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ICS 27.120.20
CCS F 69
中华人民共和国国家标准
GB/T 42143—2022
压水堆核电厂钢制安全壳设计建造规范
Specification for design and construction of steel containment vessel of pressurized water reactor nuclear power plant
2023-07-01实施 2022-12-30发布
国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 联合发布
1 范围
本文件规定了压水堆核电厂钢制安全壳的材料、设计、制造和安装、检测、试验和超压保护。本文件适用于压水堆核电厂钢制安全壳的设计建造，其他堆型核电厂同类安全壳可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 6803 铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法
GB/T 16702—2019 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
NB/T 20002.1 压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范 第1部分：通用要求
NB/T 20002.2 压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范 第2部分：焊接填充材料验收
NB/T 20002.3 压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范 第3部分：焊接工艺评定
NB/T 20002.6—2021 压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范 第6部分：产品焊接
NB/T 20003.7 核电厂核岛机械设备无损检测 第7部分：目视检测
NB/T 20003.8 核电厂核岛机械设备无损检测 第8部分：泄漏检测
NB/T 20005.31 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第31部分：安全壳用15Mn锻件
NB/T 20005.32 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第32部分：安全壳用15MnHR钢板
NB/T 20005.33 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第33部分：安全壳用15Mn钢管
NB/T 20005.38 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第38部分：安全壳机械贯穿件用15MnHR 焊接钢管
NB/T 20005.39 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第39部分：安全壳机械贯穿件用15Mn锻件
NB/T 20006.31 压水堆核电厂用合金钢 第31部分：安全壳用10MnNiMoHR 钢板
NB/T 20006.32 压水堆核电厂用合金钢 第32部分：安全壳机械贯穿件用15CrlMo 锻件
NB/T 20007.31 压水堆核电厂用不锈钢 第31部分：安全壳用022Cr19Ni10不锈钢锻件
NB/T 20007.32 压水堆核电厂用不锈钢 第32部分：安全壳用022Cr19Ni10不锈钢无缝钢管
NB/T 20007.35 压水堆核电厂用不锈钢 第35部分：安全壳机械贯穿件用06Cr18NillTi不锈钢板
NB/T20008.12—2010 压水堆核电厂用其他材料 第12部分：1、2、3级设备螺栓、螺母用锻、轧棒
NB/T 20009.35—2014 压水堆核电厂用焊接材料 第35部分：钢制安全壳用低合金钢焊条
NB/T 20009.36—2018 压水堆核电厂用焊接材料 第36部分：钢制安全壳用气体保护焊焊丝
NB/T 20018 压水堆核电厂安全壳密封性试验
NB/T 20328.2—2015 核电厂核岛机械设备无损检测另一规范 第2部分：超声检测
NB/T 20328，3—2015 核电厂核岛机械设备无损检测另一规范第3部分：射线检测
NB/T 20328.4—2015 核电厂核岛机械设备无损检测另一规范 第4部分：渗透检测
NB/T 20328.5—2015 核电厂核岛机械设备无损检测另一规范 第5部分：磁粉检测
NB/T 20431—2017 压水堆核电厂钢制安全壳结构整体性试验
3 术语、定义和符号
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1设计压力 design pressure
在设计技术规格书中规定的与设计限制相应的压力值。
3.1.2试验压力 test pressure
压力试验期间，容器顶部的压力。
3.1.3计算厚度 required thickness
按本文件相应公式计算得到的厚度。
3.1.4名义厚度 nominal thickness
设计厚度（计算厚度与腐蚀裕量之和）加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。
3.1.5设计温度 design temperature
在设计技术规格书中规定的与设计限制相应的容器金属温度值。
3.1.6金属最低使用温度 lowest service metal temperature
在核电厂运行期间，设备使用过程中金属可能遇到的最低温度。
3.1.7热成形 hot deformed
材料在温度高于其下相变温度减56℃的成形。
3.1.8应力强度 stress intensity
给定点上最大剪应力的两倍。
注：即在给定点上的代数最大主应力与代数最小主应力之差，组合应力的当量强度。
3.1.9总体结构不连续 gross structural discontinuity
影响承压构件沿整个壁厚上的应力或应变分布的一种几何形状或材料的不连续。
3.1.10局部结构不连续 local structural discontinuity
影响沿部分壁厚的应力或应变分布的一种几何形状或材料的不连续。
3.1.11薄膜应力 membrane stress
沿截面均匀分布的正应力分量。
3.1.12弯曲应力 bending stress
正应力沿截面壁厚变化的分量。
3.1.13一次应力 primary stress
由所施加荷载产生的正应力或剪应力。
3.1.14二次应力 secondary stress
由相邻材料的约束或由结构本身的约束而引起的正应力或剪应力。
3.1.15峰值应力 peak stress
由包括应力集中效应在内的局部不连续性或局部热应力而附加于一次应力及二次应力之和上的应力增量。
3.1.16荷载应力 load stress
不同于热应力，由某种荷载作用引起的应力。
3.1.17热应力 thermal stress
由温度不均匀分布或热膨胀系数不同而引起的一种自平衡应力。
3.1.18安定性 shakedown
结构经受所施加荷载的几次循环作用后，变形趋于稳定，且结构的反应是弹性的特性。注：既没有持续的塑性变形循环，也不包括蠕变效应。
3.1.19自由端位移 free end displacement
固定的附件与其所连接的管道可分开并允许移动，这两个构件之间发生的相对移动构成的位移。
3.1.20应力循环 stress cycle
交变应力差所制约的，从初始值经过一个代数最大值至一个代数最小值随后返回到初始值的一种情况。
前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅲ
1范围………………………………………………………………………………………………………1
2规范性引用文件…………………………………………………………………………………………1
3术语、定义和符号…………………………………………………………………………………………2
3.1术语和定义…………………………………………………………………………………………2
3.2符号…………………………………………………………………………………………………3
4总体原则和要求…………………………………………………………………………………………4
4.1通则…………………………………………………………………………………………………4
4.2本文件管辖边界……………………………………………………………………………………5
5材料………………………………………………………………………………………………………10
5.1通则…………………………………………………………………………………………………10
5.2材料的总要求………………………………………………………………………………………12
5.3铁素体钢材的试件和试样…………………………………………………………………………13
5.4材料的断裂韧性要求………………………………………………………………………………16
5.5焊接材料……………………………………………………………………………………………21
5.6承压材料的检测和修补……………………………………………………………………………21
6设计………………………………………………………………………………………………………25
6.1设计原则……………………………………………………………………………………………25
6.2公式法设计…………………………………………………………………………………………27
6.3分析法设计…………………………………………………………………………………………33
6.4开孔和开孔补强……………………………………………………………………………………43
6.5焊接连接设计………………………………………………………………………………………47
6.6螺栓的应力限制……………………………………………………………………………………52
6.7特殊要求……………………………………………………………………………………………53
6.8电气和机械贯穿件…………………………………………………………………………………53
7制造和安装………………………………………………………………………………………………53
7.1通则…………………………………………………………………………………………………53
7.2成形、装配和对中…………………………………………………………………………………54
7.3焊接及评定…………………………………………………………………………………………69
7.4机械接头和贯穿组件………………………………………………………………………………69
8检测………………………………………………………………………………………………………71
9试验………………………………………………………………………………………………………71
9.1通则…………………………………………………………………………………………………71
9.2结构完整性试验……………………………………………………………………………………72
9.3密封性试验…………………………………………………………………………………………72
10超压保护………………………………………………………………………………………………72
10.1通则………………………………………………………………………………………………72
10.2外压保护…………………………………………………………………………………………73
附录A(规范性)材料性能………………………………………………………………………………74
附录B(资料性)根据Txpr确定钢制安全壳部件金属最低容许使用温度…………………………80
附录C(规范性)外压计算用图表………………………………………………………………………81
附录D(规范性)设计疲劳曲线…………………………………………………………………………91
参考文献……………………………………………………………………………………………………96
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