ICS 27.120 F 83 备案号：47840—2015 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 20321—2014 代替EJ/T642—1992 核电厂电伴热系统设计和安装 Design and installation of electric heat tracing system for nuclear power plants 2014-10-15发布 2014-03-01实施 国家能源局 发布 NB/T20321—2014 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替EJ/T642一1992《核电厂管道电热系统设计和安装》，与EJ/T642一1992相比，主要技 术变化如下： 修改了标准名称； 一修改了标准的适用范围（见第1章）； 修改了规范性引用文件“HAF0404”为“HAF003（1991）”（见第2章，1992版第2章）； 删除了术语“过程控制”及其定义（见1992版3.4）； 修改了术语“保温层”（见3.10，1992版3.8），修改了术语“（电伴热系统的）控制器”、 “关键管道伴热”、“电伴热系统”、“防冻保护”、“（电伴热系统的）热阱”及其定 义（见3.2、3.4、3.5、3.6、3.7，1992版3.6、3.2、3.3、3.1、3.7）； 增加了确定管道系统的伴热要求的必需信息（见4.2.2）； 增加了保温层材料选择和垂直管道伴热的要求（见4.2.6.4）； 修改了抗震要求（见4.2.9.2，1992版4.1.8.1）； 修改了耐辐照要求（见4.2.9.3，1992版4.1.8.2）； 增加了环境条件的内容（见4.2.9.4，1992版4.1.8.3）； 增加了加热器材料相容性要求和降压要求（见4.3.5）； 调整了“仪表和仪表管线”章条顺序（见4.2.5，1992版4.1.6）； “电子式温度控制器”中增加了集成控制装置的描述（见4.5.2,1992版4.4.2）； 修改“温度控制器的性能”的标题为“温度控制器的误差”，并修改其内容（见4.5.4,1992版 4.4.4); 电伴热回路故障报警中增加了“接地漏电流要求”（见4.6.2）； 增加了“试验要求”（见4.8）； 增加了保温层安装的要求（见5.3.6）； 增加了资料性附录“核电厂事故后取样系统的电伴热系统要求”（见附录B）。 本标准参考ANSI/IEEEStd622-1987《核电厂电伴热系统设计和安装》编制。 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：中国核电工程有限公司。 本标准主要起草人：马仪炜、谭悦、范遂、闫桂银、张瑞萍。 EJ/T642于1992年3月首次发布，本次为第一次修订。 II NB/T20321—2014 核电厂电伴热系统设计和安装 1范围 本标准规定了核电厂电伴热系统的设计、安装和维护准则 本标准适用于核电厂中硼酸、氢氧化钠和其他溶液的管道的电伴热系统，也适用于输水管道的防冻 系统。 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，仅所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 核电厂 2008 安全级电力系 GB/T12788- 准则 GB/T 13286 2008 核电 安全级电气设 和电路独立性准则 HAF003（1991) 核电厂 质量保证安全规定 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 基准数据 base line data 为评估反复出现的信息以便 更确定参数变化趋势而保存的信息。 3. 2 （电伴热系统的）控制器controller（ofelectricheattracingsystem） 将传感器测量信号与设定值比较后输出控制信号，从而控制工 艺管道系统温度的控制装置。 3. 3 关键防冻保护 critical freezeprotection 利用电伴热防止核电厂室外关键管道系统中的工艺介质温度降到冰点以下。例如厂用水系统的电伴 热应用。 3. 4 关键管道伴热criticalprocesscontrol 利用电伴热提高或保持关键管道系统中工艺介质的温度，例如安全注入系统的温度。 3. 5 电伴热系统 electricheattracingsystem 由加热器、控制器、传感器、专用电源设备（例如变压器、配电盘、电缆）和报警设备（若需要） 等部件和装置组成的系统，用于保持或提高管道系统中的介质温度。 3. 6 防冻保护 freeze protection 1 NB/T20321-2014 利用电伴热防止工艺介质温度降到流体的冰点以下，防冻保护通常是用于室外或无加热房间内的管 道、泵、阀门、罐、仪表等(例如水管线)设备的伴热。 3. 7 （电伴热系统的）热阱heatsink（ofelectricheattracingsystem） 热阱是管道系统中吸收热量造成热损耗的物项。电伴热系统中的热阱是指直接与机械管道、泵、阀 门、罐等设备接触的物项，它吸收加热器产生的热量，降低电伴热系统的加热效果，例如管道支架、阀 门执行机构等。 3. 8 管道伴热processcontrol 利用电伴热提高或保持管道系统中工艺介质的温度。 3. 9 （电伴热系统的）余redundant（ofelectricheattracing system），redundancy（of electricheat tracing system) 两个相互独立的伴热回路应用于同一个机械管道、阀门、容器等，每个伴热回路都有各自的加热器、 控制器及传感器，且每个伴热回路的电源和报警也是相互独立的。电伴热系统的两个穴余伴热回路， 个称为正常回路，另一个称为备用回路。 3.10 保温层thermalinsulation 一种热阻相当高的材料，主要用于阻滞热流通过。 4电伴热系统的设计 4.1总则 电伴热系统为管道系统进行伴热，保证管道系统里的工艺介质在核电厂正常运行或停堆期间可用。 使管道系统中的工艺介质温度保持在规定的运行范围内，管道系统包括机械管道、阀门、泵、过滤器、 罐以及仪表。一般需要伴热的管道系统都带有保温层；部分场合，需根据要求把管道系统中的工艺介质 加热到规定的运行温度范围。为设计满足要求的电伴热系统，应考虑到热能、物理、机械、电气和运行 的各种参数。在规定的环境条件和运行条件下，电伴热系统的机械性能和电气性能不应因连续运行或间 歇运行而受到影响。 电伴热系统一般不定为安全级系统，是因为在运行规定中，电伴热系统（即使是反应堆注入系统所 用的电伴热系统）在假设的失水事故（LOCA）期间和事故后都不执行任何应急功能，它只是在电厂正 常运行期间保障管道系统的正常运行。附录A进一步讨论和说明与电伴热系统有关的电厂正常工况和事 故工况。应用于事故后取样管线的电伴热系统的安全级划分是本标准的一个例外。详细要求参见附录B。 4.2设计需求 4.2.1确定要求 设计电伴热系统首先应确定与热能、物理、机械、电气和工艺系统有关的要求，例如危险性和腐蚀 性的环境要求。 4.2.2设计输入 为了确定管道系统的伴热要求，以下信息是必需的： a）预计的最低和最高环境温度； 2 NB/T20321—2014 b) 需要保持的温度； c) 运行最高温度与最低温度； d) 管道的数量、规格、长度和材料； e) 阀门的类型和数量； f) 管接头的类型和数量； g) 吊架与支架的类型和数量； h) 流程图及等轴图； i) 保温层的类型、厚度、尺寸及外护套（若需要）； j) 保温层热导率（K）因子 k) 升温要求； 控制类型； 风的因素（如果在室外使用）； m) 高温和低温报警值 n) 如果需要）； 规格和长度； o) 垂直管道的数量、 工艺介质类型、 p) 大及 小流量： 工艺介质的冰 温度、 点或结晶温度 q) 由于无法对管 音道的 发吊架利 张节完全进行 亍保温，因此应逐个 析确定这些不可避免的热所损耗 的热量。从电伴热系统的 的完整性 维修方便考虑， 应考虑对小型罐、 泵和其他表面不规则设备单独进行 保温、伴热和控制。 ，有保温的大型 罐可以采用表面式、浸入式或环形加热器。使用带有单独保温箱的设 备（例如装在保温箱内的泵）， 其运行时应有散热措施。需要伴热的管线还有仪表管线、排放管线和 取样管线。伴热管道 非伴热管道的接口处可能会产生大热阱，因 此应考虑管道接口处的伴热需求。 有些管道材料对于 温度比较敏感（塑料、塑料衬里 玻璃纤维）， 对于这些管道的伴热应进行特殊 的考虑，以保证加热器外壳的最高温度不会超过管道材料允许的最高温度。由于非金属材料的热导率比 钢材低得多，所 斤以伴热设计时应考虑热流穿过管道壁的热阻。 4.2.3伴热需求 4.2.3.1工艺介质的保温要求 某些工艺系统要求保持管道输送介质的温度，确保介质进入该系统后的温度与介质进入系统前保持 相一致，并且介质能够满足溶解度、粘滞度及最终应用的要求，诸如此类的工艺系统有： a) 硼回收； 安全注入； b) c) 化学和容积控制； d) 液态废物处理； 五硼酸钠； e) f) 硼酸输送； g) 固态废物处理； h) 废物管理； 氢氧化钠； i) j) 备用液体控制； k) 燃油； 1) 正常条件下气体分析。 3 NB/T20321—2014 为使工艺介质保持在规定温度范围内，电伴热所提供的热量应足以补偿保温层和热阱带来的热损 耗。 对于任何管道内介质不流动的情况，若有保持工艺介质温度的要求，则应在初期注入带有运行温度 的介质，或者也可用一段时间来对管