1E klasės sausojo tipo transformatorius atominėms elektrinėms

1. Kas yra 1E klasės sausojo tipo transformatorius?

Pirmiausia svarbu suprasti pagrindinę „1E klasės“ sąvoką.

1E klasė: tai saugos klasifikacija, gauta remiantis atominių elektrinių projektavimo standartais (pvz., IEEE Std 323 JAV arba GB/T 12727 Kinijoje). Ji reiškia elektros įrangą ir sistemas, būtinas pagrindinėms saugos funkcijoms, tokioms kaip reaktoriaus avarinis išjungimas, apsauginio apvalkalo izoliacija, reaktoriaus aktyviosios zonos aušinimas ir radioaktyviųjų medžiagų išleidimo prevencija, atlikti.

Sauso tipo transformatorius: transformatorius, kurio apvijos nėra panardintos į izoliacinę alyvą, bet yra apsaugotos kietomis izoliacinėmis medžiagomis (pvz., epoksidine derva).

Todėl 1E klasės sausojo tipo transformatorius apibrėžiamas kaip: sausojo tipo transformatorius, specialiai suprojektuotas tiekti energiją atominės elektrinės saugos klasės (1E) sistemoms. Jis turi galėti patikimai ir nuolat veikti įprastomis sąlygomis, avarijų sąlygomis (pvz., žemės drebėjimo, LOCA – aušinimo skysčio nutekėjimo avarijos) ir poavarinėje aplinkoje nustatytą laiką.

Paprastai tariant, tai yra vienas iš „gyvybiškai svarbių energijos šaltinių“, skirtų atominės elektrinės saugos sistemoms.

1. Kodėl atominės elektrinės privalo naudoti 1E klasės transformatorius?

Branduolinių elektrinių sauga yra svarbiausias prioritetas. 1E klasės transformatorių vaidmuo – tiekti stabilią ir patikimą energiją svarbiausiai saugos įrangai pačiomis ekstremaliausiomis sąlygomis, įskaitant:

Su sauga susijusios paskirstymo sistemos

Avarinių dyzelinių generatorių skirstomieji įrenginiai

Reaktorių valdymo ir apsaugos sistemos

Avarinio aušinimo sistemos (AŠS) siurblių varikliai

Po avarijų stebėjimo sistemos

Apsauginės vėdinimo ir izoliacijos sistemos

Šių sistemų elektros energijos tiekimo nutraukimas gali sukelti katastrofiškų pasekmių. Todėl 1E klasės transformatoriai yra labai svarbus atominės elektrinės giluminės gynybos strategijos elementas.

1. Pagrindiniai 1E klasės sausųjų transformatorių reikalavimai ir pagrindinės technologijos

1E klasės transformatoriai labai skiriasi nuo standartinių pramoninių ar komercinių sausojo tipo transformatorių. Jų pagrindiniai reikalavimai pasireiškia šiose srityse:

1. Aukščiausio lygio patikimumas ir aplinkosauginis kvalifikavimas (K1, K2, K3 įranga)

Branduolinės elektrinės 1E klasės įrangą priskiria pagal aplinkos sąlygų, kurias ji turi atlaikyti, griežtumą. Transformatoriai skirstomi į atitinkamas kategorijas:

K1 kategorija: sumontuota apsauginio gaubto viduje. Turi atlaikyti įprastas sąlygas, žemės drebėjimus (OBE/SSE) ir aukštą temperatūrą, aukštą slėgį, didelę drėgmę bei cheminių medžiagų purškimo aplinką, atsiradusią dėl aušinimo skysčio nutekėjimo avarijos (LOCA), ir išlikti funkcionali po avarijos. Tai griežčiausia kategorija.

K2 kategorija: įrengta apsauginio apvalkalo viduje, tačiau reikalaujama, kad atlaikytų tik įprastas sąlygas ir žemės drebėjimus, išskyrus LOCA aplinką.

K3 kategorija: įrengta už apsauginio apsauginio gaubto ribų, bet yra su sauga susijusios sistemos dalis, turinti atlaikyti įprastas sąlygas ir žemės drebėjimus.

Atitinkamos pagrindinės technologijos:

Speciali izoliacijos sistema: naudojamos aukštos kokybės, ugniai atsparios, drėgmei ir spinduliuotei atsparios izoliacinės medžiagos (pvz., aukščiausios kokybės epoksidinė derva). Siekiant užtikrinti tankią izoliacijos struktūrą be tuštumų ir itin mažą dalinio išlydžio lygį, naudojami pažangūs liejimo / impregnavimo procesai (pvz., plonasluoksnės izoliacijos technologija, vakuuminis slėgio impregnavimas).

Aukščiausios klasės atsparumas liepsnai (F1 klasė): medžiagos savaime užgesina ugnį ir nepalaiko degimo net esant atvirai liepsnai, taip užkertant kelią ugnies plitimui.

Tvirtas mechaninis stiprumas: visa transformatoriaus konstrukcija (įskaitant apvijas, rėmus ir kt.) turi atlaikyti saugaus išjungimo žemės drebėjimą (SSE) be pažeidimų, užtikrinant funkcinį vientisumą. Tai turi būti patvirtinta atliekant tikslią baigtinių elementų analizę (FEA) ir griežtus seisminius bandymus.

2. Griežtas kokybės užtikrinimas ir sertifikavimas

Branduolinės kokybės užtikrinimo programa: Visas gyvavimo ciklas – nuo ​​projektavimo, medžiagų įsigijimo, gamybos, bandymų iki pristatymo – turi atitikti branduolinės kokybės užtikrinimo programą (paprastai pagrįstą HAF 003 arba 10 CFR 50 B priedu), užtikrinant visišką proceso kontrolę ir atsekamumą.

Kvalifikacija ir sertifikavimas: Transformatorius turi išlaikyti tipo bandymus ir seisminius kvalifikacinius bandymus, kuriuos atlieka nacionalinės branduolinės saugos reguliavimo institucijos (pvz., NNSA Kinijoje) pripažinta agentūra, kad būtų įrodyta atitiktis 1E klasės standartams. Tai yra jo „licencija“ patekti į rinką.

3. Specifinis našumo projektavimas ir testavimas

Atsparumas radiaciniam senėjimui: Ypač K1 kategorijos transformatorių izoliacinės medžiagos ir konstrukciniai komponentai turi būti įvertinti, siekiant užtikrinti, kad per visą jų eksploatavimo laiką esant numatomai radiacijos dozei nebūtų reikšmingo eksploatacinių savybių pablogėjimo.

Griežti įprastiniai ir tipo bandymai: Be standartinių bandymų (santykio, varžos, tuščiosios eigos / apkrovos nuostolių, dielektrinių savybių, garso lygio ir kt.), privalomi ir specialūs bandymai, tokie kaip:

Dalinio išlydžio matavimas: Reikalavimai yra itin griežti, paprastai reikalaujama, kad lygis būtų mažesnis nei 5–10 pC, siekiant užtikrinti ilgalaikį izoliacijos patikimumą.

Impulsinės įtampos bandymai (žaibo ir perjungimo impulsai).