Kernekraftværkskabler anvendes hovedsagelig i atomreaktorbygninger, hjælpebygninger og dampturbinebygninger. Generelt bruges rørledninger eller kabelkanaler til at lægge kablerne, som er nødvendige for at have pålidelig levetid, termisk stabilitet, fugtbestandighed, kemisk stabilitet og strålingsmodstand.
For at sikre systemdesignets høje pålidelighed og undgå de alvorlige økonomiske konsekvenser af skader på udstyret anvendes der normalt gentagne flerkanals uafhængige linjesystemer og -udstyr. Normalt bruges to sæt uafhængige linjesystemer til strømkabler, og tre sæt uafhængige linjesystemer anvendes til styrekabler.
Almindelige typer kabler til kernekraftværker er: 6/10kV og 0,6/1kV strømkabler, 0,6/1kV kontrolkabler, 300/500V instrumentkabler og 300/500V kompensation kabler.
Følgende tabel er en indenlandsk virksomheds specifikationstabel:
Tabel 11E-klasse af kernekraftværkskabelmodelnavn
Modelnavn
1E klasse K3 strømkabel til YJYK3 kobber kerne krydslinket polyethylen isoleret halogen-fri lav røg polyolefin beklædt atomkraftværk
YJY23K3 kobberleder krydslinket polyethylen isoleret stål tape pansrede halogen-fri lav røg polyolefin beklædt atomkraftværk klasse 1E K3 elkabler
Kobber kerne krydslinked polyethylen isoleret halogen-fri lav røg flammehæmmende termosetable kappe atomkraftværk 1E klasse K1 elkabler
YJYJ23K1 Kobber kerne krydslinket polyethylen isoleret stål tape pansrede halogen-fri lav røg flammehæmmende termosterbare kappes atomkraftværk klasse 1E K1 elkabler
KYJYK3 kobberkerne krydslinket polyethylen isoleret halogenfri lav røg polyolefin beklædt atomkraftværk 1E klasse K3 kontrol signal kabler
KYJY23K3 kobberleder krydslinket polyethylen isoleret stål tape pansrede halogen-fri lav røg polyolefin kappes atomkraftværk klasse 1E K3 kontrol signal kabler
Kobberkerne, krydskoblet polyethylenisoleret, halogenfri, lav røg, flammehæmmende, termosetable kappes atomkraftværk, K1 kontrol signal kabler i klasse 1E
Kobber kerne krydslinked polyethylen isoleret stål tape pansrede halogen-fri, lav røg, flammehæmmende termosterbare kappe atomkraftværk klasse 1E K1 kontrol signal kabel
Klasse 1E kabler, der anvendes i atomkraftværker er opdelt i tre kategorier i henhold til sikkerhedskategorierne af atomkraftværker elektriske systemudstyr: K1, K2 og K3.
Sikkerhedskategorierne K1, K2 og K3 defineres således:
Klasse K1 elektrisk aktuator.
Installeret i indeslutning af en atomreaktor og i stand til at udføre sine foreskrevne funktioner under normale miljøforhold og under SL2 (sikker nedlukning jordskælv) belastninger og under eller efter en ulykke.
K2 klasse elektrisk aktuator.
Installeret i indeslutning af en atomreaktor og i stand til at udføre sine foreskrevne funktioner under normale miljøforhold og under SL2 (sikker nedlukning jordskælv) belastninger.
Elektriske aktuatorer i klasse K3.
Installeret uden for indeslutning af en atomreaktor, det udfører sine foreskrevne funktioner under normale miljøforhold og under SL2 (sikker nedlukning jordskælv) belastninger.
Driftsmiljøet for de tre typer kabler er meget forskelligt, blandt hvilke K1-klassen har det strengeste driftsmiljø og de strengeste krav til ydelsen på kablerne. Kun ved at simulere loca-testen (coolant Loss accident) kan kablerne tages i brug.
Ifølge det faktiske driftsmiljø på kablet vil både indersiden og ydersiden af ContainmentVessel blive alvorligt testet, når LOCA forekommer på atomkraftværket.
Nogle mennesker mener, at kablet installeret i atomreaktorbygningen bør simuleres LOCA test;
For det andet kan det kun ved at kunne producere klasse 1E K1-kabler bevises, at kabelproducenten er fuldt ud i stand til at producere kabler af nuklear kvalitet. Det er bedst at bestemme kablernes strukturelle konstruktions- og ydelsesindikatorer i overensstemmelse med de særlige forhold i de to driftsmiljøer i reaktorbygningen og den nukleare hjælpebygning.
1. Test af indholdet
1) Typetest af kabelets grundlæggende ydeevne
2) Kabler skal kunne bestå den lodrette forbrændingsprøvning af bundtede kabler, der er anført i EEE383.
3) Røgkoncentrationsprøve
4) Gasudløsningsprøvning af færdigt kabel kappemateriale under forbrændingen
(5) Elektrisk ældningsprøvning af strømkabler
6) Langtidsvurdering af varmebestandigheden for isolerings- og kappematerialer
(7) Termisk ældning simulering test svarende til 50 års drift;
(8) Tilsvarende strålingsælge simuleringsprøve, der har kørt i 50 år
9) Simuleret seismisk test
(10) Ækvivalent 50-årig LOCA-strålingseksponeringstest, LOCA-simuleringstest (høj temperatur, højtryksvanddamp)
(11) Prøvning af præstationsinspektionen.
Blandt dem er (1)~(3) typetest, (7)~(10) miljømæssige simuleringstest, og (8) og (10) udføres begge efter den 7.
Præstationsinspektionstestene omfatter spændingstest, forbrændingstest, måling af trækstyrke af isolering og kappe, forlængelse ved brud osv.
De specifikke betingelser for driftsmiljøet bestemmes.
2. Prøvningsmetode
A. Elektrisk aldringstest for strømkabler ved 5000h
Strømkablerne skal bestå den elektriske ældningsprøvning i 5000h, som skal udføres i overensstemmelse med lEC60502.
Testbetingelserne er som følger:
1) Kabelprøvens længde: mindst 30 m
(2) Spænding anvendes: Spænding anvendes mellem faser (er den nominelle effekt-frekvens spænding mellem kabelledere);
(3) Påfør strømmen: Strømmen skal passere gennem kablet for at få ledertemperaturen til at nå 95~100°C;
(4) Varighed af en cyklus: opvarmning til 8h, derefter køling i 16h;
(5) Prøvningsvarigheden må være mindst 5000h (nemlig 209 temperaturcyklusser).
Testresultater: Kablet må ikke brydes under prøvningen.
Testspændingen og testtiden bestemmes på grundlag af kabelisoleringsleveindekset (N) med en vis sikkerhedsmargen. Den elektriske aldring liv ligning er: Unt = C [(1), U er den spænding, der anvendes på kablet; n er levetiden indeks; T er den elektriske nedbrydningstid; C er en konstant (relateret til struktur, osv.)].
Hvis levetidsindekset for den anvendte krydsforbundne polyethylen er N ≥9, skal kernekraftværkets kabellevetid være 50 år. Ligning (1) kan bruges til at beregne spænding og tidsforhold.
For eksempel, hvis arbejdsspænding U = 10kV, den nødvendige arbejdstid t = 348000h (50 år);
Når testspændingen er 20 kV, skal testtiden være 5000h.
Ved at erstatte ovennævnte parametre i ligning (1) kan det opnås, at:
Opløsningen kan opnås som n=6,45, mindre end 9, hvilket indikerer, at testmetoden har en sikkerhedsmargen.
B. Evalueringstest for isolerings- og kappematerialers varmebestandighed på lang sigt
Ifølge IEC60216-standarden og IEEE383-74-standarden er den anbefalede matematiske model til at fremskynde ældningen af ikke-metale materialer Arrhenius' empiriske formel :In =ab/T (2) henviser til produktets levetid ved temperatur T (h);
T er driftstemperaturen (K).
A og B er ubestemte koefficienter.
Formel (2) har været anvendt i årtier, og det er verificeret at være effektiv i mange tilfælde.
De ubestemte koefficienter A og B kan beregnes på basis af den indstillede arbejdstemperatur og derefter bruge formel (2) til at beregne levetiden. Hvis værdien af er større end den forventede, vil kravene til designlevetid være opfyldt.
1) Bestemmelse af prøvningstemperatur og -tid.
Den konventionelle aldringstest er 135°C og 168h, så 135°C kan bestemmes som den mindste testtemperatur.
Testprotokoller henviser til IEC60216" for at bestemme de termiske aldringstestprocedurer og!
Generel procedure for evaluering af testresultater "og IEEE383 standard.
Livsevaluering test temperaturforskel på hvert niveau er 15 ° C, der er fire testtemperaturpunkter, den maksimale testtemperatur er 180 °C.
Eksperimentet varede omkring 5000 timer.
(2) Valg af livsafslutningsparametre.
I den termiske aldringsproces af isoleringsmaterialer er der to karakteristiske parametre, nemlig trækstyrke og forlængelse ved pausen. I denne test er nedgangen i forlængelsen hurtigere end trækstyrken, så forlængelsen ved pausen tages som livsevalueringsparameteren.
Ved beregningen af kabellægningens bøjningsradius må den faktiske forlængelse af isoleringen ikke overstige 10 %.
Den oprindelige forlængelse ved pausen af den målte prøve var 160%. Hvis det antages, at tilbageholdelseshastigheden for forlængelse ved pausen var 50 % som levetidsslutpunkt, var forlængelsen ved pausen stadig 80 %, hvilket gav tilstrækkelig sikkerhedsfaktor for det kabel, der var i drift.
(3) Beregning af databehandling og levetid.
Ifølge IEC60216-1 og relaterede matematiske principper blev Arrhenius-kurven først tegnet med tegningsmetoden i henhold til det formodede udtingssted.
Samtidig beregnes uafskrangerede koefficienter A og B for at bestemme forholdet mellem testmaterialets temperatur og levetid. Når den beregnede levetid er mindst 50 år ved 90°C, vurderes materialet at have en kvalificeret levetid på 50 år.
C. Termisk ældning simulering test svarende til 50 års drift
Ifølge IEEE383-74 standard, den termiske aldring simulering test af færdige kabelprøver blev udført ved at placere kablet i en luftcirkulation ovn på en vis temperatur og tid ved hjælp af data udviklet af Arrhenius teknologi.
Isolerings- og kappematerialers termiske egenskaber baseres på resultaterne af den termiske livscyklusvurdering.
Arrhenius-kurven og forholdet mellem temperatur og levetid for de etablerede materialer med en levetid på 50 år blev brugt som grundlag for bestemmelse af simuleringstestdata for kabelældning af færdige produkter.
Arrhenius-kurven og forholdet mellem temperatur og levetid er blevet fastslået, hvilket antages at være det punkt, der ligger inden udgangen af livet, når materialets forlængelse ved brudfastholdelseshastighed er 50%. Den termiske ældning simulering test for færdige kabelprøver svarende til 50 år bør udføres ved 90 ° C.
I Arrhenius-kurven fastlægges en ny kurve og forholdet mellem temperatur og tid i henhold til ligning (2) og den kendte hældning for at vælge simuleringstestens temperatur og tidspunkt.
D. Tilsvarende strålingældning simulering test kører i 50 år
De færdige kabelprøver til strålingstest skal underkastes termiske ældningssimuleringstest svarende til 50 års drift.
Den tilsvarende stråling aging simuleringstest, der anvendes i 50 år tager C60 som den radioaktive kilde, og strålingshastigheden er ikke mere end 1,0×104Gy/h og strålingsdosis er 2,5×105Gy, som opfylder strålingsmodstand ydeevne krav kablet under den normale strålingsdosis miljøforhold i det nukleare hjælpeanlæg og reaktoranlæg.
E. Simulerede seismiske test
Kabelprøven vikles rundt om testcylinderen med en diameter på 20D(D er kablets udvendige diameter) i mindst én tur, og derefter gentages processen i den modsatte retning i en cyklus, i alt to cyklusser.
Efter snoede cyklus, prøven sår på cylinderen blev sat i en ovn opvarmet til den nominelle driftstemperatur af kablet i 24h. Efter afkøling blev den specificerede præstationsinspektionstest udført.
F. det tilsvarende beløb
Strålingstest i løbet af 50 års drift af LOCA, simulerede LOCA-test (eksponering under høj temperatur og højtryksvanddampe)
LOCA (Lossofcoolantaccident) er også kendt som en vandtab ulykke i let vand reaktorer.
Kølevæsketabsulykker opstår nogle gange i kogende vandreaktor (BWR) eller PWR-systemer (trykvandsreaktor) på grund af rørlækage eller andre årsager.
I dette tilfælde udsættes kablerne, både i og uden for indeslutningsbeholderen, i varierende grader af varme og tryk, kemiske sprays og historisk høje doser gammastråling.
Kun kabler, der er testet gennem denne simulerede LOCA-tilstand, kan anvendes sikkert i atomkraftværker.
Derfor bør CABling i reaktorbygningen, både inden for og uden for indeslutning, LOCA-testet.
G. Test af inspektion af ydeevne
Præstationsinspektionstestene omfatter trykprøvninger, forbrændingstest, test af isoleringsmodstand, trækstyrke af isolering og kappe og prøvning af forlængelse ved brud. Test af isolering modstand, trækstyrke og forlængelse ved pause er kun til reference.
Modstå spændingstest: Prøven bøjes med en bøjningsdiameter, der er 40 gange større end kabeldiameteren i prøven, og påfør derefter spændingen med en hældning på 3,15 kV/min. i 5min. Kablet må ikke bryde sammen.