EJ T 1136-2001 轻水堆核电厂安全壳外供暖、通风、空调系统设计准则.pdf
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1、ICS 27. 120. 10 H 20 J 中华人民共和国核行业标准轻水堆核电厂安全壳外供暖、空调系统设计准则EJ/T 1136一2001通风、Design criteria f。rHVAC systems I。cated。utsidecontainment of LWR nuclear power plant 2001一11一15发布2002一02一01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1136-2001 目欠皿仆仆4HUM口置位对相的室止巾控主与源害有及以mmn 求准要计率设ZH匕匕W咀mhR口泄功级和H置和布求统要系构风结通级室B制阀控风主件求求置影和文要求要装川时时用总要备制阻
2、四引计定设控置范问性设特和和布规资围范统统统表体M川言范规系系系仪实ii录录前1234567附附EJ/T 1136-2001 目lj 本标准是参考美国国家标准ANSI/ANS59. 2-1985的要求编写的。除了将参考蓝本中的引用标准用我国相应标准作了替代和增加了一个附录外,在技术上本标准与参考蓝本相当。为了与GB/T1. 1 的编写格式要求相符又希望与蓝本中的章条号相对应,在编制时将蓝本中第2章“定义”删去,改为“规范性引用文件飞因为蓝本中定义的词条基本上是核安全法规导则中定义过的且为核工业界广泛了解的那些词条:根据我国的核安全规定,参考蓝本中的“安全相关”这一名词应为“安全级”。为了节省篇
3、幅减少重复,己将4.1内所述的11个系统的每个系统中凡属“无附加特定要求”的项目归为一条,如此,4.1.条号与蓝本中的条号可能不能一一对应:将蓝本中无实质性内容的部分删去。有个别名词己按我国核安全法规和导则中的称呼作了修改,例如蓝本中的“遥控停堆区”己改为“辅助控制点”蓝本规定其内容适合于轻水堆一次安全壳夕的供暖、通风、空调(HVAC)系统。本际准不覆盖轻水堆二次安全壳系统的放射性释放控制功能。在放射性废物排放方面,本标准所提供的准则遵循合理可行尽量低(ALARA)原则。本标准的附录A是规范性附录,附录B是资料性附录。本标准由全国核能标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准
4、起草单位:核工业标准化研究所。本标准主要起草人:李士棋。I I I EJ/T 1136一2001轻水堆核电厂安全壳外供暖、通风、空调系统设计准则1 范围本标准规定了轻水堆核电厂安全壳外影响核安全功能的供暖、通风、空调(HVAC)系挠的设计准则。本标准适用于轻水堆核电厂安全壳外影响核安全功能的HVAC系统的设计。2 规范性引用文件下列规范性文件中的条文通过本标准的引用而成为本标准的条文。下列注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单或修订版均不适用于本标准,但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性:下列不注日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 12727 核电厂安全系统物项质
5、量鉴定GB 13285 核电厂安全重要系统和部件的实体防护GB 13286 核电厂安全级电气设备和电路独立性准则GB 13625 核电厂安全系统电气设备抗震鉴定GB 13626 单一故障准则应用于核电厂安全级电气系统GB 13627. 1 核电厂事故监测仪表准则功能准则GB 13627.2 核电厂事故监测仪表准则仪表准则GBIT 13631 核电厂辅助控制点设计准则GB/T 17569 压水堆核电厂物项分级GB/T 17939 核级高效空气过滤器EJIT 312 压水准核电厂运行及事故工况分类EJ/T 335 轻水堆核电厂假想管道破裂事故防护设计准则盯IT343 压水堆核电厂与安全相关的冷却水
6、系统设计准则盯IT414 三十万千瓦压水堆核电厂正常排风系统空气净化装置设计规定EJ/T 415 三十万千瓦压水堆核电厂专设安全设施空气净化装置设计规定EJ/T 562 核安全相关的操纵员动作时间响应设计准则EJ/T 570 压水堆安全重要流体系统单一故障准则EJ/T 572 核电厂安全系统设备设计鉴定盯IT791 核空气净化系统的现场检验盯IT886 核级通风机设计通则EJ/T 1082 核电厂防火准则EJ/T 1135 核电广控制用气系统核安全准则TJ 36一79工业企业设计卫生标准HAF 0202 (1) 核电厂防火HAF 0205 (1) 与核电厂设计有关的外部人为事件HAF 0400
7、(91) 核电厂质量保证安全规定HAF 0405 核电厂调试和运行期间的质量保证EJ/T 1136-2001 3 系统设计总要求本标准提供安装在安全壳外的其运行可能影响核安全功能的那些HVAC系统的设计准则,确立它们的设计基准。本章提供本标准所论及的所有安全级HVAC系统的总的设计准则:在第4章内为每个HVAC系统提供供暖、通风、冷却、烟气和热量控制以及释放控制等方面的特定准则。3. 1 系统的安全分级HVAC系统可分为安全级系统及非安全级系统。安全级HVAC系统主要用于达到下列一项或几项目的:a) 为电厂工作人员执行所要求的核安全职能提供适当的空气环境:b) 为电厂设备执行所要求的核安全功能
8、提供适当的空气环境;c) 控制、限制或预防可能影响核安全功能的气载放射性污染物和有害化学物的释放和转移:d) 控制、限制和预防可能影响核安全功能的气载燃烧产物的释放和转移。非安全级HVAC系统的定义见4.2。在安全级系统内的某些部件,如果它们的失效不妨碍该系统满足其设计去全功能,则这些部件可以是非安全相关的。在非安全级系统内的某些部件,如果它们的失效能够妨碍安全级系统实现其设计基本功能,则可能要对这些部件提出附加要求,这属于GB/T17569中的非安全级中有特殊要求的那一类,代号为NC(S)。这一类系统将在4.2内讨论。3. 2 质量保证要求应按照HAF0400(91)及相应导则所制定的质量保
9、证大纲的相应要求设计、制造和安装所有安全级设备。为保证运行阶段的各种活动不会对公众健康和安全有过大风险所必要的各项质量保证要求应符合HAF0405.安全级系统与非安全级系统之间的接口应满足相应的安全级系统的要求。营运单位应将全部质量保证大纲划分给执行大纲的参与者,以确保在大纲的执行上既不出现脱节也不出现重复。3. 3 抗震准则所有安全级HVAC部件及它们的支承件都应是抗震I类。抗震I类设计要考虑SLl和SL2地震载HVAC系统内不要求连续发挥功能,但其失效将妨碍有关安全级系统执行设计基本功能的那些部分,应当设计和建造成在SL2地震载荷时不出现这种失效。抗震I类设计要求应扩展到安全级与非安全级接
10、口之外的第一个抗震限制器。抗震I类与非抗震I类构筑物、系统和部件的接口部件应按抗震I类要求设计。不必假设设计基准火灾与设计基准地震同时发生。安全级部件的抗震鉴定应当用适当的试验法、分析法或者两者组合的方法进行。有关lE级设备的抗震鉴定可以参见GB/T13625:安全级系统设备的设计鉴定可参见EJ/T572. 3.4环境准则3. 4. 1 厂址环境设计依据应当在查阅最近至少30年内区域气象测量数据的基础上来选择厂址气象条件和l热阱条件。如果所能得到的有代表性的数据明显地少于30年,那么应当查阅其他来源的数据,以确定主导气象条件。查阅到的其他数据应与地区已有数据作比较,并应相对于厂址条件作适当的调
11、整。2 选择气象条件和热阱条件可采用如下方法:a) 对每一控制参数或参数组合,应选择最恶劣的观测值。可以将一些单个条件进行组合,而不管这种组合在历史上是否出现过:EJ/T 1136-2001 b) 如果能够证明,短时期内超过非最恶劣设计基准条件的后果是可以接受的,那么可以采用非最恶劣气象条件。3. 4. 2 区域运行环境HVAC系统的设计应以己确定的或预计的最高或最低运行参数为基础,这些参数包括温度、压力、相对湿度、空气中夹带的水汽、辐照水平以及灰尘、化学品、气体或颗粒造成的污染水平。应根据在电厂预计寿期内可连续运行时间周期或系统部件的最长预计寿期来设计系统。用于火灾控制和烟气控制的HVAC系
12、统,应根据可接受的火灾危害性分析方法所分析的假设火灾所造成的预计环境条件进行设计。3. 4. 3 设备环境准则HVAC设备应根据包括事故工况在内的各种运行模式所产生的极端环境条件及其持续时间进行设计。应把最不利条件列入设各采购技术规格书:并应要求就这些条件及其持续时间作设备合格鉴定。应根据GB12727有关要求来鉴定IE级设备。3. 4. 4 恶劣的外部环境条件所有安全级HVAC系统设计应根据情况包括恶劣的外部环境条件,诸如龙卷风、雪、冰冻、洪水、有害化学物质释放和l风。在设计时,还应考虑各种事件的适当组合(参见HAF0206(1)。3. 5 单一故障准则HVAC系统的所有安全级部件和设备应遵
13、循EJ/T570所规定的单一故障准则。供电设备及控制、保护系统应遵循GB13626所规定的单一故障准则。不必假设盯AC系统的单一故障会与火灾同时发生。3. 6 冗余和分隔冗余安全级HVAC系统要进行实体分隔或保护,使得一个系统的损坏不会使第二个系统发生损坏,或者使得单个事件诸如火灾不会损坏两个系统。对系统的潜在危害及对危害的实体防护应遵循GB/T13285的要求。构成IE级系统或与1E级系统有关的线路和设备的独立性要求应符合GB13286。3. 7 手动操作准则安全级系统的操纵员手动启动!lx调节的指南,以及操纵员操作所必需的仪表、控制器、指示器、警报器等装置的功能性准则见盯IT562和GB/
14、T13627. 1。3.8 电源元余的HVACIE级系统应由包括厂区应急电源在内的独立的lE级电源供电,HVAClE级系统应满足GB13286有关要求。对于在假设火灾期间为了确保核安全要求对火势和烟气进行控制的非安全级HVAC系统应能与应急电源相连接。3.9 辅助控制点应给辅助控制点以及在需要用辅助控制点停堆时通向该控制点的通道提供适当的环境。有关要求参见GB13631。3. 10 烟气和热量控制准则HVAC系统的供方应当设计和供应满足盯IT1082-1998第8章的有关要求的烟气和热量控制的系统,提供满足本标准第5章要求的设备。应当由核电厂营运单位通过防火评价和分析提供下列信息:a) 灭火工
15、作的可达性:b) 为工作人员进入有安全级系统的区域保持持续的局部环境条件:c) 控制腐蚀性气体向安全级设备蔓延造成的破坏。3. 11 故障模式和后果分析3 EJ/T 1136一2001在故障模式和后果分析中应论证HVAC系统所有安全级部件和设备在经受任何单一故障后仍具备按预定方式执行其功能的能力。故障模式中应当考虑由误操作产生的故障。3. 12 保卫应按核电厂实体保卫准则设计肝AC系统。3. 12. 1 周边屏障和隔离带户外的HVAC设备和构筑物不得成为周边屏障的一部分。这些设备或构筑物不宜布置在隔离带内。它们的布置不宜成为保卫人员监视的视觉障碍。3. 12. 2要害区的保护成为电厂保卫系统和
16、所有通行控制屏障一部分的控制室、遥控站的外部HVAC进排风口,应当设计成可以防弹、抵御爆炸物和突破工具的穿入。在抗闯入者穿入的能力方面,它们不得低于屏障。3. 13 运行工况HVAC系统的设计应考虑电厂各种运行工况对该系统的要求。有关电厂工况分类见EJ/T312。3. 14 事故晌应和恢复3. 14. 1 机器和人的相互作用为了使电厂对事故有正确响应,要求考虑机器动作与人的行动的相互关系。HVAC的控制系统和显示器应当集中,应当容易识别以便操作人员采取行动。应当有适用的系统说明和运行规程,运行规程应列出了系统的所有运行模式,系统说明书应说明具有这样一些运行模式的总的理由(详见本标准第6章)。3
17、. 14.2 有关事故后恢复的系统设计在所有HVAC系统设计中宜考虑事故后恢复期间电厂的各种要求。如果能证明非安全级设备在事故后能及时投入运行,并能够经受住事故后的环境条件,则允许该设备在事故后投入运行。4 系统特定要求4. 1 安全级系统对安全级HVAC系统有下列特定要求。一一供暖安全级HVAC系统的供暖设施应设计成能维持必要的最低运行温度,包括去全级设备运行所要求的防冻,以保证安全级部件技术规格书中所述的最低环境温度,以及确保需要操作人员执行安全功能的那些区域的最低居留环境条件。一一冷却安全级HVAC系统的冷却设施应设计成可提供冷却,使被冷却区域的环境泪度不超过安全级设备技术规格书中所述的
18、最高值,以及确保必需由操作人员执行安全功能的那些区域的最低居留环境条件。一一通风安全级HVAC系统的通风设施应设计成可按安全级部件技术规格书中的需求提供风量,预防可能影响安全功能的可燃或有毒气氛的侵入。这些设施还应为实施电厂安全停堆需要有人居留的那些区域提供起码的居留环境,为完成核安全功能的场所提供压力控制所需风量和边界完整性。安全级设备和系统所在区域的新风入口应当远离其他防火区的排风口和排烟口,尽可能防止被燃烧产物污染的空气进入上述区域。4 一一烟气和热量控制参见HAF0202 (1)和EJ/T1082. 一一释放控制安全级旧AC系统应设计成保持环境总释放剂量在电厂设计准则的限值之内。可以使
19、用过滤器将剂量降低到此限值以F.一般来说有过滤器的HVAC系统不宜用于火灾产生的烟气和热量控制。如果火灾可能导致放射性EJ/T 1136-2001 超剂量限值释放,那么应当将相应的过滤系统设计成能承受火灾产生的烟和热,以降低火灾产生的剂量。其他有关的信息可参见EJ/T1082和HAF0202 (1)。4. 1. 1 放射性排风净化系统安全级放射性排风净化系统是备用系统,它由空气净化装置、风道、控制棒、营造和附属设备组成,其功能是在设计基准事故(DBA)之后降低或限制释放到周围环境中的放射性物质的数量。属于这一系统的例子是燃料厂房盯AC系统的有关部分。本系统不包括主要用于气体处理的冷凝器废气排放
20、系统,或者气体贮存、冷冻吸收或分离(或者溶剂吸收)等其他设施:也不应包括属于轻水堆安全壳系统的那些系统。4. 1. 1. 1 供暖在含有吸附器的放射性排风净化系统内需要安装加热器的场所,如果潜在着在设计基准事故之后其入口空气中的相对湿度大于70%,则这些加热器应按安全级设计。加热器的容量应能在所有应急运行模式下使相对湿度降到70%。对于风量可变的排风净化系统,如果通过加热器和吸附器的风量能够随压力或其他参数改变,那么应使加热器有足够的分档,且可控制,以防止进入的气流温度超出系统下游设备的技术规格限值。为了防止加热元件在低风量下发生热损坏,在选择电加热器时要考虑最小风量和流速。对于通常处于备用状
21、态的排风净化系统,若将空气净化装置装在无湿度控制的地方,那么设计宜保持吸附器处于干燥状态(相对湿度为70%或更低),这可以通过定期运行该装置来达到。4. 1. 1. 2 冷却为了对含有吸附器的放射性排风净化系统进行水汽控制,可以与加热元件同时提供盘管冷却器。在可能有高温高湿排出流的系统内宜使用这类冷却器。在这种情况下,它们应安装在控制湿度的加热元件的上游。在服务区。外环境温度低于入口空气最高露点的地方安装空气净化装置时,其放射性排风净化系统中可能需要设置盘管冷却器。因为,在这种状态下,系统内可能出现不可接受的冷凝。入口空气流内的盘管冷却器是降低入口气流露点的最有效的方法。凡有可能出现凝结水的地
22、方,也可能需要设置加热器或在服务区外排风净化系统所有外表面上安装保温层。还应该提供手段将盘管冷却器所收集的凝结水以及盘管冷却器上游管道内的凝结水排放到放射性废液系统去。对于吸附器而言,凡有明显放射性衰变热者,应将热量从吸附剂床排出,以限制其幅度使之低于腆解吸的温度。吸附器的最高温度不应超过150。为此,对于该装置的所有运行模式,应该确定最小循环风量,且应根据吸收床可能载有的最大放射性活度设计该风量。用于此目的风机直与排风净化系统主风机分开设置,当主风机电源或风机出现故障而丧失吸附器主风量时,不应降低该最小循环风量。全部小风量回路应该密闭,以防污染物溢出:该回路也不应旁路掉吸附器和高效空气过滤器
23、。风管设计应符合EJ/T415的有关要求。除了4.1. 1. 4所述防火情况外,喷雾或雨淋系统不能用于冷却活性炭床。安全级放射性排风净化系统的所有部件应能够在这些部件可能遭受到的所有环境条件下运行。为了确保不出现对安全级放射性排风净化系统能动部件运行有害的环境条件,可能需要设置安全级冷却系统。4. 1. 1. 3 通风用于潜在受污染建筑物、房间和区域的排风净化系统应有足够的容量去保持其服务区相对于邻近清洁区为负压区。但控制室和居留区应维持在正压状态。在设计排风净化系统时,应考虑下列因素:1)本标准中“服务区”是指使用阳AC有关系统的区域s EJ/T 1136一2001a) 渗入或(和)泄漏到服
24、务区:b) 服务区空气的热膨胀:c) 由服务区内各种系统产生的质量转移,诸如水、气化物和蒸汽泄漏:d) 预计的裂变产物。在放射性排风净化系统还须执行安全相关冷却功能(例如提供通风来控制某区域温度,以使安全级设备可以工作)的场所,直提供适合于该冷却功能的可靠的补风系统。这种补风系统应与排风净化系统在控制上进行联锁,以防止服务区出现超压,即使出现单一故障时也应能如此。4. 1. 1. 4 烟气和热量控制放射性排风净化系统不应用于烟气和热量的控制。在设计基准火灾能够导致不可接受的气载放射性物质水平的地方,包含上述放射性物质的防火区应能被隔离。如果不可能封闭火灾,且需要排风,那么可用过滤器来控制释放。
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