NB/T 20407-2017
基本信息
标准号： NB/T 20407-2017
中文名称：压水堆核电厂堆内构件设计制造规范
标准类别：能源标准(NB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
NB/T 20407-2017.Specification for design and fabrication of reactor vessel internals in pressurized water reactor nuclear power plants.
1范围
NB/T 20407规定了压水堆核电厂反应堆堆内构件(以下简称“堆内构件”)材料、设计、制造和试验等方面的基本要求。
NB/T 20407适用于压水堆核电厂反应堆堆内构件的设计和制造。
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。
GB/T223 (适用部分)钢铁及合金化学 分析方法
GB/T 4334-2008金 属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法(ISO 3651-1:1998 & ISO3651-2:1998, MOD)
GB/T 17569压水堆核电厂 物项分级
GB/T 19418-2003钢的弧焊 接头缺陷质量分级指南(ISO 5817:1992 , IDT)
NB/T 20001压水堆核电厂核岛机械设备制造规范
NB/T 20002 (所有部分)压水堆核电厂核岛机械设备烨接规范
NB/T 20003.2核电厂核岛机械设备无损检测第2部分:超声检测
NB/T 20003.3核电厂核岛机械设备无损检测第3部分:射线检测
NB/T 20003.4核电厂核岛机械设备无损检测第4部分:渗透检测
3术语和符号
3.1术语与定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1堆内构件reactor vessel internals
反应堆压力容器内除燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外的所有堆芯支承结构件(CS)和内部结构件(IS) 。
1范围
NB/T 20407规定了压水堆核电厂反应堆堆内构件(以下简称“堆内构件”)材料、设计、制造和试验等方面的基本要求。
NB/T 20407适用于压水堆核电厂反应堆堆内构件的设计和制造。
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。
GB/T223 (适用部分)钢铁及合金化学 分析方法
GB/T 4334-2008金 属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法(ISO 3651-1:1998 & ISO3651-2:1998, MOD)
GB/T 17569压水堆核电厂 物项分级
GB/T 19418-2003钢的弧焊 接头缺陷质量分级指南(ISO 5817:1992 , IDT)
NB/T 20001压水堆核电厂核岛机械设备制造规范
NB/T 20002 (所有部分)压水堆核电厂核岛机械设备烨接规范
NB/T 20003.2核电厂核岛机械设备无损检测第2部分:超声检测
NB/T 20003.3核电厂核岛机械设备无损检测第3部分:射线检测
NB/T 20003.4核电厂核岛机械设备无损检测第4部分:渗透检测
3术语和符号
3.1术语与定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1堆内构件reactor vessel internals
反应堆压力容器内除燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外的所有堆芯支承结构件(CS)和内部结构件(IS) 。
标准图片预览
标准内容
ICS27.120.20
备案号：57407—2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20407-2017
压水堆核电广堆内构件设计制造规范Specification for design and fabrication of reactor vessel internals in pressurizedwaterreactornuclearpowerplants2017-02-10发布
国家能源局
2017-07-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和符号
5材料
6设计与分析，
制造.·
8清洁、包装和贮存
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
材料设计应力强度值
反应堆结构水力模拟试验。
堆内构件流致振动模拟试验
NB/T204072017
NB/T20407-2017
本标准按照GB/T1.1—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：上海核工程研究设计院、中广核工程有限公司、中国核动力研究设计院、上海第一机床厂有限公司。
本标准主要起草人：林绍萱、张明、梁叶佳、龚宏伟、宁冬、丁宗华、李燕、冉小兵、任大峰、左波。
1范围
压水堆核电厂堆内构件设计制造规范NB/T20407--2017
本标准规定了压水堆核电厂反应堆堆内构件（以下简称“堆内构件”）材料、设计、制造和试验等方面的基本要求。
本标准适用于压水堆核电厂反应堆堆内构件的设计和制造。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。GB/T223（适用部分）钢铁及合金化学分析方法GB/T4334-2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法（ISO3651-1:1998&ISO3651-2:1998，MOD)
GB/T17569压水堆核电厂物项分级GB/T19418—2003钢的弧焊接头缺陷质量分级指南（ISO5817:1992，IDT）压水堆核电厂核岛机械设备制造规范NB/T20001
NB/T20002（所有部分）压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范NB/T20003.2
NB/T20003.3
NB/T20003.4
NB/T20003.7
NB/T20004
3术语和符号
3.1术语与定义
核电厂核岛机械设备无损检测第2部分：超声检测核电厂核岛机械设备无损检测第3部分：射线检测核电核岛机械设备无损检测第4部分：渗透检测核电厂核岛机械设备无损检测第7部分：目视检测核电厂核岛机械设备材料理化检验方法下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
堆内构件
reactorvessel internals
反应堆压力容器内除燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外的所有堆芯支承结构件（CS）和内部结构件（IS）。3.1.2
coresupportstructures
堆芯支承构件
反应堆压力容器内为构成堆芯的燃料组件提供支承或定位约束的结构件。1
NB/T20407-2017
内部结构件internalstructures反应堆压力容器内除了堆芯支承结构件、燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外的所有结构件。在堆芯支承结构件失效后，才起支承或约束作用的视为内部结构件。3.1.4
临时附件temporaryattachments临时附件是指与堆芯支承结构件相接触或相连接的，在运行前拆除的元件。注：如对中用的吊装栓紧件和拉杆等物项属于临时附件。3.2符号
材料的弹性模量，MPa：
峰值应力，MPa
了疲劳系数；
一焊接质量系数：
一次应力，MPa；
Pb——一次弯曲应力，MPa:
Pm——总体一次薄膜应力，MPa
9一—二次应力，MPa;
Op——二次弯曲应力，MPa；
二次薄膜应力，MPa：
抗拉强度，MPa
规定塑性延伸强度，MPa
-设计应力强度，MPa:
Sa—抗拉强度，MPa：
-届服强度，MPa；
疲劳累积因子：
01,02,03
4总则
三个方向上的主应力，MPa。
4.1设备管辖边界
4.1.1堆芯支承结构件和反应堆压力容器之间的边界堆芯支承结构件和反应堆压力容器之间的边界应是堆芯支承结构件表面。堆芯支承结构件与反应堆压力容器的第一道连接焊缝距反应堆压力容器承压区域小于等于2t（t是承压材料的名义厚度）时，应认为该焊缝是反应堆压力容器的一部分。在设计规范书没有特殊规定的情况下，对于超出堆芯支承结构件与反应堆压力容器连接的第一道之后的焊缝，或超出距离反应堆压力容器承压区域2t后的焊缝，应认为是堆芯支承结构件的一部分。用于连接堆芯支承结构件和反应堆压力容器的机械紧固件属于堆内构件的设计范围。图1详细定义了边界的界定。4.1.2堆芯支承结构件和内部结构件之间的边界2
堆芯支承结构件和内部结构件之间的边界应满足以下规定：a）内部结构件可支承、焊接或紧固于堆芯支承结构件上：b）堆芯支承结构件和内部结构件之间管辖的边界应是堆芯支承结构件的表面：NB/T204072017
c）对于铸件，当中的一个或多个部位可归类为堆芯支承结构件，而余下部位则归类为内部结构件。铸件部位的分类应在设计规范书或图纸上加以规定。4.1.3堆芯支承结构件和临时附件之间的边界堆芯支承结构件和临时附件之间管辖的边界应位于堆芯支承结构件的表面。?
说明：
属于反应堆压力容器的设计范围。反应堆压力容器的承压部位。
管辖界线(粗线条)。
A-A剖面
铸接或锻接附件或堆焊层属于反应堆压力容器的设计范围。离反应堆压力容器承压部位2以：可用2级部件的相关设计规范来替代反应堆压力容器的相关设计规范。离反应堆压力容器承压部位21或21以内，则第一道连接焊缝应属于反应堆压力容器的设计范围。离反应堆压力容器承压部位2以上或超过第一道连接焊缝，则附着物属于堆内构件的设计范围。附着物的连接属于堆内构件的设计范围。离设备承压区域2.t或2t以内，则附着物的相互作用应满足反应堆压力容器相关设计规范中相关条款的要求。管辖边界内的钻孔应属于反应堆压力容器的设计范围。图1堆内构件的管辖边界
NB/T20407-2017
4.2设备功能
堆内构件的主要功能包括：
a）为燃料组件及其相关组件提供支承、导向和定位；b）为控制棒组件提供保护和可靠的导向：c）引导冷却剂流过堆芯，并合理分配流量：d）将控制棒动态载荷、燃料组件载荷和其它载荷传递给反应堆压力容器：e）为反应堆压力容器内的堆芯测量系统提供支承和导向：f）在假想的失水事故下，引导冷却剂进入堆芯：g）为反应堆压力容器提供辐照屏蔽，减轻其受到的堆芯辐照损伤：h）为反应堆压力容器辐照监督管提供定位和支承：i）在发生假想吊篮结构件断裂时，提供二次支承和缓冲，并保证控制棒的插入。4.3设备分级
堆内构件的安全等级、抗震类别、质量保证等级等应按GB/T17569或合适规范进行分级。5材料
5.1基本要求
5.1.1堆内构件用材料应符合本章规定。当对材料有特殊要求时（如特殊冶炼方式、增加的力学性能试验、提高的无损检测要求等），设计单位应在相应设计文件中注明。5.1.2设计选材应综合考虑材料之间物理、化学和力学性能的相容性和匹配性。堆内构件主体材料应具有优良的焊接性和冷热加工性能，5.1.3应选用已经过运行验证的材料。已验证的材料是指那些与在役压水堆核电厂中至少使用数年的材料具有同样的名义成分、加工制造工艺和处于同样运行条件（如应力水平、水化学环境或温度）的材料。
生产反应堆堆内构件材科的厂家应通过供方许定，取得采购方认可。5.1.5与冷却剂接触的奥氏体不锈钢材料应保证在送行条件下的抗晶间腐蚀性能。5.1.6堆内构件材料应具有良好的耐辐照性能。5.1.7堆内构件制造厂应根据设计单位的技术文件要求，在考虑加工余量后向材料制造厂和坏件制造厂订购材料，同时应考思相应的取样要求5.1.8堆内构件制造厂应按设计单位的设计文件对订购材料进行源地见证或入厂复验，并提供见证报告或复验报告。确认合格的材料才可用于设备制造。5.1.9在制造、运输和储存期间，可能与堆内构件接触的非金属材料应满足设计要求中对于元素浓度的限值规定。如不能满足要求，则应对不锈钢或镍基合金表面进行清洗以满足设计要求。5.1.10应控制与冷却剂接触的设备材料的钻含量限值。5.1.11堆内构件材料应进行超声检测；由设计人员所规定的机加工表面还应进行液体渗透检测。5.2结构材料bzxz.net
5.2.1总则
5.2.1.1在整个设计寿期内，堆内构件材料应能经受一回路水化学环境的侵蚀和腐蚀。所使用材料的适用范围概括如下：
NB/I20407-2017
a）05Cr19Ni10、06Cr17Ni12Mo2、022Cr19Ni10N、026Cr19Ni10N和06Cr18Ni11Ti不锈钢适用于大部分部件：
b）高温下需要高强度性能的部件宜选用06Cr19Ni10不锈钢：c）022Cr19Ni10和022Cr17Ni12Mo2不锈钢仅适用于低强度部件，例如紧固件和定位销的防松装置：
d）堆内测量导向结构组件宜选用05Cr17Ni9Mn8Si4N、06Cr19Ni10、026Cr19Ni10N、06Cr17Ni12Mo2、06Cr15Ni25Ti2MoA/VB和022Cr19Ni10：e）NS3105金适用于与反应堆压力容器连接的部件，例如径向支承键左右镶块；f)弹簧材料宜选用GH4145合金或GH4169合金：g）压紧弹性环材料宜选用04Cr13Ni5Mo、1Cr13Mo、12Cr13NiMo马氏体不锈钢锻件；不允许使用焊接或焊接修补：
h）堆内构件主要结构的适用材料见表1。5.2.1.2不适用于堆内构件的材料如下：a）不允许使用NS3102合金：
b）禁止使用除铬以外的镉、铜、镍、银等其它镀层：c）禁止使用易受炉内敏化或焊接敏化而引起应力腐蚀开裂或缝隙腐蚀开裂的材料。表1堆内构件主要结构的适用材料零件名称
吊篮简体、堆芯上板
十字定位键、出口接管、人孔板上部支承板、上部支承板法兰、吊篮筒体法兰、堆芯支承下板
螺钉、螺母、销
堆内测量导向结构组件
防松装置
导流围板
压紧弹性环
5.2.2不锈钢板材
适用材料
05Cr19Ni10、06Cr19Ni10、026Cr19Ni10N和06Cr18Ni11Ti板材05Cr19Ni10、06Cr19Ni10、026Cr19Ni10N和06Cr18NI11Ti小锻件06Cr19Ni10、07Cr19Ni10、022Cr19Ni10N和06Cr18Ni11TI大锻件冷作06Cr17Ni12Mo2不锈钢棒、冷作06Cr17Ni12Mo2螺栓材料、高强度GH4169合金棒、GH4145合金梯材、022Cr17Ni12Mo2N05Cr17Ni9Mn8Si4N、026Cr19Ni10N.06Cr15Ni25Ti2MoAIVB.06Cr1/7Ni12Mo2、022Cr19Ni10、05Crl9Ni10
022Cr19N10、022Cr17Ni12Mo2棒材NS3105合金
04Cr13Ni5Mo、1Cr13Mo、12Cr13NiMoGH4169、GH4145丝材
不锈钢板材设计应力强度值按附录A中表A.1的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）05Cr19Ni10不锈钢板材碳含量控制在0.065%以内，06Cr19Ni10不锈钢板材碳含量控制在0.04%~0.08%：
b）05Cr19Ni10和06Cr19Ni10不锈钢板材应进行晶间腐蚀试验；在设备制造过程中，若经受敏化区间温度加热，试样应经敏化处理；并按适用的试验方法检验，应无晶间腐蚀倾向：c）026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti板材的晶间腐蚀试验，必须进行敏化处理，并按适用的试验方法检验，应无晶间腐蚀倾向；
d）对05Cr19Ni10、026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti不锈钢板材应采用细晶粒制造工艺，对06Cr19Ni10不锈钢板材应采用粗晶粒制造工艺。5
NB/T20407-2017
5.2.3不锈钢锻件
不锈钢锻件设计应力强度值按表A2和表A.3的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）05Cr19Ni10不锈钢锻件碳含量控制在0.065%以内，06Cr19Ni10不锈钢锻件碳含量控制在0.04%~0.08%：
05Cr19Ni10和06Cr19Ni10不锈钢锻件在设备制造过程中，若经受敏化区间温度加热，试样应6
经敏化处理：并按适用的试验方法检验，并应无因晶间腐蚀而产生的裂纹；022Cr19Ni10N、026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti不锈钢锻件的晶间腐蚀试验，必须进行敏化处理，并按适用的试验方法检验，应无因晶间腐蚀而产生的裂纹：d）对022Cr19Ni10N、05Cr19Ni10、026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti不锈钢锻件应采用细晶粒制！造工艺，对06Cr19Ni10不锈钢锻件应采用粗晶粒制造工艺。5.2.4压紧弹性环
压紧弹性环材料的力学性能按表A.4的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）压紧弹性环可采用04Cr13Ni5Mo、1Cr13Mo、12Cr13NiMo:b）压紧弹性环应在温度小于等于规定温度（最低使用温度）下进行冲击试验。5.2.5镍基合金板材
镍基合金板材设计应力强度值按附录A中表A.5的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）钻含量限制为0.05%，碳含量限制为0.03%：b）板材以固溶处理+特殊热处理状态交货。固溶处理后，板材应在705℃C～730℃下进行保温8h～12h（通常为10h）的特殊热处理。5.2.6镍基合金丝材
镍基合金丝材应满足相应材料标准和以下要求：a）合金丝材在冷拔达到订货尺寸前应进行固溶处理。冷加工状态的丝材绕制成弹簧后应进行时效处理：
b）/50合金丝（直径为0.64mm~12./0mm）周溶处理后冷拔的变形量应控制在15%左右。5.3紧固件材料
5.3.1总则
紧固件和定位销材料可使用不锈钢螺栓材料（例如冷作06Cr17Ni12Mo2/022Cr17Ni12Mo2不锈钢棒、冷作06Cr17Ni12Mo2螺栓材料、GH4169合金材料和高强GH4145合金材料）。紧固件材料不允许使用GH2132合金。5.3.2冷作硬化不锈钢棒材和螺栓材料冷作硬化不锈钢棒材和螺栓材料设计应力强度值按附录A中表A.6的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：
a）应对碳含量进行控制，使具备抗晶间腐蚀性能：b)冷作硬化不锈钢棒材和螺栓材料可采用热轧或热锻成形，并应在成形并固溶处理后进行冷变形，使其达到所要求的力学性能。
5.3.3高强度镍基合金棒材
NB/T204072017
高强度镍基合金棒材应满足相应材料标准，设计应力强度值按附录A中表A.7的规定。5.4焊接材料
5.4.1不锈钢焊丝ER308L和不锈钢焊条E308L5.4.1.1化学成分分析
化学成分分析试验方法应按照GB/T223（适用部分）或其它适用的钢铁化学分析国家标准，结果应满足表2的要求。
焊丝化学成分及焊条焊缝熔敷金属化学成分单位为百分比
ER308L
ER308L
19.5~22.0
18.0~21.0
5.4.1.2全焊缝金属拉伸试验
V, ,N,Ch, Ta
提供实测数据
提供实测数据
0.30~0.65
Co+(除有规定值以外的)其它元素总量≤0.50
试验在室温下进行，焊态和焊后热处理状态试样（若产品焊缝需要进行焊后热处理）数量各1个。按NB/T20004进行室温全焊缝金属拉伸试验，试样直径Φ12.5mm。室温拉伸试验结果应满足表3的要求。当母材有高温拉伸试验要求时，焊缝金属亦要求进行高温拉伸试验并应满足表3的要求或母材规定的最低要求。
表3全焊缝金属拉伸性能
试验温度
抗拉强度Rm
≥520
≥395
铁素体含量测定
规定塑性延伸强度Rp0.2
≥205
≥125
断后伸长率A
提供实测数据
断面收缩率Z
提供实测数据
提供实测数据
使用化学分析法和磁性法测定焊态焊缝金属的8铁素体含量，结果应满足5FN～15FN（目标12FN）。5.4.1.4晶间腐蚀试验
晶间腐蚀试验应按GB/T4334一2008“E\法，分别在焊态和焊后热处理状态（若产品焊缝需要进行焊后热处理）下进行。试样经675土5℃×1h的敏化处理。试样弯曲后按GB/T4334一2008中8.4评定。5.4.2表面加硬堆焊钴-镍合金焊材5.4.2.1总则
焊丝应选用Stellite6合金焊丝：粉末填充金属应满足5.4.2.2的要求，NB/T20407-2017
5.4.2.2粉末填充金属的要求
5.4.2.2.1按本要求采购的钻基加硬堆焊粉末用于自动过渡弧焊。除了等离子过渡弧焊外的其它应用应获得设计方认可。粉末应采用气体喷雾工艺制造。5.4.2.2.2应采用自动等离子过渡电弧工艺在304不锈钢试件上堆焊2层，试件的尺寸至少应为19mm（厚）×76mm×152mm。应记录焊接参数并作为正式报告的一部分。5.4.2.2.3在堆焊层冷却及目视检验后，堆焊层的表面应磨平并随机选取5个点测量硬度。所有读数应大于等于38HRC。
5.4.2.2.4硬度测试后，应将试件横向切开，对横截面进行抛光和侵蚀。在10倍放大倍率下对横截面进行宏观检验，肉眼检查母材和热影响区，应无未焊透或其它线性缺陷。试样数量至少3件。5.4.2.2.5熔敷金属化学成分应满足表4的要求。表4焊缝熔敷金属化学成分
单位为百分比
Stellite156或同类材料
5.4.2.2.6粉末的包装应为可重复密封以及防潮的金属容器，金属容器应能经受176℃的温。标签应标有粉末的产品名称、炉/批号和采购合同号。运输过程中应避免容器损坏，容器不应出现凹痕5.4.2.2.7至少进行4个粒度的筛分试验（包括一325和十80）。对于等离子过渡电弧工艺，粒度应满足一80/+325的要求（供应商制造时应力争80/+270），小于一325和大于+80的总量不允许超过5%。此外，大于+80的百分含量不允许超过1%。5.4.2.2.8质量证明文件包括：
a）在交货的同时应提交材料质量证明文件，至少应包括下列内容：硬度、化学成分分析、实际使用的焊接参数、粉末的炉/批号、粉末流速、粉末表观密度、金属粉末的名称或类型；b）订货合同规定的其它文件。
5.4.3镍基合金焊丝FRNiCrFo-1/7A和镍基合金焊条ENiCrFu75.4.3.1化学成分分析
焊丝的化学成分分析试验方法应按GB/T223（适用部分）或其它适用的钢铁化学分析国家标准，结果应满足表5、6的要求。
表5焊丝化学成分要求
单位为百分比
ERNiCrFe-7
ERNiCrFe-7A
28.0~31.5
28.0~31.5
提供实测
提供实测
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中华人民共和国能源行业标准
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国家能源局
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2规范性引用文件
3术语和符号
5材料
6设计与分析，
制造.·
8清洁、包装和贮存
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
材料设计应力强度值
反应堆结构水力模拟试验。
堆内构件流致振动模拟试验
NB/T204072017
NB/T20407-2017
本标准按照GB/T1.1—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：上海核工程研究设计院、中广核工程有限公司、中国核动力研究设计院、上海第一机床厂有限公司。
本标准主要起草人：林绍萱、张明、梁叶佳、龚宏伟、宁冬、丁宗华、李燕、冉小兵、任大峰、左波。
1范围
压水堆核电厂堆内构件设计制造规范NB/T20407--2017
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本标准适用于压水堆核电厂反应堆堆内构件的设计和制造。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。GB/T223（适用部分）钢铁及合金化学分析方法GB/T4334-2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法（ISO3651-1:1998&ISO3651-2:1998，MOD)
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NB/T20003.3
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3术语和符号
3.1术语与定义
核电厂核岛机械设备无损检测第2部分：超声检测核电厂核岛机械设备无损检测第3部分：射线检测核电核岛机械设备无损检测第4部分：渗透检测核电厂核岛机械设备无损检测第7部分：目视检测核电厂核岛机械设备材料理化检验方法下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
堆内构件
reactorvessel internals
反应堆压力容器内除燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外的所有堆芯支承结构件（CS）和内部结构件（IS）。3.1.2
coresupportstructures
堆芯支承构件
反应堆压力容器内为构成堆芯的燃料组件提供支承或定位约束的结构件。1
NB/T20407-2017
内部结构件internalstructures反应堆压力容器内除了堆芯支承结构件、燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外的所有结构件。在堆芯支承结构件失效后，才起支承或约束作用的视为内部结构件。3.1.4
临时附件temporaryattachments临时附件是指与堆芯支承结构件相接触或相连接的，在运行前拆除的元件。注：如对中用的吊装栓紧件和拉杆等物项属于临时附件。3.2符号
材料的弹性模量，MPa：
峰值应力，MPa
了疲劳系数；
一焊接质量系数：
一次应力，MPa；
Pb——一次弯曲应力，MPa:
Pm——总体一次薄膜应力，MPa
9一—二次应力，MPa;
Op——二次弯曲应力，MPa；
二次薄膜应力，MPa：
抗拉强度，MPa
规定塑性延伸强度，MPa
-设计应力强度，MPa:
Sa—抗拉强度，MPa：
-届服强度，MPa；
疲劳累积因子：
01,02,03
4总则
三个方向上的主应力，MPa。
4.1设备管辖边界
4.1.1堆芯支承结构件和反应堆压力容器之间的边界堆芯支承结构件和反应堆压力容器之间的边界应是堆芯支承结构件表面。堆芯支承结构件与反应堆压力容器的第一道连接焊缝距反应堆压力容器承压区域小于等于2t（t是承压材料的名义厚度）时，应认为该焊缝是反应堆压力容器的一部分。在设计规范书没有特殊规定的情况下，对于超出堆芯支承结构件与反应堆压力容器连接的第一道之后的焊缝，或超出距离反应堆压力容器承压区域2t后的焊缝，应认为是堆芯支承结构件的一部分。用于连接堆芯支承结构件和反应堆压力容器的机械紧固件属于堆内构件的设计范围。图1详细定义了边界的界定。4.1.2堆芯支承结构件和内部结构件之间的边界2
堆芯支承结构件和内部结构件之间的边界应满足以下规定：a）内部结构件可支承、焊接或紧固于堆芯支承结构件上：b）堆芯支承结构件和内部结构件之间管辖的边界应是堆芯支承结构件的表面：NB/T204072017
c）对于铸件，当中的一个或多个部位可归类为堆芯支承结构件，而余下部位则归类为内部结构件。铸件部位的分类应在设计规范书或图纸上加以规定。4.1.3堆芯支承结构件和临时附件之间的边界堆芯支承结构件和临时附件之间管辖的边界应位于堆芯支承结构件的表面。?
说明：
属于反应堆压力容器的设计范围。反应堆压力容器的承压部位。
管辖界线(粗线条)。
A-A剖面
铸接或锻接附件或堆焊层属于反应堆压力容器的设计范围。离反应堆压力容器承压部位2以：可用2级部件的相关设计规范来替代反应堆压力容器的相关设计规范。离反应堆压力容器承压部位21或21以内，则第一道连接焊缝应属于反应堆压力容器的设计范围。离反应堆压力容器承压部位2以上或超过第一道连接焊缝，则附着物属于堆内构件的设计范围。附着物的连接属于堆内构件的设计范围。离设备承压区域2.t或2t以内，则附着物的相互作用应满足反应堆压力容器相关设计规范中相关条款的要求。管辖边界内的钻孔应属于反应堆压力容器的设计范围。图1堆内构件的管辖边界
NB/T20407-2017
4.2设备功能
堆内构件的主要功能包括：
a）为燃料组件及其相关组件提供支承、导向和定位；b）为控制棒组件提供保护和可靠的导向：c）引导冷却剂流过堆芯，并合理分配流量：d）将控制棒动态载荷、燃料组件载荷和其它载荷传递给反应堆压力容器：e）为反应堆压力容器内的堆芯测量系统提供支承和导向：f）在假想的失水事故下，引导冷却剂进入堆芯：g）为反应堆压力容器提供辐照屏蔽，减轻其受到的堆芯辐照损伤：h）为反应堆压力容器辐照监督管提供定位和支承：i）在发生假想吊篮结构件断裂时，提供二次支承和缓冲，并保证控制棒的插入。4.3设备分级
堆内构件的安全等级、抗震类别、质量保证等级等应按GB/T17569或合适规范进行分级。5材料
5.1基本要求
5.1.1堆内构件用材料应符合本章规定。当对材料有特殊要求时（如特殊冶炼方式、增加的力学性能试验、提高的无损检测要求等），设计单位应在相应设计文件中注明。5.1.2设计选材应综合考虑材料之间物理、化学和力学性能的相容性和匹配性。堆内构件主体材料应具有优良的焊接性和冷热加工性能，5.1.3应选用已经过运行验证的材料。已验证的材料是指那些与在役压水堆核电厂中至少使用数年的材料具有同样的名义成分、加工制造工艺和处于同样运行条件（如应力水平、水化学环境或温度）的材料。
生产反应堆堆内构件材科的厂家应通过供方许定，取得采购方认可。5.1.5与冷却剂接触的奥氏体不锈钢材料应保证在送行条件下的抗晶间腐蚀性能。5.1.6堆内构件材料应具有良好的耐辐照性能。5.1.7堆内构件制造厂应根据设计单位的技术文件要求，在考虑加工余量后向材料制造厂和坏件制造厂订购材料，同时应考思相应的取样要求5.1.8堆内构件制造厂应按设计单位的设计文件对订购材料进行源地见证或入厂复验，并提供见证报告或复验报告。确认合格的材料才可用于设备制造。5.1.9在制造、运输和储存期间，可能与堆内构件接触的非金属材料应满足设计要求中对于元素浓度的限值规定。如不能满足要求，则应对不锈钢或镍基合金表面进行清洗以满足设计要求。5.1.10应控制与冷却剂接触的设备材料的钻含量限值。5.1.11堆内构件材料应进行超声检测；由设计人员所规定的机加工表面还应进行液体渗透检测。5.2结构材料bzxz.net
5.2.1总则
5.2.1.1在整个设计寿期内，堆内构件材料应能经受一回路水化学环境的侵蚀和腐蚀。所使用材料的适用范围概括如下：
NB/I20407-2017
a）05Cr19Ni10、06Cr17Ni12Mo2、022Cr19Ni10N、026Cr19Ni10N和06Cr18Ni11Ti不锈钢适用于大部分部件：
b）高温下需要高强度性能的部件宜选用06Cr19Ni10不锈钢：c）022Cr19Ni10和022Cr17Ni12Mo2不锈钢仅适用于低强度部件，例如紧固件和定位销的防松装置：
d）堆内测量导向结构组件宜选用05Cr17Ni9Mn8Si4N、06Cr19Ni10、026Cr19Ni10N、06Cr17Ni12Mo2、06Cr15Ni25Ti2MoA/VB和022Cr19Ni10：e）NS3105金适用于与反应堆压力容器连接的部件，例如径向支承键左右镶块；f)弹簧材料宜选用GH4145合金或GH4169合金：g）压紧弹性环材料宜选用04Cr13Ni5Mo、1Cr13Mo、12Cr13NiMo马氏体不锈钢锻件；不允许使用焊接或焊接修补：
h）堆内构件主要结构的适用材料见表1。5.2.1.2不适用于堆内构件的材料如下：a）不允许使用NS3102合金：
b）禁止使用除铬以外的镉、铜、镍、银等其它镀层：c）禁止使用易受炉内敏化或焊接敏化而引起应力腐蚀开裂或缝隙腐蚀开裂的材料。表1堆内构件主要结构的适用材料零件名称
吊篮简体、堆芯上板
十字定位键、出口接管、人孔板上部支承板、上部支承板法兰、吊篮筒体法兰、堆芯支承下板
螺钉、螺母、销
堆内测量导向结构组件
防松装置
导流围板
压紧弹性环
5.2.2不锈钢板材
适用材料
05Cr19Ni10、06Cr19Ni10、026Cr19Ni10N和06Cr18Ni11Ti板材05Cr19Ni10、06Cr19Ni10、026Cr19Ni10N和06Cr18NI11Ti小锻件06Cr19Ni10、07Cr19Ni10、022Cr19Ni10N和06Cr18Ni11TI大锻件冷作06Cr17Ni12Mo2不锈钢棒、冷作06Cr17Ni12Mo2螺栓材料、高强度GH4169合金棒、GH4145合金梯材、022Cr17Ni12Mo2N05Cr17Ni9Mn8Si4N、026Cr19Ni10N.06Cr15Ni25Ti2MoAIVB.06Cr1/7Ni12Mo2、022Cr19Ni10、05Crl9Ni10
022Cr19N10、022Cr17Ni12Mo2棒材NS3105合金
04Cr13Ni5Mo、1Cr13Mo、12Cr13NiMoGH4169、GH4145丝材
不锈钢板材设计应力强度值按附录A中表A.1的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）05Cr19Ni10不锈钢板材碳含量控制在0.065%以内，06Cr19Ni10不锈钢板材碳含量控制在0.04%~0.08%：
b）05Cr19Ni10和06Cr19Ni10不锈钢板材应进行晶间腐蚀试验；在设备制造过程中，若经受敏化区间温度加热，试样应经敏化处理；并按适用的试验方法检验，应无晶间腐蚀倾向：c）026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti板材的晶间腐蚀试验，必须进行敏化处理，并按适用的试验方法检验，应无晶间腐蚀倾向；
d）对05Cr19Ni10、026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti不锈钢板材应采用细晶粒制造工艺，对06Cr19Ni10不锈钢板材应采用粗晶粒制造工艺。5
NB/T20407-2017
5.2.3不锈钢锻件
不锈钢锻件设计应力强度值按表A2和表A.3的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）05Cr19Ni10不锈钢锻件碳含量控制在0.065%以内，06Cr19Ni10不锈钢锻件碳含量控制在0.04%~0.08%：
05Cr19Ni10和06Cr19Ni10不锈钢锻件在设备制造过程中，若经受敏化区间温度加热，试样应6
经敏化处理：并按适用的试验方法检验，并应无因晶间腐蚀而产生的裂纹；022Cr19Ni10N、026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti不锈钢锻件的晶间腐蚀试验，必须进行敏化处理，并按适用的试验方法检验，应无因晶间腐蚀而产生的裂纹：d）对022Cr19Ni10N、05Cr19Ni10、026Cr19Ni10N及06Cr18Ni11Ti不锈钢锻件应采用细晶粒制！造工艺，对06Cr19Ni10不锈钢锻件应采用粗晶粒制造工艺。5.2.4压紧弹性环
压紧弹性环材料的力学性能按表A.4的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）压紧弹性环可采用04Cr13Ni5Mo、1Cr13Mo、12Cr13NiMo:b）压紧弹性环应在温度小于等于规定温度（最低使用温度）下进行冲击试验。5.2.5镍基合金板材
镍基合金板材设计应力强度值按附录A中表A.5的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：a）钻含量限制为0.05%，碳含量限制为0.03%：b）板材以固溶处理+特殊热处理状态交货。固溶处理后，板材应在705℃C～730℃下进行保温8h～12h（通常为10h）的特殊热处理。5.2.6镍基合金丝材
镍基合金丝材应满足相应材料标准和以下要求：a）合金丝材在冷拔达到订货尺寸前应进行固溶处理。冷加工状态的丝材绕制成弹簧后应进行时效处理：
b）/50合金丝（直径为0.64mm~12./0mm）周溶处理后冷拔的变形量应控制在15%左右。5.3紧固件材料
5.3.1总则
紧固件和定位销材料可使用不锈钢螺栓材料（例如冷作06Cr17Ni12Mo2/022Cr17Ni12Mo2不锈钢棒、冷作06Cr17Ni12Mo2螺栓材料、GH4169合金材料和高强GH4145合金材料）。紧固件材料不允许使用GH2132合金。5.3.2冷作硬化不锈钢棒材和螺栓材料冷作硬化不锈钢棒材和螺栓材料设计应力强度值按附录A中表A.6的规定，且应满足相应材料标准和以下要求：
a）应对碳含量进行控制，使具备抗晶间腐蚀性能：b)冷作硬化不锈钢棒材和螺栓材料可采用热轧或热锻成形，并应在成形并固溶处理后进行冷变形，使其达到所要求的力学性能。
5.3.3高强度镍基合金棒材
NB/T204072017
高强度镍基合金棒材应满足相应材料标准，设计应力强度值按附录A中表A.7的规定。5.4焊接材料
5.4.1不锈钢焊丝ER308L和不锈钢焊条E308L5.4.1.1化学成分分析
化学成分分析试验方法应按照GB/T223（适用部分）或其它适用的钢铁化学分析国家标准，结果应满足表2的要求。
焊丝化学成分及焊条焊缝熔敷金属化学成分单位为百分比
ER308L
ER308L
19.5~22.0
18.0~21.0
5.4.1.2全焊缝金属拉伸试验
V, ,N,Ch, Ta
提供实测数据
提供实测数据
0.30~0.65
Co+(除有规定值以外的)其它元素总量≤0.50
试验在室温下进行，焊态和焊后热处理状态试样（若产品焊缝需要进行焊后热处理）数量各1个。按NB/T20004进行室温全焊缝金属拉伸试验，试样直径Φ12.5mm。室温拉伸试验结果应满足表3的要求。当母材有高温拉伸试验要求时，焊缝金属亦要求进行高温拉伸试验并应满足表3的要求或母材规定的最低要求。
表3全焊缝金属拉伸性能
试验温度
抗拉强度Rm
≥520
≥395
铁素体含量测定
规定塑性延伸强度Rp0.2
≥205
≥125
断后伸长率A
提供实测数据
断面收缩率Z
提供实测数据
提供实测数据
使用化学分析法和磁性法测定焊态焊缝金属的8铁素体含量，结果应满足5FN～15FN（目标12FN）。5.4.1.4晶间腐蚀试验
晶间腐蚀试验应按GB/T4334一2008“E\法，分别在焊态和焊后热处理状态（若产品焊缝需要进行焊后热处理）下进行。试样经675土5℃×1h的敏化处理。试样弯曲后按GB/T4334一2008中8.4评定。5.4.2表面加硬堆焊钴-镍合金焊材5.4.2.1总则
焊丝应选用Stellite6合金焊丝：粉末填充金属应满足5.4.2.2的要求，NB/T20407-2017
5.4.2.2粉末填充金属的要求
5.4.2.2.1按本要求采购的钻基加硬堆焊粉末用于自动过渡弧焊。除了等离子过渡弧焊外的其它应用应获得设计方认可。粉末应采用气体喷雾工艺制造。5.4.2.2.2应采用自动等离子过渡电弧工艺在304不锈钢试件上堆焊2层，试件的尺寸至少应为19mm（厚）×76mm×152mm。应记录焊接参数并作为正式报告的一部分。5.4.2.2.3在堆焊层冷却及目视检验后，堆焊层的表面应磨平并随机选取5个点测量硬度。所有读数应大于等于38HRC。
5.4.2.2.4硬度测试后，应将试件横向切开，对横截面进行抛光和侵蚀。在10倍放大倍率下对横截面进行宏观检验，肉眼检查母材和热影响区，应无未焊透或其它线性缺陷。试样数量至少3件。5.4.2.2.5熔敷金属化学成分应满足表4的要求。表4焊缝熔敷金属化学成分
单位为百分比
Stellite156或同类材料
5.4.2.2.6粉末的包装应为可重复密封以及防潮的金属容器，金属容器应能经受176℃的温。标签应标有粉末的产品名称、炉/批号和采购合同号。运输过程中应避免容器损坏，容器不应出现凹痕5.4.2.2.7至少进行4个粒度的筛分试验（包括一325和十80）。对于等离子过渡电弧工艺，粒度应满足一80/+325的要求（供应商制造时应力争80/+270），小于一325和大于+80的总量不允许超过5%。此外，大于+80的百分含量不允许超过1%。5.4.2.2.8质量证明文件包括：
a）在交货的同时应提交材料质量证明文件，至少应包括下列内容：硬度、化学成分分析、实际使用的焊接参数、粉末的炉/批号、粉末流速、粉末表观密度、金属粉末的名称或类型；b）订货合同规定的其它文件。
5.4.3镍基合金焊丝FRNiCrFo-1/7A和镍基合金焊条ENiCrFu75.4.3.1化学成分分析
焊丝的化学成分分析试验方法应按GB/T223（适用部分）或其它适用的钢铁化学分析国家标准，结果应满足表5、6的要求。
表5焊丝化学成分要求
单位为百分比
ERNiCrFe-7
ERNiCrFe-7A
28.0~31.5
28.0~31.5
提供实测
提供实测
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