Kjernekraftverkkabler brukes hovedsakelig i kjernereaktorbygninger, kjernekraftverk og dampturbinbygninger. Vanligvis brukes rørledninger eller kabelkanaler til å legge kablene, som er nødvendig for å ha pålitelig levetid, termisk stabilitet, fuktighetsbestandighet, kjemisk stabilitet og strålingsmotstand.
For å sikre den høye påliteligheten av systemet design og unngå de alvorlige økonomiske konsekvensene forårsaket av utstyrsskader, gjentatte flerkanals uavhengige linjesystemer og enheter er vanligvis vedtatt. Vanligvis brukes to sett med uavhengige linjesystemer til strømkabler, og tre sett med uavhengige linjesystemer brukes til kontrollkabler.
Vanlige typer kabler for kjernekraftverk er: 6/10kV og 0,6/1kV strømkabler, 0,6/1kV kontrollkabler, 300/500V instrumentkabler og 300/500V kompensasjonskabler.
Tabellen nedenfor er spesifikasjonstabellen for et innenlandsk selskap:
Tabell 11E Klasse kjernekraftverk kabel modellnavn
Modellnavn
1E klasse K3 strømkabel for YJYK3 kobberkjerne krysskoblet polyetylen isolert halogenfri lav røyk polyolefin omsluttet kjernekraftverk
YJY23K3 kobberleder krysskoblet polyetylen isolert stål tape pansrede halogen-fri lav røyk polyolefin omsluttet kjernekraftverk klasse 1E K3 strømkabler
Kobberkjerne krysskoblet polyetylen isolert halogenfri lav røyk flammehemmende termosettbar kappe kjernekraftverk 1E klasse K1 strømkabler
YJYJ23K1 Kobberkjerne krysskoblet polyetylenisolert ståltape pansret halogenfri lav røyk flammehemmende termosettbar omsluttet kjernekraftverk klasse 1E K1 strømkabler
KYJYK3 kobberkjerne krysskoblet polyetylen isolert halogen-fri lav røyk polyolefin omsluttet kjernekraftverk 1E klasse K3 kontrollsignalkabler
KYJY23K3 kobberleder krysskoblet polyetylen isolert stål tape pansrede halogen-fri lav røyk polyolefin omsluttet kjernekraftverk klasse 1E K3 kontroll signalkabler
Kobberkjerne, krysskoblet polyetylenisolert, halogenfri, lav røyk, flammehemmende, termosetable omsluttet kjernekraftverk, K1-kontrollsignalkabler i klasse 1E
Kobberkjerne krysskoblet polyetylenisolert ståltape pansret halogenfri, lav røyk, flammehemmende termosetable kappe kjernekraftverk klasse 1E K1 kontroll signalkabel
Klasse 1E kabler som brukes i kjernekraftverk er delt inn i tre kategorier i henhold til sikkerhetskategoriene av kjernekraftverk elektrisk system utstyr: K1, K2 og K3.
Sikkerhetskategoriene K1, K2 og K3 er definert som følger:
Klasse K1 elektrisk aktuator.
Installert innenfor inneslutningen av en atomreaktor og i stand til å utføre sine foreskrevne funksjoner under normale miljøforhold og under SL2 (sikker nedleggelse jordskjelv) laster og under eller etter en ulykke.
K2 klasse elektrisk aktuator.
Installert innenfor inneslutningen av en atomreaktor og i stand til å utføre sine foreskrevne funksjoner under normale miljøforhold og under SL2 (sikker nedleggelse jordskjelv) laster.
Klasse K3 elektriske aktuatorer.
Installert utenfor inneslutningen av en atomreaktor, utfører den sine foreskrevne funksjoner under normale miljøforhold og under SL2 (sikker nedleggelse jordskjelv) laster.
Driftsmiljøet til de tre typer kabler er svært forskjellig, blant annet har K1-klassen det mest alvorlige driftsmiljøet og de strengeste ytelseskravene på kablene. Bare ved å simulere kjølevæsken Loss accident (LOCA) test kan kablene settes i drift.
Ifølge det faktiske driftsmiljøet på kabelen, vil både innsiden og utsiden av ContainmentVessel bli alvorlig testet når LOCA forekommer i kjernekraftverk.
Noen mener at kabelen installert i atomreaktorbygningen bør simuleres LOCA-test;
For det andre, bare ved å kunne produsere klasse 1E K1 kabler kan det bevises at kabelprodusenten er fullt i stand til å produsere kjernekabler. Det er best å bestemme de strukturelle design- og ytelsesindikatorene til kablene i henhold til de spesifikke forholdene i de to driftsmiljøene i reaktorbygningen og den kjernefysiske hjelpebygningen.
1. Test innhold
(1) Type test av grunnleggende ytelse av kabel;
(2) Kabler skal kunne bestå den vertikale forbrenningstesten av buntformede kabler spesifisert i EEE383;
(3) Røykkonsentrasjonstest;
(4) Gassutløsertest av ferdig kabelhylsemateriale under forbrenning;
(5) Elektrisk aldringstest av strømkabler;
(6) Langsiktig varmebestandighetsvurderingstest for isolasjon og hylse materialer;
(7) Termisk aldring simulering test tilsvarende 50 års drift;
(8) Tilsvarende stråling aldring simulering test kjører i 50 år;
(9) Simulert seismisk test;
(10) Tilsvarende 50-års LOCA strålingseksponeringstest, LOCA simuleringstest (høy temperatur, høytrykks vanndamp);
(11) Test av ytelsesinspeksjon.
Blant dem er (1)~(3) typetester, (7)~(10) er miljøsimuleringstester, og (8) og (10) utføres begge etter den 7.
Ytelsesinspeksjonstestene inkluderer spenningstest, forbrenningstest, måling av strekkfasthet av isolasjon og skjede, forlengelse ved pause, etc.
De spesifikke forholdene i driftsmiljøet bestemmes.
2. Test metode
A. Elektrisk aldringstest for strømkabler ved 5000h
Strømkablene skal bestå den elektriske aldringstesten for 5000 timer, som skal utføres i henhold til lEC60502.
Testforholdene er som følger:
(1) Lengden på kabelprøven: ikke mindre enn 30m;
(2) Spenning brukt: Spenning påføres mellom faser (er nominell strømfrekvensspenning mellom kabellederne);
(3) Påfør strømmen: Strømmen skal passere gjennom kabelen for å få ledertemperaturen til å nå 95 ~ 100 ° C;
(4) Varighet av en syklus: oppvarming for 8t, deretter kjøling for 16h;
(5) Testvarigheten skal ikke være mindre enn 5000h (nemlig 209 temperatursykluser).
Testresultater: Kabelen skal ikke brytes under testen.
Testspenningen og testtiden bestemmes på grunnlag av kabelisolasjonsindeksen (N) med en viss sikkerhetsmargin. Den elektriske aldringsleveformningen er: Unt = C [(1), U er spenningen som brukes på kabelen; n er livsindeksen; T er den elektriske nedbrytningstiden; C er en konstant (relatert til struktur, etc.)].
Hvis livsindeksen for det krysskoblede polyetylen som brukes er N ≥9, er kabellevetiden til atomkraftverket nødvendig å være 50 år. Ligning (1) kan brukes til å beregne spennings- og tidsforholdet.
For eksempel, hvis arbeidsspenningen U = 10kV, den nødvendige arbeidstiden t = 348000h (50 år);
Når testspenningen er 20 kV, er testtiden nødvendig for å være 5000h.
Ved å erstatte de ovennevnte parametrene i Equation (1), kan det oppnås at:
Løsningen kan fås som n=6,45, mindre enn 9, noe som indikerer at testmetoden har en sikkerhetsmargin.
B. Evalueringstest for langsiktig varmebestandighet av isolasjon og hylse materialer
I henhold til IEC60216-standarden og IEEE383-74-standarden refererer den anbefalte matematiske modellen for å akselerere aldringen av ikke-metallmaterialer Arrhenius' empiriske formel :In =ab/T (2), refererer til produktets levetid I temperatur T (h);
T er driftstemperaturen (K);
A og B er ubestemte koeffisienter.
Formel (2) har blitt brukt i flere tiår, og det er bekreftet å være effektiv i mange tilfeller.
De ubestemte koeffisientene A og B kan beregnes basert på den innstilte arbeidstemperaturen, og deretter bruke formel (2) til å beregne levetiden. Hvis verdien av er større enn den forventede, vil designlivskravene bli oppfylt.
(1) Bestemmelse av testtemperatur og tid.
Den konvensjonelle aldringstesten er 135 °C og 168h, slik at 135 °C kan bestemmes som minimumstestetemperatur.
Testprotokoller refererer til IEC60216" for å bestemme de termiske aldringstestprosedyrene og!
Generell prosedyre for evaluering av testresultater "og IEEE383 standard.
Livsevalueringstest temperaturforskjellen på hvert nivå er 15 °C, det er fire testtemperaturpunkter, maksimal testtemperatur er 180 °C.
Eksperimentet varte i ca 5000h.
(2) Valg av livsavslutningsparametere.
I den termiske aldringsprosessen av isolasjonsmaterialer er det to karakteristiske parametere, nemlig strekkfasthet og forlengelse ved pause. I denne testen er frekvensen av nedgang av forlengelse ved pause raskere enn strekkfasthet, slik at forlengelsen ved pause tas som livsevalueringsparameter.
Ifølge beregningen av bøying radius av kabellegging, skal den faktiske forlengelsen av isolasjon ikke overstige 10%.
Den opprinnelige forlengelsen ved pause av prøven målt var 160%. Forutsatt at retensjonsraten for forlengelse ved pause var 50% som livssluttpunktet, var forlengelsen ved pause fortsatt 80%, noe som ga tilstrekkelig sikkerhetsfaktor for kabelen i drift.
(3) Databehandling og livsberegning.
Ifølge IEC60216-1 og relaterte matematiske prinsipper ble Arrhenius-kurven først tegnet med tegnemetoden i henhold til det antatte livssluttpunktet.
Samtidig beregnes ubestemte koeffisienter A og B for å bestemme forholdet mellom temperatur og levetid for testmaterialet. Når beregnet livsverdi ikke er mindre enn 50 år ved 90 °C, anses materialet å ha en kvalifisert levetid på 50 år.
C. Termisk aldring simulering test tilsvarende 50 års drift
Ifølge IEEE383-74-standarden ble den termiske aldringssimuleringstesten av ferdige kabelprøver utført ved å plassere kabelen i en luftsirkulasjonsovn ved en viss temperatur og tid ved hjelp av dataene utviklet av Arrhenius-teknologi.
De termiske egenskapene til isolasjon og hylse materialer skal være basert på termisk levetid vurdering resultater.
Arrhenius-kurven og forholdet mellom temperatur og levetid for de etablerte materialene med en levetid på 50 år ble brukt som grunnlag for å bestemme simuleringstestdataene for kabel aldring av ferdige produkter.
Arrhenius kurven og forholdet mellom temperatur og liv er etablert, som antas å være punktet før slutten av livet når materialets forlengelse ved pause oppbevaringshastighet er 50%. Den termiske aldring simuleringstesten for ferdige kabelprøver tilsvarende 50 år bør utføres ved 90 ° C.
I Arrhenius-kurven etableres en ny kurve og forholdet mellom temperatur og tid i henhold til Equation (2) og den kjente skråningen for å velge temperatur og klokkeslett for simuleringstesten.
D. Tilsvarende strålingssering simulering test kjører i 50 år
De ferdige kabelprøvene for strålingstester bør gjennomgå termiske aldringssimuleringstester tilsvarende 50 års drift.
Tilsvarende strålingsaldring simulering test operert i 50 år tar C60 som den radioaktive kilden, og strålingshastigheten er ikke mer enn 1,0×104Gy / t og strålingsdosen er 2,5×105Gy, som oppfyller strålingsmotstand ytelseskravene til kabelen under normal stråling dose miljøforhold i kjernekraftverk og reaktoranlegg.
E. Simulerte seismiske tester
Kabelprøven er viklet rundt testsylinderen med en diameter på 20D (D er kabelens ytre diameter) i minst en sving, og deretter gjentas prosessen i motsatt retning i en syklus, totalt to sykluser.
Etter svingete syklus ble prøvesåret på sylinderen satt inn i en ovn oppvarmet til den nominelle driftstemperaturen på kabelen i 24h. Etter avkjøling ble den angitte ytelsesinspeksjonstesten utført.
F. tilsvarende
Strålingseksponeringstester under 50 års DRIFT av LOCA, simulerte LOCA-tester (eksponering under høy temperatur og høytrykksvanndamp)
LOCA(Lossofcoolantaccident) er også kjent som en vanntapsulykke i lette vannreaktorer.
Kjølevæsketapsulykker oppstår noen ganger i kokende vannreaktor (BWR) eller trykksatt vannreaktor (PWR) systemer på grunn av rørlekkasje eller andre årsaker.
I dette tilfellet blir kablene, både i og utenfor inneslutningsbeholderen, utsatt for varierende grad av varme og trykk, kjemiske sprayer og historisk høye doser gammastråling.
Bare kabler testet gjennom denne simulerte LOCA-tilstanden kan trygt brukes i kjernekraftverk.
Derfor bør CABling i reaktorbygningen, både innenfor og utenfor inneslutningselsen, testes.
G. Test av ytelsesinspeksjon
Ytelsesinspeksjonstestene inkluderer kompresjonstester, forbrenningstester, tester av isolasjonsmotstand, strekkfasthet av isolasjon og skjede, og tester av forlengelse ved pause. Testene av isolasjonsmotstand, strekkfasthet og forlengelse ved pause er kun til referanse.
Tåle spenningstest: bøy prøven med en bøyediameter 40 ganger så stor som kabeldiameteren i prøven, og bruk deretter spenningen med en gradient på 3,15 kV / min i 5min. Kabelen skal ikke brytes ned.