Atomelektrostaciju kabeļus galvenokārt izmanto kodolreaktoru ēkās, kodolpalīgceltnēs un tvaika turbīnu ēkās. Parasti kabeļu ieklāšanai izmanto cauruļvadus vai kabeļu kanālus, kuriem ir nepieciešams drošs kalpošanas laiks, termiskā stabilitāte, mitruma izturība, ķīmiskā stabilitāte un izturība pret radiāciju.
Lai nodrošinātu sistēmas konstrukcijas augstu uzticamību un izvairītos no nopietnām ekonomiskajām sekām, ko izraisa iekārtu bojājumi, parasti tiek izmantotas atkārtotas daudzkanālu neatkarīgas līnijas sistēmas un ierīces. Parasti strāvas kabeļiem tiek izmantoti divi neatkarīgu līniju sistēmu komplekti, bet vadības kabeļiem - trīs neatkarīgu līniju sistēmu komplekti.
Parasti atomelektrostaciju kabeļu veidi ir: 6 / 10kV un 0,6 / 1kV barošanas kabeļi, 0,6 / 1kV vadības kabeļi, 300 / 500V instrumentu kabeļi un 300 / 500V kompensācijas kabeļi.
Šī tabula ir vietējā uzņēmuma specifikāciju tabula:
11.E tabula. A klases atomelektrostacijas kabeļa modeļa nosaukums
Modeļa nosaukums
1E klases K3 strāvas kabelis YJYK3 vara serdes šķērssaitētajam polietilēna izolētam bez halogēna zemu dūmu poliolefīna apvalka atomelektrostacijai
YJY23K3 vara savienotājelementa polietilēna izolēta tērauda lente ar bruņu halogēnu bez zemu dūmu poliolefīna apvalka atomelektrostacijas 1. klases K3 spēka kabeļiem
Vara kodols ar polietilēnu izolētu bezhalogēnu zemu dūmu liesmu slāpējošu termoreaktīvi apvalka atomelektrostacijas 1.E klases K1 strāvas kabeļiem
YJYJ23K1 ar polietilēnu izolēta tērauda lente ar vara serdi, bruņota ar halogēnu nesaturošiem zemu dūmu liesmu slāpējošiem termoreaktīvi aizsegtiem kodolelektrostaciju 1.E klases K1 strāvas kabeļiem
KYJYK3 vara kodols, savstarpēji saistīts polietilēns, izolēts bez halogēna, zemu dūmu poliolefīna apvalka atomelektrostacijas 1E klases K3 vadības signāla kabeļi
KYJY23K3 vara vadītāja šķērssaistīts polietilēna izolēts tērauda lentes bruņots bez halogēna zemu dūmu poliolefīna apvalka atomelektrostacijas 1. klases K3 vadības signāla kabelis
Vara kodols, ar polietilēnu izolēts, bez halogēniem, ar zemu dūmu, liesmu slāpējošu, termoreaktīvi apvalka atomelektrostaciju, 1. klases E vadības signālu kabeļi
Ar vara serdi polietilēna izolēta tērauda lente, bruņota bez halogēna, ar zemu dūmu un liesmu slāpējošu termoreaktīvi apvalka atomelektrostacijas 1.E klases K1 vadības signāla kabeli
Atomelektrostacijās izmantotie 1.E klases kabeļi ir iedalīti trīs kategorijās pēc kodolspēkstaciju elektrisko sistēmu aprīkojuma drošības kategorijām: K1, K2 un K3.
Drošības kategorijas K1, K2 un K3 definē šādi:
K1 klases elektriskā piedziņa.
Uzstādīts kodolreaktora norobežojumā un spēj izpildīt noteiktās funkcijas normālos vides apstākļos, zem SL2 (drošas izslēgšanas zemestrīce) slodzēm un avārijas laikā vai pēc tās.
K2 klases elektriskā piedziņa.
Uzstādīts kodolreaktora norobežojumā un spēj izpildīt noteiktās funkcijas normālos vides apstākļos un zem SL2 (drošas izslēgšanas zemestrīce) slodzēm.
K3 klases elektriskās piedziņas.
Uzstādīts ārpus kodolreaktora norobežojuma, tas veic noteiktās funkcijas normālos vides apstākļos un zem SL2 (drošas izslēgšanas zemestrīce) slodzēm.
Trīs veidu kabeļu darbības vide ir ļoti atšķirīga, starp kurām K1 klasei ir vissmagākā darbības vide un visstingrākās prasības kabeļiem. Tikai simulējot dzesēšanas šķidruma zuduma (LOCA) testu, kabeļus var nodot ekspluatācijā.
Atbilstoši kabeļa faktiskajai darba videi, kad LOCA notiek atomelektrostacijā, tiks nopietni pārbaudīta gan ContainmentVessel iekšpuse, gan ārpuse.
Daži cilvēki domā, ka kodolreaktora ēkā uzstādītajam kabelim vajadzētu imitēt LOCA testu;
Otrkārt, tikai spējot ražot 1.E klases K1 kabeļus, var pierādīt, ka kabeļu ražotājs ir pilnībā spējīgs ražot kodolenerģijas kvalitātes kabeļus. Vislabāk ir noteikt kabeļu konstrukcijas konstrukciju un veiktspējas rādītājus atbilstoši reaktora ēkas un kodolenerģijas palīgēkas divu darba vides īpašajiem apstākļiem.
1. Testa saturs
1) kabeļa pamata veiktspējas tipa pārbaude;
(2) Kabeļiem jāspēj izturēt EEE383 norādīto saišķveida kabeļu vertikālās sadegšanas pārbaudi;
(3) dūmu koncentrācijas tests;
(4) Gatavā kabeļa apvalka materiāla gāzes izdalīšanās pārbaude degšanas laikā;
5) strāvas kabeļu elektriskā novecošanās pārbaude;
(6) izolācijas un apvalka materiālu ilgtermiņa siltumnoturības novērtēšanas tests;
7) termiskās novecošanas simulācijas tests, kas līdzvērtīgs 50 darbības gadiem;
8) ekvivalents starojuma novecošanas simulācijas tests, kas ilgst 50 gadus;
(9) imitēts seismiskais tests;
(10) ekvivalents 50 gadu LOCA starojuma iedarbības tests, LOCA simulācijas tests (augsta temperatūra, augstspiediena ūdens tvaiki);
(11) Veiktspējas pārbaudes tests.
Starp tiem (1) ~ (3) ir tipa testi, (7) ~ (10) ir vides simulācijas testi, un (8) un (10) abi tiek veikti pēc 7. testa.
Veiktspējas pārbaudes testi ietver sprieguma testu, sadegšanas testu, izolācijas un apvalka stiepes izturības mērīšanu, pagarinājumu pārrāvumā utt.
Tiek noteikti īpašie darbības vides apstākļi.
2. Pārbaudes metode
A. Elektrības novecošanas tests elektrības kabeļiem pie 5000h
Strāvas kabeļiem jānokārto elektriskās novecošanas pārbaude 5000 stundas, kas jāveic saskaņā ar lEC60502.
Testa apstākļi ir šādi:
(1) Kabeļa parauga garums: ne mazāk kā 30 m;
(2) pielietotais spriegums: starp fāzēm pielietotais spriegums (ir nominālais jaudas un frekvences spriegums starp kabeļu vadītājiem);
(3) Pielietojiet strāvu: strāvai vajadzētu iziet cauri kabelim, lai vadītāja temperatūra sasniegtu 95 ~ 100 ℃;
(4) Cikla ilgums: karsēšana 8 stundas, pēc tam atdzesēšana 16 stundas;
(5) Testa ilgums nedrīkst būt mazāks par 5000 stundām (proti, 209 temperatūras cikliem).
Testa rezultāti: Testa laikā kabeli nedrīkst pārraut.
Testa spriegumu un testa laiku nosaka, pamatojoties uz kabeļa izolācijas kalpošanas laiku (N) ar noteiktu drošības rezervi. Elektriskās novecošanas dzīves vienādojums ir: Unt=C [(1), U ir kabeļa spriegums; n ir dzīves indekss; T ir elektriskās sabrukšanas laiks; C ir konstante (saistīta ar struktūru utt.)].
Ja izmantotā šķērssaistītā polietilēna dzīves indekss ir N ≥9, atomelektrostacijas kabeļa kalpošanas laikam jābūt 50 gadiem. Vienādojumu (1) var izmantot, lai aprēķinātu sprieguma un laika attiecību.
Piemēram, ja darba spriegums U=10kV, nepieciešamais darba laiks t=348000h (50 gadi);
Kad testa spriegums ir 20kV, testa laikam jābūt 5000 h.
Aizstājot iepriekšminētos parametrus (1) vienādojumā, var iegūt, ka:
Šķīdumu var iegūt kā n=6,45, mazāks par 9, kas norāda, ka testa metodei ir drošības rezerve.
B. Izolācijas un apvalka materiālu ilgtermiņa siltumnoturības novērtēšanas tests
Saskaņā ar IEC60216 standartu un IEEE383-74 standartu ieteicamais matemātiskais modelis nemetālu materiālu novecošanas paātrināšanai ir Arrhenius' empīriskā formula: In=ab / T (2) attiecas uz produkta kalpošanas laiku temperatūrā T (h);
T ir darba temperatūra (K);
A un B ir nenoteikti koeficienti.
Formula (2) ir izmantota gadu desmitiem, un daudzos gadījumos tiek pārbaudīts, vai tā ir efektīva.
Nenoteiktos koeficientus A un B var aprēķināt, pamatojoties uz iestatīto darba temperatūru, un pēc tam izmantojiet formulu (2), lai aprēķinātu dzīves ilgumu. Ja vērtība ir lielāka par paredzamo, tiks izpildītas projektētās dzīves prasības.
(1) Testa temperatūras un laika noteikšana.
Parastais novecošanas tests ir 135 ℃ un 168 h, tāpēc 135 ℃ var noteikt kā minimālo testa temperatūru.
Testa protokoli attiecas uz IEC60216" lai noteiktu termiskās novecošanas testa procedūras un!
Vispārējā procedūra testa rezultātu novērtēšanai" un IEEE383 standarts.
Dzīves novērtēšanas testa temperatūras starpība katrā līmenī ir 15 ℃, ir četri testa temperatūras punkti, maksimālā testa temperatūra ir 180 ℃.
Eksperiments ilga apmēram 5000 stundas.
(2) Dzīves pārtraukšanas parametru izvēle.
Izolācijas materiālu termiskās novecošanas procesā ir divi raksturīgi parametri, proti, stiepes izturība un pagarinājums pārrāvumā. Šajā testā pagarinājuma pagarinājuma samazināšanās ātrums pārrāvumā ir ātrāks nekā stiepes izturības ātrums, tāpēc pārrāvuma pagarinājumu uzskata par dzīves novērtēšanas parametru.
Saskaņā ar kabeļu ieklāšanas lieces rādiusa aprēķinu faktiskais izolācijas pagarinājums nedrīkst pārsniegt 10%.
Sākotnējais izmērītā parauga pagarinājums pārtraukumā bija 160%. Pieņemot, ka pagarinājuma aiztures aiztures koeficients kā dzīves beigu punkts bija 50%, pārrāvuma pagarinājums joprojām bija 80%, kas nodrošināja pietiekamu ekspluatācijas kabeļa drošības koeficientu.
(3) Datu apstrāde un kalpošanas laiks.
Saskaņā ar IEC60216-1 un ar to saistītajiem matemātiskajiem principiem Arrhenius līkne vispirms tika uzzīmēta ar zīmēšanas metodi atbilstoši pieņemtajam dzīves beigu punktam.
Tajā pašā laikā tiek aprēķināti nenoteiktie koeficienti A un B, lai noteiktu saistību starp temperatūru un testa materiāla kalpošanas laiku. Ja aprēķinātā dzīves vērtība nav mazāka par 50 gadiem 90 ° C temperatūrā, tiek uzskatīts, ka materiāla kvalificētais mūžs ir 50 gadi.
C. Termiskās novecošanas simulācijas tests, kas ekvivalents 50 darbības gadiem
Saskaņā ar standartu THE IEEE383-74, gatavo kabeļu paraugu termiskās novecošanas simulācijas tests tika veikts, ievietojot kabeli gaisa cirkulācijas krāsnī noteiktā temperatūrā un laikā, izmantojot Arrhenius tehnoloģijas izstrādātos datus.
Izolācijas un apvalka materiālu siltuma raksturlielumiem jābūt balstītiem uz termiskās dzīves novērtēšanas rezultātiem.
Arrhenius līkne un saistība starp temperatūru un izveidoto materiālu kalpošanas laiku ar 50 gadu kalpošanas laiku tika izmantoti kā pamats, lai noteiktu gatavo izstrādājumu novecošanas simulācijas testa datus.
Ir izveidota Arrhenius līkne un attiecība starp temperatūru un dzīvi, kas tiek pieņemts par punktu pirms dzīves beigām, kad materiāla' pagarinājums pārrāvuma aiztures ātrumā ir 50%. Termisko novecošanas simulācijas tests gataviem kabeļu paraugiem, kas līdzvērtīgi 50 gadiem, jāveic 90 ° C temperatūrā.
Arrhenius līknē saskaņā ar (2) vienādojumu un zināmo slīpumu tiek izveidota jauna līkne un attiecība starp temperatūru un laiku, lai izvēlētos simulācijas testa temperatūru un laiku.
D. Ekvivalents starojuma novecošanas simulācijas tests, kas ilgst 50 gadus
Gatavajiem kabeļu paraugiem radiācijas testiem jāveic termiskās novecošanas simulācijas testi, kas līdzvērtīgi 50 darbības gadiem.
Ekvivalentā starojuma novecošanas simulācijas testā, kas tiek darbināts 50 gadus, radioaktīvais avots ir C60, un starojuma ātrums nav lielāks par 1,0 × 104Gy / h un starojuma deva ir 2,5 × 105Gy, kas atbilst kabeļa radiācijas pretestības veiktspējas prasībām normālie radiācijas devas vides apstākļi atomelektrostacijā un reaktorā.
E. Imitēti seismiskie testi
Kabeļa paraugs tiek apvilkts ap testa cilindru ar diametru 20D (D ir kabeļa ārējais diametrs) vismaz vienu pagriezienu, un pēc tam procesu atkārto pretējā virzienā vienu ciklu, kopā divus ciklus.
Pēc tinuma cikla uz cilindra uzvilktais paraugs tika ievietots krāsnī, kas 24 stundas bija uzkarsēta līdz kabeļa nominālajai darba temperatūrai. Pēc atdzesēšanas tika veikts noteiktais veiktspējas pārbaudes tests.
F. ekvivalents
Radiācijas ekspozīcijas testi LOCA ekspluatācijas 50 gadu laikā, imitēti LOCA testi (iedarbība zem augstas temperatūras un augsta spiediena ūdens tvaikiem)
LOCA (Lossofcoolantaccident) ir pazīstams arī kā ūdens zudumu negadījums vieglā ūdens reaktoros.
Dzesēšanas šķidruma zudumi dažreiz notiek verdoša ūdens reaktorā (BWR) vai zem spiediena ūdens reaktora (PWR) sistēmās cauruļu noplūdes vai citu iemeslu dēļ.
Šajā gadījumā kabeļi gan izolācijas trauka iekšpusē, gan ārpus tā tiek pakļauti dažādas pakāpes siltumam un spiedienam, ķīmiskiem aerosoliem un vēsturiski lielām gamma starojuma devām.
Kodolspēkstacijās var droši izmantot tikai kabeļus, kas pārbaudīti, izmantojot šo imitēto LOCA stāvokli.
Tāpēc reaktora ēkas kabeļi gan izolācijas iekšpusē, gan ārpus tām ir jāpārbauda LOCA.
G. Veiktspējas pārbaudes tests
Veiktspējas pārbaudes testi ietver saspiešanas testus, sadegšanas testus, izolācijas pretestības, izolācijas un apvalka stiepes izturības testus un stiepes pagarinājuma testus. Izolācijas pretestības, stiepes izturības un stiepes pagarinājuma testi ir tikai atsauces nolūkos.
Izturēt sprieguma testu: lieciet paraugu ar lieces diametru, kas 40 reizes pārsniedz parauga kabeļa diametru, un pēc tam 5 minūtes pieliek spriegumu ar 3,15 kV / min gradientu. Kabelis nedrīkst sadalīties.