核级设备设计制造规范ASME介绍
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规范编制论文之一:ASME 锅炉与压力容器规范第III卷《核设施部件建造规则》的论述[美] L. J. Chockie*1. 前言美国机械工程师学会颁布并出版锅炉规范已一个多世纪了。
最初,该规范只包括“铆接蒸汽锅炉的制造和试验”一个方面的内容,作为安全使用蒸汽发动机的规则。
但现在已涉及许多受压部件,包括核电部件的制造和在役检查。
ASME规范分为若干卷,第I卷是焊接制造的直接火锅炉;第VIII卷是压力容器;第III卷是核设施部件的建造规则,其中第1册是有关核动力装置中金属部件的建造规则,第2册是混凝土反应堆容器和安全壳的建造规则。
第III卷的第一版于1963年发行,仅作为核反应堆压力容器的建造规则。
该卷的前身是蒸汽动力机车规则,当铁路机车经过从蒸汽机车到内燃机车的重大变革之后,锅炉规范委员会才将蒸汽机车规则并入规范的其它卷中,而将第III卷改为核容器的规则。
本章简要介绍ASME锅炉与压力容器规范第III卷的发展历史,比较详细地介绍建造核动力装置部件的基本设计原理和设计安全系数。
“核电厂部件在役检查规则”的基本要求是设计与建造部件时,应采用相同的安全系数,并且要求在部件的整个使用寿命期间保持安全系数不变。
2. 规范、标准、资格认可和确认众所周知,“规范”、“标准”、“资格认可”和“确认”等词,对不同的使用场合成或不同的使用人员具有不同的含义。
为便于理解这几个词在ASME锅炉与压力容器规范中的含义,对上述词作如下定义。
2.1 规范“规范”在锅炉规范中的定义是:“一组管理与技术方面(包括部件的各种材料、设计、制作、安装、检测和运行)的规程及标准的组合,由法定主管部门以法律形式正式采纳”。
换言之,规范仅是对某个专题进行系统地阐述或有关标准或条例的汇集,并具有法定的约束力。
特别要注意的是,ASME锅炉规范大多数都是具有法律性的强制规定。
2.2 标准“标准”是一项社会公用的技术要求或其它形式的文件,它是在综合科学、技术和经验的基础上,由各有关方面共同合作并取得一致意见后制定的。
asme标准中文版ASME标准中文版。
ASME(美国机械工程师协会)是世界上最大的工程专业组织之一,其制定的标准被广泛应用于机械工程、压力容器、核电站、航空航天等领域。
ASME标准中文版则是ASME标准的中文翻译版本,为中国的工程技术人员提供了便利。
ASME标准中文版的出现,使得中国的工程技术人员能够更加方便地了解和应用ASME标准,促进了中国与国际标准的对接。
ASME 标准中文版涵盖了机械工程、压力容器、核电站、航空航天等多个领域,为中国的工程技术人员提供了丰富的参考资料。
ASME标准中文版的内容丰富多样,涉及到了工程技术领域的各个方面,包括设计、制造、检验、安全等内容。
这些标准不仅仅是理论性的规范,更多的是实践性的指导,为工程技术人员在实际工作中提供了重要的参考依据。
ASME标准中文版的应用范围非常广泛,不仅涉及到了工程设计和制造领域,还涉及到了工程施工、设备运行和维护等多个方面。
无论是从事机械设计、压力容器制造、核电站建设,还是航空航天领域的工程技术人员,都可以从ASME标准中文版中找到适合自己工作需要的标准内容。
ASME标准中文版的推广和应用,对于提高中国工程技术人员的技术水平,促进中国工程技术领域的发展,具有重要的意义。
通过学习和应用ASME标准中文版,中国的工程技术人员可以更好地融入国际标准体系,与国际接轨,提高自身的竞争力和专业水平。
总的来说,ASME标准中文版的出现,为中国的工程技术人员提供了更多的学习和交流机会,促进了中国与国际标准的对接,对于中国工程技术领域的发展具有重要的推动作用。
希望广大工程技术人员能够充分利用ASME标准中文版,不断提升自身的技术水平,为中国工程技术领域的发展做出更大的贡献。
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ASME(美国机械工程师协会)是全球最具影响力的专业技术组织之一,其制定的标准被广泛应用于工程设计、制造和检验领域。
ASME标准中文版是ASME标准的中文翻译版本,为了方便中国工程技术人员的使用和理解,ASME标准中文版对ASME标准进行了精准的翻译和解释,使得ASME标准在中国市场得到了更广泛的应用。
ASME标准中文版涵盖了许多领域,包括压力容器、锅炉、管道、阀门、焊接、夹具、材料、涡轮机械、风力机械、核电设备等。
这些标准的制定和应用,对于确保工程设备的安全性、可靠性和可维护性具有重要意义,也为工程设计和制造提供了技术规范和指导。
ASME标准中文版的编制过程严格遵循ASME标准的原版,翻译人员具有丰富的工程技术背景和专业的翻译能力,确保翻译的准确性和规范性。
此外,ASME标准中文版还对ASME标准进行了解释和补充,使得标准内容更加贴近中国国情和工程实践,为中国工程技术人员提供了更便捷的参考和应用。
ASME标准中文版的发布对于中国工程技术人员具有重要意义。
首先,ASME标准中文版的出现填补了国内标准与国际标准之间的空白,使得中国工程技术人员能够更加方便地获取和应用国际先进的工程技术标准,提高了工程设计和制造的水平。
其次,ASME标准中文版的应用也为中国工程设备的出口提供了便利,使得中国制造的设备能够更好地走向国际市场。
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总的来说,ASME标准中文版的发布和应用对于促进中国工程技术的发展和国际交流具有积极的意义。
ASME标准中文版的准确翻译和解释,为中国工程技术人员提供了更便捷的参考和应用,推动了中国工程技术的国际化进程,也为中国工程设备的出口提供了更好的技术支持。
相信随着ASME标准中文版的不断完善和推广,将会为中国工程技术的发展和国际交流带来更多的机遇和挑战。
中广核工程公司质保人员培训教材课程5核级设备设计制造规范ASME介绍主讲:刘振岭中广核工程公司中广核苏州热工研究院2005年4月一. ASME核电标准规范体系1.国际主要核电规范标准体系●ASME(美国)●RCC—M(法国)●KTA(德国)●ГОСТ(俄国)国内核电项目工程的规范标准:2. ASME规范标准体系结构2.1 ASME规范体系结构ASME(Amer ican S oci ety o f Mechanic s Engineer)1914年锅炉规范1925 年压力容器规范1983 年……规范,共十一卷1998版第三卷增加了第三册,设计上许用应力有改变。
2002版第Ⅰ卷动力锅炉第Ⅱ卷材料技术条件A 篇—钢铁材料B 篇—有色金属材料C 篇—焊条、焊丝及填充金属第Ⅲ卷核动力装置设备NCA分卷:第一册第二册的总的要求第一册:—NB分卷—一级设备第一册:—NC分卷—二级设备第一册:—ND分卷—三级设备第一册:—NE分卷—MC级设备第一册:—NF分卷—设备支承结构第一册:—NG分卷—堆芯支承结构第一册:—附录第二册:—混凝土反应堆容器与安全壳规范CB —混凝土反应堆容器CC —混凝土安全壳第三册:—乏燃料运输容器核设备规范案例:●核动力装置设备:—N-47-21 高温使用的一级设备—N-201-1 高温使用的堆芯设备—N-253-2 高温使用的二三级设备—N-48-1 高温设备的制造与安装—N-49-3 高温设备的检验—N-50-1 高温设备的试验—N-51-2 高温设备的超压保护●混凝土反应堆容器和安全壳●核反应堆冷却剂系统的在役检查●材料的技术条件第Ⅳ卷采暖锅炉第Ⅴ卷无损检验第Ⅵ卷采暖锅炉维护和运行的推荐规程第Ⅶ卷动力锅炉维护的推荐规程第Ⅷ卷压力容器第Ⅸ卷焊接与钎焊评定第Ⅹ卷玻璃纤维增强塑料压力容器第Ⅺ卷核动力装置设备在役检查规程2.2 ASME第III卷核动力装置设备第Ⅲ卷是核动力装置设备设计制造的主要依据,本规范是以美国材料与试验学会(ASTM)的检验方法和验收标准,以美国国家标准(ANSI)为技术基础的,如理化检验的方法,设备的功能性标准,如对阀门的结构和功能要求就是ANSI 16.34、16.41,对管件制品按照ANSI 16.9进行试验等。
有些美国国家标准就是等效地采用的ASME标准。
第Ⅲ卷的规范案例是以液态钠为工艺介质的核电站设备设计制造的依据,规范案例是与第三卷的NB、NC等分卷结合使用的,规范案例主要解决了高温条件下设备的设计和制造问题。
第III卷的组成1.总纲第III卷包括第一册和第二册。
两册又分成若干分卷,第一册的分卷用大写字母"N"表示,第二册的分卷用大写字母"C"表示。
第一册和第二册共分成下列九个分卷。
NCA分卷第--册和第二册总的要求第一册NB分卷一级设备NC分卷二级设备ND分卷三级设备NE分卷MC级设备NF分卷设备支承结构NG分卷堆芯支承结构附录第二册混凝土反应堆容器和安全壳包括CB分卷混凝土反应堆容器,CC分卷混凝土安全壳,和第二册附录。
2.分卷分卷分成章、节、条,根据需要,还可分成款和项。
3.章章的编号用其分卷的字母再接上阿拉伯数字来表示,例如NB—1000或CB 一2000。
备份卷中叙述间一题目的章尽可能采用相间的数字编号,如下所示:章的数字编号题目1000 引言或范围2000 材料3000 设计4000 制造和安装5000 检验6000 试验7000 超压保护8000 铭牌、印记和报告然而,一个分卷内各章的编号以及每章内各节的编号等就可能是不连续的。
因为本卷的这套标题顺序包罗了分卷各章的需要,而其中有些标题对于个别的章是不需的,所以在其标题编号顺序中就留下了某些间断。
4.节节的编号用100的倍数来表示,例如NB一1100或CB一l200。
5.段段的编号用10的倍数来表示,例如NB一1130,段的标题下一般没有正文。
当如NB一1110下面有正文时,就考虑将此正文作为一"条"来处理。
6.条条的编号用1的倍数来表示,例如NB—2131或CB—2132。
7.款条中分出各款如属重要的区分时,则其款的编号是在条的数字后面加以小数点,其后再写l或1以上的几个倍数例如NB—1111.1或CB—1111.2。
当条中分出各款属于次要的区分时,则其款的表示方法可以是在条的数字后面加以圆括弧,其内填写小写字母,例如NB一llll(a)或C B—lll1(b)。
8.项用数字编号的款中所分出的项,用其数字后加上圆括弧内的小写字母来表示,例如NB一1111.1(a)或CB—1111,1(b)。
用字母编号的款中如必须再分项时,则在其款的编号后面再加以圆括弧,其中填写阿拉伯数字,例如NB一111(a)(l)或CB—1111(a)(2)。
9.参照第111卷内所用的参照,一般可归纳为以下四类:A、用第111卷的其他部分作参照,在引用第111卷的另一章、节或条作为参照时,则应包括该章、节或条的所有下属内容。
例如,"参照NB一3000"则包括NB一3000章内的所有内容;"参照ND一3230"包括从NB一3231直到NB一3236的所有各条的内容。
凡在文字中出现参照NX的某条、节或章的该句,即说明需参照第111卷的所有分卷(NB,NC,ND,NE,NF,NG)中的该条、节或章。
B、用其他各卷作参照,在第111卷内用作参照的其他各卷有:第11卷材料技术条件当对材料的要求或对材料检验与试验的要求需符合诸如SA一105,SA一370,或SB—160的技术条件时即需参照第11卷的材料技术条件。
这些参照均以字母"S"开头。
第V卷无损检验参照第V卷则以字母"T"开头,它表示涉及材料或焊接的无损检验。
第IX卷焊接和钎焊评定参照第IX卷以字母"Q"开头,涉及焊接和钎焊约有关要求。
第Xl卷核动力装置设备的在役检查当引用在役检查方面的参照时,应采用第XI卷的规则。
C、本规范各卷内未写明但需作参照的技术条件和标准(1)与本规范各卷有关的用来作为检查方法和验收标准的各种技术条件需由美国材料与试验学会(ASTM)出版。
在本规范第IlI卷出版时,上述的某些技术条件尚未包括在本规范的第II卷中。
由ASTM(l916 Race St.P hihd elph a P a 19103)规定并出版的上述技术条件需参照ASTM E71—64。
(2)有关产品(如阀门法兰和附件)的尺寸标准由美国国家标准学会(ANSI)审批,并由美国机械工程师学会(ASME)出版。
当产品需要符合如ANSIB16.5这种标准时,由ANSI审批该标准。
所用版本的颁布年份就是表NB—3132—1中的数字尾标,例如ANSI B16.5—1977。
由ASME出版并经ANSI批准的标准。
(3)有关产品(如阀门法兰和附件)的尺寸标准和其他标准也可由阀门和附件工业制造厂标准化协会WSSVH)出版并作为实施标准。
当一项产品由其规则要求需符合此类的某一实施标准,例如MSS S F一6时该参照的实施标准需由MSS VFI(1815North Ft,Me yerDhv e,Ading ton,Va=、22209)出版。
所用版本的颁布年份就是表NB一3132一l中的数字尾标,例如MSS SP一6一1963。
(4)焊接和钎焊材料的技术条件由美国焊接学会(AWS,250l Nor th west7ths t,Mhmi,Fla.33125)出版。
这类技术条件编入第II卷,并以词头“S F”这种AWS 的标记法来识别,例如SFA一 5.1。
(5)适用于贮罐和法兰的设计和建造的各种标准由美国石油学会(AP I)出版,并用如AP I一620和AP I一2000来表示。
当在第III卷中涉及到如此表示的文件时,便是AP I出版的标准。
D.参照附录在第III卷中使用了两种附录,称为规定性附录和非规定性附录。
(1)规定性附录包含了建造中必须遵循的各项要求,参照这类附录的内容用罗马数字后面紧接阿拉伯数字的形式表示,例如"参照表1一 1.2或11一1100"即表示其属规定性附录。
(2)非规定性附录提供了为第111卷所用的资料或导则,参照这类附录的内容大写字母后面紧接阿拉伯数字的形式表示,例如"参照D一1100"即表示英属非规定性附录。
2.3 ASME Ⅲ与RCC—M的对应关系ASME Ⅲ与RCC—M设计标准的对应关系(核一级设备)二. 核电站设备设计1. 设备设计基础1.1 设计内容包括:●设备(容器、贮罐、泵壳、阀体、管道等)的结构完整性设计;●承压边界厚度设计;●局部补强设计;●焊接结构设计;●法兰接管设计;●设备(泵、阀等能动部件)的功能性设计。
1.2 设备设计的边界范围:(ASME NB-1000、RCC —M B1000)设备设计任务书所规定的设备边界离开设备(容器、贮罐、泵、阀)不得小于下列范围:a.焊接连接件的第一道焊缝接头b.螺栓连接件的第一个法兰面c.螺纹连接件的第一个螺纹接头1.3 设备设计的理论基础强度理论:第一强度理论σ< [σ] (最大主应力)第二强度理论ε< [ε] (最大主应变)第三强度理论τ< [τ] (最大剪应力)第四强度理论σ0< [σ] (复合主应力)ASME、RCC—M的使用限制是基本强度理论的变形形式。
核一级设备(ASME NB、RCC—M B)适用第三强度理论,即最大剪应力准则。
核二、三级设备(ASME NC、ND,RCC—MC、D)适用第一强度理论,即最大主应力准则。
1.4设计方法:a.确定承压边界厚度b.功能设计c.补强结构设计d.焊接与加工结构设计e.工况和应力分析2. ASME规范中的核设备设计要求2.1总体要求(NCA)ASME规定了系统运行与试验工况,规定了设计、使用和试验载荷及其极限的确定。
ASME对有机械运动要求的部件的运行性能不予保证,即ASME主要保证部件完整性。
ASME- ⅢNCA卷设计、使用和试验极限定义如下:⑴.设计极限:设计载荷的极限值;⑵.使用极限:分4级a)A级使用极限:由设备或支承件在完成其规定的使用功能中所可能承受的载荷而规定所有A级使用载荷都必须适用的一组极限值。
b)B级使用极限:对所有B级使用载荷都必须适用的一组极限值。
设备或支承件必须受得住这些给定载荷而不发生需要修补的损坏。
c)C级使用极限:对所有C级使用载荷都必须适用的一组极限值,它允许在结构不连续区域中有较大的变形,它可能引起设备或支承件停机检查或修理,此极限用户应复核是否符合已确定的系统安全准则。