核电安全级电气设备安装要求分析论文_贾天赐,刘洪洋

核电安全级电气设备安装要求分析论文_贾天赐,刘洪洋

中核工程咨询有限公司 北京 100000

摘要:核电厂的用电系统作为厂内重要的附属设备,是保证核电厂正常运行的有力工具。通过用电系统的发电机、封闭母线、出口断路器以及高厂变等配电装置来实现厂内电流的传输。在核电厂的生产过程中,有很多电动机拖动设备需要使用到电,还有反应堆、汽轮机以及发电机等重要设备都需要电力的支撑完成作用任务。可见,为了保证核电厂的正常运行,对核电厂的常见电气事故进行仔细的研究和分析是很有必要的。只有在这些分析和研究之上,才能制定出更加科学的用电措施以及应对方法,以确保核电厂的用电安全和正常运行。

关键词:核电安全级;电气设备;安装要求

核电设备与普通的电气设备是不同的,其造价不仅昂贵,核电系统对设备的性能和质量的要求也是非常高的。这主要是由于核电设备与核安全有关的设备的正常运转具有直接的联系,对核电站的正常运行也具有非常大作用。因此,核电设备的质量应该需要通过我国核安全中心的质量鉴定和安全评估,其设计也应该需要通过严格的设计验证才行。正是由于核设备与常规设备的差异性,设备的设计与制造核级产品的相关设计院及制造商应严格依照国家核监管部门的要求取得相应的设计权限和生产权限,进而保障我国核电设备的质量和可靠性。

1核电设备的安全分级

核电设备的安全分级简单来将就是确定相关核电设备的的具体等级,也就是确定核电站设备反应堆紧急停堆和维持反应堆的安全停堆状态、堆芯和安全壳厂房的冷却以及放射性物质的封存和限制等安全功能,依据设备执行安全功能的重要性来确定该设备的具体等级。一般性,满足上述三大安全功能的设备则是符合设备安全的一般准则。在安全分级中,目前主要将设备分为机械设备和电气设备这两种,而电气设备的安全分级主要分为安全级(也就是1E级)和非安全级(非1E级)。而1E级的设备应该具备紧急停堆、应急堆芯冷却、预热排出、安全壳隔离、安全壳排热以及防止放射性物质向环境释放等安全功能。

2核电设备的设计安全验证

2.1验证原则

目前我国核监管部门将核电设备的质保等级分为三个级别,1E级的电气设备的质保等级应不低于2级。在设计当中,应对质保等级为1级的核电设备进行百分百的验证,对质保2级的设备验证比例可以适当的减少。如果是新工程对老工程进行翻版,设备的性能参数基本没有变化,可以不再进行设计验证。如果是对原工程的性能提出了改变,或者是在工程发生过重大的电气事物,那么就一定要再做一次设计验证。

2.2验证方法

验证的方法主要包括四类:设计评审、其他计算方法、将所设计与已经真实的类似设计进行类比比较、鉴定试验。

2.3对验证人员的基本要求

首先,验证人员必须要具有“校核”以上的从业资质;其次,验证人员应该要根据“能胜任”和“未参与原设计”这两个原则进行选定。

3设备的鉴定

3.1电气设备的鉴定范围

在实际当中,凡是纳入安全级别的电气设备都应该纳入电气设备的鉴定范围。而对设备的鉴定主要分为抗震鉴定和环境鉴定。目前,我国对电气设备鉴定的等级可分为:K1类,设备主要安装在安全壳之内,在正常、事故以及事故后、环境条件以及地震荷载之下,设备仍能保持基本的功能;K2类,设备安装在安全壳之内,在正常工况和地震再和之下仍能保证功能的设备;K3类,设备安装在安全壳之外,在正常的工况以及地震载荷之下仍能保持功能的设备。

3.2设备的鉴定方法

设备的鉴定方法可以通过试验、分析、试验分析结合法或者是经验反馈方法来实现。

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3.3设备鉴定的主要内容

3.3.1安全壳外设备的鉴定

根据相关部门的要求核电厂的抗震设计标准是:在发生一般地震情况之后设备仍能持续运转,在重大地震状态下能不发生核扩散事故。很多人又将一般地震情况下的设备持续运转称之为运行基准地震(OBE),将重大地震情况下不发生和扩撒事故称之为安全停堆地震(SSE)。而OBE和SSE也是核设备鉴定的主要考核方式。针对安全壳的设备的鉴定,一般需要做功能试验、抗震试验,以及5次OBE试验和至少一次的SSE试验。

3.3.2安全壳内设备的鉴定

在对安全壳内设备进行鉴定,首先要进行情境模拟,主要包括正常工况以及施工工况这两种。正常工况的模拟试验主要包括老化、湿热老化、功能试验、辐射老化以及机械振动这五种。事故工况的模拟试验的内容主要有地震试验、事故辐照试验以及失水事故和事故后的人工、化学环境的模拟试验这三种。四、设备鉴定遵循的主要标准及相关规范目前我国的核电设备的鉴定遵循的主要有:IEEE323-1984是核电厂1E级设备的主要鉴定标准;IEEE334-1974是核电厂连续运转1E级电动机的机型试验具体标准;IEEE344-1987是核电厂1E级设备地震鉴定推荐性实践经验的参考标准;IEEE387-1984作为核电厂备用电源柴油发电机组的标准准则而广泛使用等等。

4核电厂常见电气控制措施

4.1核电厂电气设备功能事故的有效应对措施

由于电气设备本身质量而导致的电气事故,在事前是很难判断出来的,也无法采取行之有效的预防措施。因此,在电力系统施工前期,对电气设备的选型与采购环节应严格把关,尽量选用可靠性高、具有经验证的设备供应商,以此提高电气设备的可靠性,并加强对电气设备的监造。另外,还应对电气系统的主要设备采用绝缘在线监测方法对电气设备进行有效的试验,以此保证电气设备的质量可靠性。

4.2核电厂单相接地事故的有效应对措施

为了能有效地预防核电厂中的单相接地电气事故,电气操作人员应在送电之前对电线电缆的绝缘情况进行仔细的检查,特别是电线电缆中间接头、终端接头与弯曲的位置,线缆的屏蔽层应该按照设计的要求进行绝缘或接地处理,严禁出现屏蔽层悬空的现象。同时,操作人员还应及时价差接地线与零序电流互感器之间的回穿状况,保证电流的正常输出。如果电气工作人员对电线电缆的绝缘状况存在疑问时,可通过5KV绝缘电阻测试或者是交流耐压试验的方式进行测验。另外,针对单相接地事故中电缆定位问题,操作人员可以采用单臂电桥法和智能定位仪来查找故障的具体位置点。

4.3应急管理

核电厂电气安全隐患应急管理排查需要从应急预案、教育、组织体系、物资和应急结束五个方面对其建立管理方针。在应急预案上需要委托安全生产技术服务机构对本单位编制的应急预案评审或论证,对应急管理、应急抢险工作中做出突出贡献的,以及对安全生产应急领域的科学技术研究和技术装备自主创新的集体和个人,按照制度给予表彰奖励,并组建企业自身专业应急救援队伍。在其教育方面,需要及时地做好核电厂周边社区居民的宣传教育和告知工作。在其组织体系建设上选择具有国家注册安全工程师资质的人员承担组织体系建设管理。在其物资上需要储备应急物资,并且将其作为企业安全审核、安全排查的标准。在其应急结束后,必须对紧急援救工作方案进行排查。

结论

目前,我国有一些电气设备商开展了一些略有成效的设备研发工作,很多产品也通过了国家核电级别的设备鉴定与认真,有少部分的设备也开始向国外市场批量供应。可见,我国核电事业已经进入到一个快速发展的阶段,需要对我国核电1E级的电气设备设计、制造进行深入的研究,对核电安全级电气设备安装要求进行深刻的分析,以此为我国的核电产业国有化提供良好的环境,进而推动我国核电事业的稳定、快速发展。

参考文献

[1]董启明.核电站核事故预防机制研究[D].湖南农业大学,2014.

[2].电气贯穿件,核电站的安全守护神[J].中国核电,2014,02:194-195.

[3]李晓庚,王志永.核电厂电气贯穿件密封性监测方法及分析[J].科技视界,2016,11:119+121.

论文作者:贾天赐,刘洪洋

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期

论文发表时间:2018/10/25

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