示，每個應急柴油發(fā)電機組由一個單獨的子系統(tǒng)提供燃油。
? ?每一個子系統(tǒng)配有一個貯油罐、燃油輸送泵、日用油箱、濾器、管道、閥門、配件和儀表及控制設備。
? ?燃油輸送泵將燃油從貯油罐送到日用油箱，備用燃油輸送泵是否需要，取決于燃油子系統(tǒng)總體的可靠性，日用油箱通過柴油機燃油泵向柴油機供油。
? ?每個貯油罐應滿足6.2中貯油量要求。貯油罐安裝有直讀式的液位指示，有報警、呼吸口和阻火器，以及采樣、積水探測、排液的措施，并置于貯油間內。
? ?每個日用油箱的貯量滿足6.5.1要求。日用油箱設有過高或過低液位報警，油位指示、呼吸口和阻火器，并有采樣、積水探測、排液的能力，日用油箱至貯油罐有溢油管。
? ?燃油輸送泵通過就地盤進行控制，該就地盤上安裝有“啟動－自動－停止”控制開關及指示燈。在“低”檔開，在“滿”檔關閉。
? ?粗濾器設置于輸送管線和低壓燃油泵進口處，具有壓差指示和報警。
? ?提供采樣接口以采集流動的燃油試樣。
? ?每個貯油罐安裝有一個精濾器、獨立的注油管線及截止閥。一個帶截止閥的公共注油管線可與每條注油管線相接，向所有貯油罐供油。
? ?燃油系統(tǒng)提供有接口連接永久或臨時安裝的流通循環(huán)/過濾系統(tǒng)，以清除雜質。
附錄B
(資料性附錄)
燃油貯量計算替代方法
? ?6.2和6.3的燃油貯量要求是按柴油發(fā)電機組最小容量運行為基礎進行計算的，它包括了向安全重要系統(tǒng)的部件供電的容量。在核電廠工況中這是該容量計算的最小極限。該設計考慮了與柴油發(fā)電機組負載變化相對應的時間。這就是說，如果柴油發(fā)電機組的負載在事故中變化，則負載變化將包括在燃油貯量計算中。如果設計還考慮了運行人員向核電廠最低要求以外的設備運行供電，那么這部分增加的負載也包括在燃油貯量的計算規(guī)定的最小負載運行所需的燃油量。
? ?如采用本替代方法，則建議計算貯量加上10％的裕量。
? ?燃油貯量計算方法如下：

? ?式中：
? ?C′——最小貯量，單位為升(L)或立方米(m3)；
? ?F(LDi)——在時間間隔i內負載LD的燃油消耗率(假定在最不利運行條件下，采用GB 252規(guī)定的符合最低質量的燃油)，單位為升/分鐘(L/min)或立方米/分鐘(m3/min)；
? ?ti——第i個時間間隔，單位為分鐘(min)；
? ?T——規(guī)定的現(xiàn)場試驗的油耗量，單位為升(L)或立方米(m3)。
附錄C
(資料性附錄)
推薦燃油處理要求
? ?燃油實際貯量可每月測量記錄一次，或根據電廠技術規(guī)格書要求。
? ?至少每月一次從貯油罐中采集燃油樣品，并根據GB/T 511進行分析，以確保燃油中微粒含量小于10mg/L。如柴油機燃油濾器公稱孔隙尺寸滿足柴油機制造廠要求，可不進行抽檢。
? ?新燃油在注入貯油罐前按GB 252進行采樣和驗證，確保滿足下列要求：
? ?a)燃油比重按供貨商合格證要求的比重進行對比測試，或在0.81至0.86范圍內；
? ?b)如果比重未與供貨商證書相比較，則燃油在20℃時的運動粘度大于等于3(mm2/s)，小于等于8(mm2/s)；
? ?c)閃點大于或等于65℃；
? ?d)按GB 252測試時，燃油應清澈，明亮，并有合適的顏色。
? ?新燃油樣品的其它性能在一月內按GB 252進行驗證，以滿足GB 252的要求。硫分析按GB/T 380進行。
? ?冷凝水一般每月一次從貯油罐內排除。日用油箱或機帶油箱一般一月排除一次冷凝水，但每次柴油機運行超過1h 后也排除一次。