Кабелі АЕС в основному використовуються в будівлях ядерного реактора, ядерних допоміжних будівлях і будівлях парових турбін. Як правило, трубопроводи або кабельні канали використовуються для прокладки кабелів, які необхідні для надійного термін служби, термостійкості, вологостійкості, хімічної стійкості і радіаційної стійкості.
З метою забезпечення високої надійності конструкції системи та уникнення серйозних економічних наслідків, спричинених пошкодженням обладнання, зазвичай переймання повторних багатоканальних незалежних лінійних систем та пристроїв. Зазвичай для силових кабелів використовуються два набори незалежних лінійних систем і для контрольних кабелів використовуються три набори незалежних лінійних систем.
Поширеними типами кабелів для атомних електростанцій є: кабелі живлення 6/10кВ та 0,6/1кВ, кабелі управління 0,6/1кВ, кабелі приладів 300/500В та компенсаційні кабелі 300/500В.
Наведена нижче таблиця специфікацій вітчизняної компанії:
Назва моделі кабельної електростанції класу 11E
Назва моделі
1E клас К3 силовий кабель для YJYK3 мідне ядро зшитим поліетиленом ізольований галогеновий низький дим поліолефін обшитої АЕС
YJY23K3 мідний провідник зшитим поліетиленовим утепленим сталевим скотчем броньований галогеновий низький дим поліолефін обшитий аес клас 1Е К3 силові кабелі
Мідне ядро зшитим поліетиленом ізольоване галогеново-вільним низьким димом вогнезахисне терморегуляторне обшивка АЕС 1Е класу К1 силові кабелі
YJYJ23K1 Мідне ядро зшитого поліетилену ізольована сталева стрічка броньована галоген-вільний низький дим вогнезахисний терморегулятор обшитої АЕС клас 1Е К1 силові кабелі
KYJYK3 мідне ядро зшитим поліетиленом ізольоване галоген-вільне низький дим поліолефін обшитий АЕС 1Е клас К3 сигнальні кабелі
KYJY23K3 мідний провідник зшитим поліетиленовим утепленим сталевим скотчем броньований без галогенного низького диму поліолефін обшитий аес клас 1Е К3 сигнальні кабелі
Мідне ядро, зшитий поліетилен ізольований, без галогену, низький дим, антипірен, терморегуляційна обшита АЕС, сигнальні кабелі К1 класу 1Е
Мідне ядро зшитеним поліетиленом ізольована сталева стрічка броньована без галогену, низький дим, вогнезахисна терморегуляційна обшивка АЕС класу 1Е К1 сигнальний кабель
Кабелі класу 1Е, що використовуються на АЕС, поділяються на три категорії за категоріями безпеки обладнання електричної системи АЕС: К1, К2 і К3.
Категорії безпеки K1, K2 і K3 визначаються наступним чином:
Електричний привод класу К1.
Встановлюється в межах стримування ядерного реактора і здатний виконувати свої передбачені функції в нормальних умовах навколишнього середовища і при навантаженнях SL2 (безпечне відключення землетрусу) і під час або після аварії.
Електричний привод класу К2.
Встановлюється в межах стримування ядерного реактора і здатний виконувати свої передбачені функції в нормальних умовах навколишнього середовища і при навантаженнях SL2 (безпечне відключення землетрусу).
Електричні приводи класу К3.
Встановлений за межами стримування ядерного реактора, він виконує свої передбачені функції в нормальних умовах навколишнього середовища і при навантаженнях SL2 (безпечне відключення землетрусу).
Робоче середовище трьох типів кабелів дуже відрізняється, серед яких клас К1 має найтяжче робоче середовище і найсуворіших вимог до продуктивності на кабелях. Тільки імітуючи тест втрати теплоносія (LOCA), кабелі можуть бути введені в експлуатацію.
Відповідно до фактичного робочого середовища кабелю, як всередині, так і зовні ContainmentVessel буде серйозно перевірено, коли LOCA відбувається на АЕС.
Деякі люди думають, що кабель, встановлений в будівлі ядерного реактора, повинен бути змодельований випробуванням LOCA;
По-друге, тільки будучи в змозі виробляти кабелі класу 1E K1 можна довести, що виробник кабелю повністю здатний виробляти кабелі ядерного класу. Найкраще визначити конструктивну конструкцію і показники продуктивності кабелів відповідно до конкретних умов двох експлуатаційних середовищ будівлі реактора і ядерної допоміжної будівлі.
1. Тестовий вміст
(1) Перевірка базової продуктивності кабелю;
(2) Кабелі повинні пройти вертикальне випробування згоряння кабелів, утворених в EEE383;
(3) Тест концентрації диму;
(4) Випробування газового випуску готового кабельного матеріалу обшивки при згорянні;
(5) Випробування електричного старіння силових кабелів;
(6) Довгостроковий тест на оцінку термостійкості для теплоізоляційних і обшивних матеріалів;
(7) Випробування моделювання теплового старіння, еквівалентне 50-річний експлуатації;
(8) Еквівалентне випромінювання старіння моделювання випробування працює протягом 50 років;
(9) Імітація сейсмічного випробування;
(10) Еквівалентний 50-річний тест на радіаційне опромінення LOCA, симуляційний тест LOCA (висока температура, водяна пара високого тиску);
(11) Тест на перевірку продуктивності.
Серед них (1)~(3) є тести типу, (7)~(10) - екологічні симуляційні випробування, і (8) і (10) обидва проводяться після 7-го тесту.
Випробування на продуктивність включають випробування напруги, випробування на згоряння, вимірювання міцності на розрив ізоляції та обшивки, елевацію при розриві тощо.
Визначаються специфічні умови операційного середовища.
2. Метод тестування
A. Електричний тест старіння для силових кабелів на 5000h
Силові кабелі проходять тест електричного старіння на 5000г, який повинен проводитися відповідно до lEC60502.
Умови тестування наведено нижче.
(1) Довжина зразка кабелю: не менше 30м;
(2) Напруга застосовується: Напруга, що застосовується між фазами (це номінальна напруга потужності між провідниками кабелю);
(3) Застосуйте струм: Струм повинен проходити через кабель, щоб температура провідника досягав 95 ~ 100 ° C;
(4) Тривалість циклу: нагрівання протягом 8 годин, потім охолодження протягом 16h;
(5) Тривалість тесту не повинна бути менше 5000h (а саме 209 температурних циклів).
Результати випробувань: Кабель не повинен бути зламаний під час перевірки.
Випробувальна напруга і час випробувань визначаються на основі індексу життя ізоляції кабелю (N) з певним запасом міцності. Рівняння електричного старіння: Unt=C[(1), U - це напруга, що застосовується на кабелі; n - індекс життя; T - це час електричної поломки; C є константою (пов'язаною зі структурою тощо)].
Якщо індекс життя зшитого поліетилену використовується N ≥9, то термін служби кабелю атомної електростанції повинен бути 50 років. Рівняння (1) можна використовувати для розрахунку напруги і часовий зв'язок.
Наприклад, якщо робоча напруга U=10кВ, то необхідний робочий час t=348000h(50 років);
Коли напруга тесту становить 20kV, час випробування повинен бути 5000h.
За допомогою наведених вище параметрів на Рівняння (1) можна отримати такі параметри:
Рішення можна отримати як n=6.45, менше 9, що свідчить про те, що метод тестування має запас міцності.
B. Оціночна перевірка довгострокової термостійкості теплоізоляційних і обшивних матеріалів
Згідно зі стандартом IEC60216 та стандартом IEEE383-74, рекомендованою математичною моделлю для прискорення старіння неметатичних матеріалів є емпірична формула Арреніуса :In =ab/T (2), відноситься до робочого життя продукту При температурі Т (год);
T - робоча температура (К);
A і B є невизначеними коефіцієнтами.
Формула (2) застосовується протягом десятиліть, і вона перевіряється на ефективність у багатьох випадках.
Невизначені коефіцієнти A і B можна обчислити на основі встановленої робочої температури, а потім використовувати формулу (2) для обчислення тривалості життя. Якщо вартість більша за очікувану, вимоги до оформлення життя будуть задоволені.
(1) Визначення температури і часу тесту.
Звичайний тест на старіння становить 135 ° C і 168h, тому 135 ° C можна визначити як мінімальну температуру тесту.
Протоколи випробувань відносяться до IEC60216" для визначення процедур тестування теплового старіння і!
Загальна процедура оцінки результатів тестування " та стандарт IEEE383.
Тривалість тесту різниця температур кожного рівня становить 15°C, є чотири точки температури тесту, максимальна температура тесту – 180°C.
Експеримент тривав близько 5000h.
(2) Вибір параметрів припинення життя.
У процесі термічної витримки теплоізоляційних матеріалів існує два характерних параметри, а саме міцність на розрив і підсилення при розриві. У цьому тесті швидкість зниження елонження при перерві швидше, ніж у міцності на розрив, тому підсилення при перерві приймається як параметр оцінки життя.
Згідно з розрахунком радіусу згинання прокладки кабелю, фактичне підсилення утеплювача не повинен перевищувати 10%.
Початкове підсилення при розриві вимірюваної вибірки становить 160%. Припускаючи, що рівень утримання під час перерви становить 50% як кінцева точка життя, під час перерви було ще 80%, що забезпечило достатній фактор безпеки для кабелю в експлуатації.
(3) Обробка даних і розрахунок життя.
Згідно з IEC60216-1 і пов'язаними з ними математичними принципами, крива Арреніуса була вперше намальована методом малювання відповідно до передбачуваної точки кінця життя.
При цьому невизначені коефіцієнти А і В розраховуються для визначення взаємозв'язку між температурою і терміном служби тестового матеріалу. Коли розрахункова вартість життя не менше 50 років при 90°C, то вважається, що матеріал має кваліфікований термін служби 50 років.
C. Тепловий тест моделювання старіння еквівалентний 50-річний експлуатації
Згідно зі стандартом IEEE383-74, випробування моделювання теплового старіння готових зразків кабелю здійснювалося шляхом розміщення кабелю в печі циркуляції повітря при певній температурі і часі з використанням даних, розроблених технологією Arrhenius.
Теплові характеристики теплоізоляційних і обшивних матеріалів повинні базуватися на результатах оцінки теплового життя.
Основою для визначення імітаційних тестових даних кабельного старіння готової продукції були використані крива Арреніуса і взаємозв'язок між температурою і терміном служби встановлених матеріалів з терміном служби 50 років.
Встановлено криву Арреніуса і зв'язок між температурою і життям, які, як передбачається, є точкою до кінця життя, коли елонження матеріалу при швидкості утримання перерви становить 50%. Тест моделювання теплового старіння для готових зразків кабелю, еквівалентний 50 років, повинен проводитися при температурі 90 ° С.
У кривій Арреніуса встановлюється нова крива і зв'язок між температурою і часом відповідно до Рівняння (2) і відомого схилу для вибору температури і часу симуляційного тесту.
D. Еквівалентний радіаційний тест моделювання старіння працює протягом 50 років
Готові зразки кабелю для радіаційних випробувань повинні пройти випробування теплового старіння моделювання, еквівалентні 50-річний експлуатації.
Еквівалентне випробування моделювання старіння радіації, що експлуатується протягом 50 років, займає C60 як радіоактивне джерело, а радіація не більше 1,0×104Gy/h і доза випромінювання становить 2,5×105Gy, що відповідає вимогам радіаційної стійкості кабелю в умовах нормальної дози випромінювання в умовах навколишнього середовища атомної допоміжної станції і реакторної установки.
E. Імітація сейсмічних випробувань
Зразок кабелю намокнути навколо випробувального циліндра діаметром 20D(D - зовнішній діаметр кабелю) хоча б на один хід, а потім процес повторюється в зворотному напрямку протягом одного циклу, в цілому двох циклів.
Після циклу обмотування, зразок рани на циліндрі був введений в піч, розігріту до номінальної робочої температури кабелю протягом 24h. Після охолодження було проведено вказаний тест на проведення перевірки продуктивності.
F. еквівалент
Випробування радіаційного опромінення протягом 50 років експлуатації LOCA, імітація тестів LOCA (вплив при високій температурі і випарах води високого тиску)
LOCA (Lossofcoolantaccident) також відома як аварія втрати води в реакторах легкої води.
Аварії втрати теплоносія іноді трапляються в реакторі кип'ятіння води (BWR) або системах реактора під пресування води (PWR) через витік труб або інші причини.
При цьому кабелі, як всередині, так і зовні судно, що містить, піддаються різному ступеню тепла і тиску, хімічним спреям, а також історично високим дозам гамма-випромінювання.
Тільки кабелі, протестовані через цей імітований стан LOCA, можуть бути безпечно використані на атомних електростанціях.
Таким чином, CABling в будівлі реактора, як всередині, так і зовні стримування, повинні бути протестовані LOCA.
G. Перевірка продуктивності тесту
Випробування на продуктивність включають в себе компресійні випробування, випробування горіння, випробування опору ізоляції, міцність на розрив ізоляції і обшивки, а також випробування елевації при розриві. Випробування опору ізоляції, міцності на розрив і підсилення при розриві тільки для довідки.
Витримує тест напруги: зігніть зразок діаметром згинання в 40 разів більше діаметра кабелю в зразку, а потім застосуйте напругу з градієнтом 3,15кВ/хв протягом 5хв. Кабель не повинен ламатися.