EJ/T 972-2005 英文版 核电厂应急柴油发电机组的燃油系统设计准则
EJ/T 972-2005 英文版 核电厂应急柴油发电机组的燃油系统设计准则
EJT 972-2005 英文版
前言
本标准代替EJ/T 972-1995《核电厂应急柴油发电机组的燃油系统设计准则》。本标准的编写充分吸收了国内核电厂燃油系统设计、制造、试验和维护的有关技术和经验，同时参考了国外核电厂中应急柴油发电机组燃油系统设计的要求和有关的标准。
本标准与EJ/T 972-1995相比，主要变化如下：
a)本标准的适用范围；
b)引用的标准号作相应修改；
c)增加贮油罐及日用油箱贮量计算中应考虑的因素；
d)增加贮油罐应提供与永久或临时安装的燃油流通循环/过滤装置连接的接口；
e)增加贮油罐可采用双壁结构以保证其完整性；
f)增加燃油系统应提供对日用油箱和贮油罐进行采样的措施；
g)放宽对贮油罐及部分设备布置的要求。
本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。
本标准由中国核工业集团公司提出。
本标准由核工业标准化研究所归口。
本标准于1995年7月首次发布。
核电厂应急柴油发电机组
燃油系统设计准则
1 范围
本标准规定了核电厂应急柴油发电机组燃油系统及其部件的设计要求，包括系统的功能、特性、试验和维护方法等。
本标准适用于从燃油贮存罐到燃油系统与柴油机接口处(包括接口)之前的所有机械设备及其仪表和控制功能要求，但不包括直接安装于柴油机机体上的设备。
本标准不包括燃油系统运行所需的电动机、电动机控制中心、开关柜、电缆及其它电气设备，但定义接口所需要的电气设备则除外。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 252 轻柴油
GB/T 380 石油产品硫含量测定法(燃灯法)
GB/T 511 石油产品和添加剂机械杂质测定法(重量法)
GB/T 12788 核电厂安全级电力系统准则
GB/T 16702 压水堆核电厂核岛机械设备设计规范
GB/T 17569 压水堆核电厂物项分级
GBJ 16 建筑设计防火规范
EJ/T 570 压水堆安全重要流体系统单一故障准则
EJ/T 625 核电厂备用电源用柴油发电机组准则
HAD 102/11 核电厂防火
HAD 102/13 核电厂应急动力系统
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
应急柴油发电机组 emergency diesel generator
满足HAD 102/13要求，根据EJ/T 625设计并按照GB 12788提供应急电源的柴油发电机组。
3.2
注油管线 fill line
由向贮油罐补充燃油而设置的管道、阀门和滤器所组成的管线。
3.3
燃油系统 fuel oil system
包括泵、贮油罐、油箱、管道、阀门、注油管线和呼吸管线等，向核电厂应急柴油发电机组提供燃油的整套设备。这里的“系统”包括向核电厂中所有柴油发电机组供应燃油的设备。
3.4
燃油子系统 fuel oil subsystem
向单一柴油发电机组提供燃油的燃油系统的一部分。
3.5
柴油发电机组最小容量 minimum diesel generator capacity
在核电厂设计基准事件下，为防止不可接受的后果，确保最少的关键设备运行所需的柴油发电机组最小电力输出。
3.6
保护区 protected area
由实体屏障围住并控制进入的区域。
3.7
日用油箱 day tank
一个或多个直接向相对应的柴油机供应燃油的油箱。
3.8
机带油箱 integral tank
由柴油机制造厂提供并安装在柴油机上的燃油箱。(在确定6.5.1中所述的日用油箱的容量中可包括机带油箱的容量。)
3.9
贮油罐 supply tank
独立的向日用油箱或机带油箱提供燃油的贮存器。
3.10
要害区 vital area
包含核安全相关设备的区域。
4 系统功能
燃油系统应能在设计基准事件下，向应急柴油发电机组提供充足的燃油，并符合EJ/T 570所规定的单一故障准则。
5 系统描述
燃油系统由多个独立的燃油子系统构成。每个子系统向一台应急柴油发电机组提供燃油，它由贮油罐、油箱、泵、滤器、阻火器、阀门、管道、管道部件、仪表和控制装置组成。燃油子系统开始于注油口，终止于与柴油机接口处，参见附录A。
6 系统性能要求
6.1 概述
燃油系统应设计成在设计基准事件期间或其后能保持完整性和功能。在满足柴油发电机组整体可靠性要求的同时应着重考虑燃油系统的可靠性。
6.2 单堆核电厂
单堆核电厂的燃油系统的设计应使单一故障不会造成柴油发电机组丧失最小的容量，现场的贮油量应使柴油机在设计基准事件下运行7d，或从外部油源补油而使柴油机运行不致中断所要求的时间(取两者较长的时间)。
在此过程中应假设无可利用的外部交流电源。贮油量计算方法见6.4。
6.3 多堆核电厂
多堆核电厂宜为每个堆设计完全独立的燃油系统，每个堆的燃油系统都应满足6.2的要求。如果燃油系统在堆间有共用部件，贮油量应根据以下几点确定：
a)假设一个堆发生设计基准事件时，能使核安全重要系统和部件运行；
b)使所有堆安全停堆至冷停堆状态并保持冷停堆所必需的设备运行；
c)无可利用的厂外交流电源。
对以上情况应考虑单一故障准则。应以上述几点所确定的柴油发电机组的最小容量为基础使现场的贮油量保证柴油机在设计基准事件下运行7d或从外部油源补油而使柴油机运行不致中断所要求的时间(取两者较长的时间)。
贮油量的计算方法见6.4。
6.4 燃油贮量的计算
燃油贮量应按柴油机在6.2或6.3所规定的时间内以额定功率持续运行进行保守的计算。计算应包括柴油机定期试验所需的燃油消耗量。
保守计算方法如下：
C＝(FR)(7d)(1440min/d)＋T (1)
式中：
C——保守计算的最小贮量，单位为升(L)或立方米(m3)；
FR——假定柴油发电机组在最不利运行条件下，采用GB 252规定的符合最低质量(合格品)的燃油，并且以额定功率运行相对应的燃油消耗率，单位为升/分钟(L/min)或立方米/分钟(m3/min)；
T——规定的现场试验的油耗量，单位为升(L)或立方米(m3)。
燃油贮量计算也可考虑柴油发电机组负载随时间变化的替代方法。如采用此方法，参见附录B计算。
注：在6.2，6.3和6.4中列出的燃油贮量的要求是根据核电厂安全级电力系统的标准GB 12788而定的。
6.5 部件的性能要求
6.5.1 贮油罐和油箱
每台柴油发电机组应备有一个或多个日用油箱或机带油箱。它的容量应保证在达到低液位报警点后满足柴油机至少运行60min。该容量可取日用油箱和机带油箱容量之和。容量应当等于柴油发电机组在最不利运行条件下，采用GB 252规定的符合最低质量(合格品)的燃油，并且以100％额定功率运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，日用油箱及贮油罐的设计中尚应考虑由于监测仪表误差，燃油进、出管管口及管道的位置以及挥发作用等因素而导致的不可利用的燃油容量。
设计中应包括在低液位报警动作前由贮油罐自动向日用油箱或机带油箱供油的手段。为避免输送泵频繁启停，日用油箱或机带油箱应有足够的容量。日用油箱或机带油箱与贮油罐之间应有溢油管线。日用油箱或机带油箱的位置宜高于贮油罐，以便溢油从溢流管线靠重力流回贮油罐。所有油箱吸油口高于箱底。贮油罐注油不应造成柴油发电机组运行中断，注油口的设计应避免贮油罐内沉渣泛起。
6.5.2 泵
泵的布置应在任何设计工况，包括泵的超载下有足够的净正吸入压头。考虑柴油发电机组在100％额定功率下的耗油量或最恶劣工况下的耗油量(取二者中较大的容量)，并考虑部分滤器阻塞和泵的性能劣化，泵应有足够的压头和容量向日用或机带油箱输送所要求的燃油。泵的容量选择应防止频繁启停。燃油输送泵应通过就地盘进行控制，该就地盘上安装有“启动－自动－停止”控制开关及指示灯。
6.5.3 粗滤器
每台柴油机应备有并联配置的粗滤器，以便在柴油机运行中清洗阻塞的滤器，粗滤器的网孔应按泵制造厂的要求以防止泵内部损坏，或按柴油机制造厂的要求以防止柴油机燃油精滤器超载。
6.5.4 精滤器
每个贮油罐的注油管线应设有精滤器，精滤器应有合适的孔隙尺寸，以防止凝固的燃油进入贮油罐。
7 设计要求
7.1 安全等级
燃油系统的设备安全分级应符合GB/T 17569的规定。燃油系统的管道和部件应为安全三级；燃油系统中与安全功能有关的电气、仪表和控制设备应为安全级(1E 级)。
7.2 设计条件
燃油系统设计应满足核安全法规的要求和完成连续运行的设计功能。
7.2.1 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。这些参数应根据油箱和管道中油的静压以及关阀启动时的最大压头等因素来考虑。同时，也应考虑在备用和运行状态下的环境条件因素。
7.2.2 系统超压保护
燃油系统的设计应符合适用法规限值内的最大压力和相应温度。另外，采用并联燃油输送泵(一台备用)的子系统应有泵吸入口的过压保护，防止备用泵止回阀因泄漏和卡开引起的超压。
7.2.3 材料
受压部件的材料应根据与设备安全等级相应的材料规范要求进行选择。材料应和燃油相容或采用涂料(见7.2.5)，以防止产生腐蚀物导致柴油机在运行时损坏。
7.2.4 设备布置
7.2.4.1 燃油系统的布置应符合6.5的要求。日用油箱的布置应符合柴油机制造厂的要求。在燃油贮存罐和除应急电源外的辅助设备之间不应采用永久性的连接，如采用此方法，应进行分析以保证燃油系统可靠性不降低，技术规格书中的最小燃油贮量不减小。
7.2.4.2 燃油系统为核安全有关系统，除地下的贮油罐和燃油输送管线外，应设置于要害区。地下贮油罐和燃油输送管线，包括引至或引自地下贮油罐终端超出地面的部分(如呼吸口、注油管线)，可设置于电厂保护区并和要害区内的部件具有同样的保护等级。
7.2.4.3 贮油罐可置于地面上或下。燃油系统包括油箱、相关的呼吸和注油管线应当能防范飓风、飞射物、洪水和其它严重灾害。油箱布置应当有足够的空间和检修孔，以备检查和维修油箱、仪表、阀门、管道和其它部件。
7.2.4.4 部件的布置和位置应能满足燃油规格书的最低和最高燃油温度要求。
7.2.4.5 应向燃油系统提供充足的照明、采暖和通风。如果贮油罐在地下，贮油罐呼吸口、油位计和注油管接头，应能抵抗突发事件的影响，包括最高洪水水位。在设计基准事件后应能重新注满油罐。另外，还应采取必要的辐射防护措施。地下和露天油罐也应满足相应国家标准。
7.2.4.6 燃油系统设备的布置应适合进行在役检查和试验。
7.2.5 其它要求
7.2.5.1 每个贮油罐应在其注油管线上应有自己的关闭阀门。所有的贮油罐可有一套公共的注油管线。并可设置一套备用应急注油管线至贮油罐或日用油箱，以满足7.2.4的要求。注油管线应有滤器，并包括一些设计特性和管理控制特性以防止事故污染或虹吸现象。
7.2.5.2 燃油系统运行所要求的支持性设施(如电源)应由燃油子系统同一通道的安全有关系统提供。
7.2.5.3 应采用加保护层或阴极保护的方法对内部和外部的腐蚀加以防护，或两者同时采用。另外，外加电流型阴极保护也应采用，以防止燃油系统中易燃气体和燃油着火。采用内部和外部的腐蚀裕度或者双壁结构设计是满足本章要求的恰当方法。若仅考虑腐蚀裕度，则该裕度应足以确保部件的完整性，满足有关部件设计寿命的准则，并确保腐蚀产物不会对柴油机运行造成损害。贮油罐内部不宜采用镀锌防护层。内表用防护层应采用鉴定合格的工艺、涂料和应用方法。
7.2.5.4 每个油罐都应有呼吸口和阻火器。每个油罐应当能探测并排除积聚的水，每个油罐能指示实际的油位高度(用液位计或相似方法)。
7.2.5.5 当采样试验及试验报告表明有必要清除析出的微粒等杂质时，应能够对贮存的燃油进行定期的流通循环和过滤。该系统可采用永久连装的设备，或预留合适的接口连接临时安装的便携式过滤装置。其中，至系统隔离边界的永久连接应符合本条的设计要求。
7.2.5.6 柴油发电机组燃油系统的消防应按照HAD 102/11和GBJ 16的要求执行。
7.3 接口
7.3.1 概述
燃油系统应满足与柴油发电机组接口的流量、贮量、压力、温度和燃油化学性质的要求。本标准不包括安装在柴油机机体及由柴油发电机组制造厂提供的燃油系统部分。
7.3.2 电源
向一个燃油系统供电的电源系统应与它们在柴油发电机组范围内相接的电源系统要求一致。设计准则按照GB/T 12788的要求执行。
7.3.3 仪表和控制
7.3.3.1 压力指示包括：
a)在燃油输送泵的出口应设置压力指示仪；
b)每个并联滤器应设置压差指示和控制室报警。
7.3.3.2 液位仪表和控制：
a)在日用油箱或机带油箱上设置高、低油位报警；
b)在机组控制室每个贮油罐应有液位指示；
c)在日用油箱或机带油箱上设置液位开关，并使它们分别在油箱油位“低”或“高”时自动控制燃油输送泵的启或停；
d)贮油罐应设置高、低油位报警。
7.3.3.3 报警
报警信号可以在主控室报警，也可与其它就地报警信号结合发出综合的控制室故障报警信号。
7.3.3.4 安全有关功能的驱动
那些提供信息或控制，以确保安全有关功能，手动或自动驱动的过程仪表或控制器应满足7.1的要求。
温度和压力指示(如温度计和压力表)可就地安装。
7.3.4 通风
为燃油系统部件服务的通风系统应满足安全壳外通风系统要求。
7.3.5 结构
燃油系统部件所在构筑物和外墙应满足抗震I类要求。
7.4 试验、检查和维护要求
7.4.1 试验要求
7.4.1.1 概述
燃油系统的油箱和管道的清洁、冲洗和水压试验，应在贮油罐首次注油前完成。燃油系统应按照电厂技术规格书或试验大纲要求的时间间隔定期进行试验而不失去系统功能。
燃油系统可与柴油发电机组一起进行试验。试验应按EJ/T 625要求进行，以验证燃油系统可向柴油发电机组提供充足的燃油，并证明有关设备、仪表和控制器运行正常。
永久或临时的流量、液位和压力测量装置的呼吸、排液及其它必要接口应满足试验要求。试验仪表应进行标定。
7.4.1.2 试验规定
燃油系统的设计应满足本标准试验要求以及有关标准中的役前和在役试验的要求，该设计也应满足电厂技术规格书及运行前和启动试验大纲的试验要求。
燃油子系统的设计应满足燃油试样进行定期分析的试验要求。燃油子系统应具有对流动的燃油及油箱内贮存的燃油进行采样的措施。分析方法参见附录C。
7.4.1.3 泵性能
泵性能试验方法应满足泵技术规格书的要求。
7.4.1.4 流量
设计应提供测量或确定燃油输送泵流量的措施(如测量贮油罐的燃油体积变化)。
7.4.1.5 水压试验
役前水压或气压(如考虑水污染)试验应按GB/T 16702要求进行。设计应允许定期在役水压或气压试验。
7.4.2 检查要求
燃油系统的设计应满足役前和在役检查要求。
7.4.3 维修要求
燃油系统的设计应设计成能在电厂技术规格书的范围内进行维护，在燃油质量下降、威胁柴油发电机组运行前可进行处理和更换。燃油系统应设计成能在燃油质量下降或发生污染时进行清洗。
在确定维修方法时应采用以下设计基准，确保燃油系统满足设计功能要求：
a)泵、阀、仪表和控制应按制造厂要求的周期和说明书进行定期检查和维修；
b)按制造厂建议书制订拆卸、检查、装配和试验的方法；
c)部件更换后仍将保持系统功能；
d)应有足够的通风和排水，使需要维修的所有部件均可进行维修；
e)应提供设备的维修通道，可完成计划内的维修。
附录A
(资料性附录)
典型子系统描述
一个典型子系统如图A.1所示，每个应急柴油发电机组由一个单独的子系统提供燃油。
每一个子系统配有一个贮油罐、燃油输送泵、日用油箱、滤器、管道、阀门、配件和仪表及控制设备。
燃油输送泵将燃油从贮油罐送到日用油箱，备用燃油输送泵是否需要，取决于燃油子系统总体的可靠性，日用油箱通过柴油机燃油泵向柴油机供油。
每个贮油罐应满足6.2中贮油量要求。贮油罐安装有直读式的液位指示，有报警、呼吸口和阻火器，以及采样、积水探测、排液的措施，并置于贮油间内。
每个日用油箱的贮量满足6.5.1要求。日用油箱设有过高或过低液位报警，油位指示、呼吸口和阻火器，并有采样、积水探测、排液的能力，日用油箱至贮油罐有溢油管。
燃油输送泵通过就地盘进行控制，该就地盘上安装有“启动－自动－停止”控制开关及指示灯。在“低”档开，在“满”档关闭。
粗滤器设置于输送管线和低压燃油泵进口处，具有压差指示和报警。
提供采样接口以采集流动的燃油试样。
每个贮油罐安装有一个精滤器、独立的注油管线及截止阀。一个带截止阀的公共注油管线可与每条注油管线相接，向所有贮油罐供油。
燃油系统提供有接口连接永久或临时安装的流通循环/过滤系统，以清除杂质。
附录B
(资料性附录)
燃油贮量计算替代方法
6.2和6.3的燃油贮量要求是按柴油发电机组最小容量运行为基础进行计算的，它包括了向安全重要系统的部件供电的容量。在核电厂工况中这是该容量计算的最小极限。该设计考虑了与柴油发电机组负载变化相对应的时间。这就是说，如果柴油发电机组的负载在事故中变化，则负载变化将包括在燃油贮量计算中。如果设计还考虑了运行人员向核电厂最低要求以外的设备运行供电，那么这部分增加的负载也包括在燃油贮量的计算规定的最小负载运行所需的燃油量。
如采用本替代方法，则建议计算贮量加上10％的裕量。
燃油贮量计算方法如下：
式中：
C′——最小贮量，单位为升(L)或立方米(m3)；
F(LDi)——在时间间隔i内负载LD的燃油消耗率(假定在最不利运行条件下，采用GB 252规定的符合最低质量的燃油)，单位为升/分钟(L/min)或立方米/分钟(m3/min)；
ti——第i个时间间隔，单位为分钟(min)；
T——规定的现场试验的油耗量，单位为升(L)或立方米(m3)。
附录C
(资料性附录)
推荐燃油处理要求
燃油实际贮量可每月测量记录一次，或根据电厂技术规格书要求。
至少每月一次从贮油罐中采集燃油样品，并根据GB/T 511进行分析，以确保燃油中微粒含量小于10mg/L。如柴油机燃油滤器公称孔隙尺寸满足柴油机制造厂要求，可不进行抽检。
新燃油在注入贮油罐前按GB 252进行采样和验证，确保满足下列要求：
a)燃油比重按供货商合格证要求的比重进行对比测试，或在0.81至0.86范围内；
b)如果比重未与供货商证书相比较，则燃油在20℃时的运动粘度大于等于3(mm2/s)，小于等于8(mm2/s)；
c)闪点大于或等于65℃；
d)按GB 252测试时，燃油应清澈，明亮，并有合适的颜色。
新燃油样品的其它性能在一月内按GB 252进行验证，以满足GB 252的要求。硫分析按GB/T 380进行。
冷凝水一般每月一次从贮油罐内排除。日用油箱或机带油箱一般一月排除一次冷凝水，但每次柴油机运行超过1h 后也排除一次。
