ICS 27.120.20 F 83 备案号：59666—2017 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T20473—2017RK 核电厂应急柴油发电机压缩空气启动系统 设计准则 Design criteria for compressed air starup system of the emergency diesel generator of nuclear power plant 2017-07-01发布 2017-10-01实施 发布 国家能源局 认可 国家核安全局 NB/T20473—2017RK 目 次 前言 范围 1 规范性引用文件 3 术语和定义 系统功能， 4 系统分级. 5 6 工艺设计要求 7 设备设计要求 8 试验和验收要求 6 检查和维护要求 9 附录A（资料性附录） 典型系统描述 NB/T 20473-2017RK 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由能源行业核电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。 本标准起草单位：中广核工程有限公司、上海核工程研究设计院、中国核电工程有限公司。 本标准主要起草人：唐玉宝、刘亮、朱志伟、胡炜亮、梁慧茹、陈振洪。 本标准2016年8月30日，经国家核安全局审查认可。 II NB/T20473-2017RK 核电厂应急柴油发电机压缩空气启动系统设计准则 1范围 本标准规定了压水堆核电厂安全级应急柴油发电机组压缩空气启动系统及其部件的设计要求，包括 系统功能、分级、工艺设计和设备设计要求、试验和维护要求等。 本标准适用于从空气压缩机组到空气启动系统与柴油机接口处（含接口）之前的所有机械设备、电 气、仪表和控制设备，但不包含直接安装于柴油机本体上的机带设备。非安全相关的柴油发电机组压缩 空气启动系统设计可参考使用本标准。 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/T3853容积式压缩机验收试验 GB/T4830工业自动化仪表气源压力范围和质量 GB/T7777容积式压缩机机械振动测量与评价 GB/T12727核电厂安全系统电气设备质量鉴定 GB/T13285核电厂安全重要系统和部件的实体防护 GB/T13625核电厂安全系统电气设备抗震鉴定 GB/T16702压水堆核电厂核岛机械设备设计规范 GB/T17569压水堆核电厂物项分级 EJ/T625核电厂备用电源用柴油发电机组准则 JB/T10526一般用冷冻式压缩空气干燥器 JB/T10532一般用吸附式压缩空气干燥器 JB/T10683-2006中、高压往复活塞空气压缩机 HAD102/13核电厂应急动力系统 TSG21[ 固定式压力容器安全技术监察规程 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 压缩空气启动系统compressedairstartupsystem 向核电厂应急柴油发电机组供应启动和控制用压缩空气的系统。 3. 2 应急柴油发电机组emergencydieselgenerator NB/T20473—2017RK 向核岛提供安全级应急电源的柴油发电机组。 3. 3 启动空气罐startupcompressedairreceiver 贮存压缩空气的储气罐，用于供给推动柴油机启动的压缩空气。 3. 4 超速保护空气罐overspeedprotectioncompressedairreceiver 贮存压缩空气的储气罐，用于供给控制柴油机超速保护的压缩空气。 4系统功能 4.1基本功能 压缩空气启动系统的基本功能是在收到启动应急柴油发电机组信号后，向应急柴油发电机组提供充 足的具有一定压力的压缩空气，使应急柴油发电机组转动达到点火转速。压缩空气启动系统也可以为应 急柴油发电机组提供仪表控制气源。在由压缩空气进行超速控制的机型中，应急柴油发电机组超速运行 触发超速保护时，压缩空气系统提供超速保护气源用于应急柴油发电机组紧急停机。在柴油发电机组备 用状态下，空气压缩机组向启动空气罐充注具有一定压力的空气，并维持启动空气罐内的压力。 4.2系统组成 压缩空气启动系统主要包括：空气压缩机、空气干燥过滤器组、启动空气罐、超速保护空气罐（如 有）、控制电磁阀、启动电磁阀等设备及管道管件。 注：注：一般而言，主启动阀、启动空气分配器、气缸启动阀属于柴油机机带设备。 5系统分级 5.1机械设备分级 根据GB/T17569要求，空气压缩机组为非安全级设备，启动空气罐、超速保护空气罐为核安全三级 设备，参见附录A。 空气压缩机至启动空气罐入口止回阀间的管道及附件为非安全级，启动空气罐入口止回阀（包括止 回阀）至柴油机之间的管道及附件（除疏水阀后管道及附件外）为核安全三级设备。 5.2电气设备分级 除4.2中控制电磁阀和启动电磁阀及给上述电磁阀供电的电气相关设备为安全级电气设备外，压缩 空气系统的其它电气设备为非安全级。 5.3仪表控制设备分级 与柴油机应急运行有关的仪表、控制设备和回路均为安全级。 5.4抗震分类 2 NB/T204732017RK 压缩空气系统中属于安全级的设备、阀门、管道和支架均为抗震类，启动空气罐至柴油机之间的 仪表和控制设备（包括空气罐仪控设备）为抗震类。压缩空气系统其它设备与管道、仪表的布置需保 证在地震工况下不影响安全级设备、管道和仪表的功能。 6工艺设计要求 6.1系统设计要求 6.1.1一般要求 每台应急柴油发电机组至少应配置两列压缩空气启动子系统，单列压缩空气启动系统均可以可靠地 启动应急柴油发电机组。压缩空气启动系统设计，除应满足柴油发电机组连续启动的设计功能外，还应 符合HAD102/13的要求。 6.1.2设计压力和温度 系统的所有设备应选择合适的设计压力和温度。启动和超压保护回路设计压力的确定应基于柴油机 启动对压缩空气的允许压力范围、阀门和管件流阻损失等因素。设计温度应高于系统内介质最高工作温 度。同时，设计压力和设计温度也应考虑在运行和备用状态下的环境条件因素。 6.1.3容量 6.1.3.1每台空气压缩机的额定排量应满足用户现场环境条件下45min内将启动空气罐从低压报警压 力充至额定压力。 6.1.3.2每台启动空气罐储存的气量至少能够按要求连续独立启动柴油发电机组5次而不需要为气罐 充气。每次柴油发电机组启动所需耗气量取以下三种情况的最大者： a）启动一次时间大概为3s所需的空气量； b）2~3个内燃机循环所需的空气量； c）柴油机单次启动所需的空气量。 6.1.3.3每台超速保护空气罐（如有）储存的可用气量至少能够满足柴油机所需单次超速保护用气量。 6.1.4压缩空气品质 6.1.4.1启动空气罐储存的压缩空气品质应满足柴油发电机组的启动要求，兼作气动阀控制用气的， 供气中颗粒物、含油量指标需同时满足GB/T4830中要求。 6.1.4.2压缩空气启动系统额定工作压力下的露点，应比工作环境最低温度至少低5.5℃。 6.1.5材料 系统的材料应根据与设备安全等级相应的压力容器或核级设备要求进行选择。启动空气罐、超速保 护空气罐（如有）主体可选用碳钢或不锈钢材料，对于难以检修更换的设备，可优先选用不锈钢材料。 空气罐接口、供气管道及阀门应选用不锈钢材料或者铜合金，以防止产生腐蚀物导致柴油机在运行时发 生磨损。空气罐内表面用防护层应采用鉴定合格的工艺、涂料和应用方法。 6.1.6系统超压保护 启动空气罐、超速保护空气罐（如有）和调节阀后的管系应装设安全阀，安全阀的选择应符合 TSG21，安全级的安全阀还应符合GB/T16702要求。空气罐与供气母管之间应装设隔离阀。 3 NB/T204732017RK 6.1.7其他设计要求 6.1.7.1每套压缩空气启动系统的设计应从压力、容量、可靠性方面保证柴油发电机组在要求时间内 启动。设备选型应采用全自动无人值守型。 6.1.7.2活塞空气压缩机应采取冷却措施，确保启动空气罐前的空气温度在设计范围内。 6.1.7.3启动空气罐压力低于设定值下限时空气压缩机应自动启动并向启动空气罐补充空气，当启动 空气罐压力达到设定值上限时空气压缩机自动停止运行。 6.1.7.4启动空气罐、超速保护空气罐（如有）应设置就地压力表，且压力表的布置应便于运行人员 观测。 6.1.7.5空气压缩机、启动空气罐、超速保护空气罐（如有）最低点应设置排水管线，满足排除积水 的需求。 6.1.7.6启动空气罐、超速保护空气罐（如有）进气管道上应设置止回阀和隔离阀，以便于对气罐进 行检修，活塞空气压缩机出口需设置安全阀、启动空气罐下游可设计放空管。在压缩空气罐并联情况下， 应在每个气罐的进、排气管线上安装止回阀。 6.1.7.7启动空气罐宜设计成可为超速保护空气罐（如有）供气，以确保超速保护空气罐的功能。 6.1.7.8启动电磁阀应具备手动控制功能，启动空气罐出口阀门具备机械联锁功能，以利于运行人员 进行柴油发电机组试验。 6.1.7.9压缩空气启动系统安全三级部分应按照GB/T13285的要求进行实体防护。 6.2布置设计要求 6.2.1一般要求 6.2.1.1压缩空气启动系统中的空气罐及其下游阀门和管道等部件应与柴油发电机组布置在同一个厂 房内，对这些部件的防护应能使其抵御内部和外部灾害，例如地震、龙卷风、洪水、飞射物以及其它自 然灾害。 6.2.1.2压缩空气启动系统的设备布置应有足够的空间，以便对其进行在役检查、试验和维修。 6.2.1.3压缩空气启动系统的布置设计应采取措施防止振动损坏