Трансформатор од сув тип класа 1E за нуклеарни електрани

1. Што е трансформатор од сув тип од класа 1E?

Прво, важно е да се разбере основниот концепт на „Класа 1Е“.

Класа 1Е: Ова е безбедносна класификација изведена од стандардите за дизајн на нуклеарни централи (на пр., IEEE Std 323 во САД или GB/T 12727 во Кина). Се однесува на електричната опрема и системи неопходни за извршување на клучни безбедносни функции, како што се итно исклучување на реакторот, изолација на задржување, ладење на јадрото на реакторот и спречување на ослободување на радиоактивен материјал.

Трансформатор од сув тип: Трансформатор чии намотки не се потопени во изолационо масло, туку се заштитени со цврсти изолациски материјали (на пр., епоксидна смола).

Затоа, трансформатор од сув тип од класа 1E е дефиниран како: Трансформатор од сув тип специјално дизајниран за снабдување со енергија на системите од безбедносна класа (1E) на нуклеарна централа. Мора да биде способен да работи сигурно и континуирано под нормални услови, услови на несреќа (на пр., земјотрес, LOCA - несреќа со губење на течноста за ладење) и средини по несреќата за одредено времетраење.

Едноставно кажано, тоа е еден од „изворите на енергија за спасување“ за безбедносните системи на нуклеарната централа.

1. Зошто нуклеарните централи мора да користат трансформатори од класа 1E?

Безбедноста на нуклеарните централи е највисок приоритет. Улогата на трансформаторите од класа 1E е да обезбедат стабилно и сигурно напојување за критична безбедносна опрема под најекстремни услови, вклучувајќи:

Дистрибутивни системи поврзани со безбедноста

Расклопна табла за итни дизел генератори

Системи за контрола и заштита на реакторот

Мотори за пумпи на системот за ладење во итни случаи (ECCS)

Системи за следење по несреќата

Системи за вентилација и изолација на затворен простор

Губењето на моќноста на овие системи би можело да доведе до катастрофални последици. Затоа, трансформаторите од класа 1E се клучен елемент во стратегијата за длабинска одбрана на нуклеарната централа.

1. Основни барања и клучни технологии за трансформатори од сув тип од класа 1E

Трансформаторите од класа 1E се разликуваат значително од стандардните индустриски или комерцијални трансформатори од сув тип. Нивните основни барања се манифестираат во следниве области:

1. Крајна сигурност и еколошка квалификација (опрема K1, K2, K3)

Нуклеарните електрани ја категоризираат опремата во Класа 1Е врз основа на сериозноста на условите на животната средина што мора да ги издржат. Трансформаторите спаѓаат во соодветни категории:

Категорија K1: Инсталирано во внатрешноста на кутијата. Мора да издржи нормални услови, земјотреси (OBE/SSE) и висока температура, висок притисок, висока влажност и хемиско прскање како резултат на несреќа со губење на течноста за ладење (LOCA) и мора да остане функционално по несреќата. Ова е најстрогата категорија.

Категорија K2: Инсталирано во внатрешноста на контејнерот, но потребно е да издржи само нормални услови и земјотреси, со исклучок на LOCA средината.

Категорија K3: Инсталирано надвор од ограничувачот, но како дел од безбедносниот систем, потребно да издржи нормални услови и земјотреси.

Соодветни клучни технологии:

Специјален систем за изолација: Користи висококвалитетни, пламен-отпорни, отпорни на влага и зрачење изолациски материјали (на пр., премиум епоксидна смола). Се користат напредни процеси на леење/импрегнација (на пр., технологија на тенка изолација, вакуумска притисочна импрегнација) за да се обезбеди густа изолациска структура без празнини, со екстремно ниски нивоа на парцијално празнење.

Супериорна отпорност на пламен (класа F1): Материјалите се самогасиви и нема да одржат согорување дури и кога се изложени на отворен пламен, спречувајќи ширење на пожар.

Робусна механичка цврстина: Целата структура на трансформаторот (вклучувајќи намотки, рамки итн.) мора да издржи земјотрес без безбедно исклучување (SSE) без оштетување, обезбедувајќи функционален интегритет. Ова мора да се потврди преку прецизна анализа на конечни елементи (FEA) и ригорозни сеизмички квалификациски тестирања.

2. Строга гаранција за квалитет и сертификација

Програма за нуклеарна контрола на квалитетот: Целиот животен циклус - од дизајнирање, набавка на материјали, производство, тестирање до испорака - мора да се придржува до програма за обезбедување на нуклеарен квалитет (обично базирана на HAF 003 или 10 CFR 50 Додаток Б), обезбедувајќи целосна контрола на процесот и следливост.

Квалификација и сертификација: Трансформаторот мора да ги помине типските тестови и сеизмичките квалификациски тестови спроведени од агенција призната од националното регулаторно тело за нуклеарна безбедност (на пр., NNSA во Кина) за да се докаже усогласеноста со стандардите од Класа 1E. Ова е негова „лиценца“ за влез на пазарот.

3. Дизајн и тестирање на специфични перформанси

Отпорност на стареење од зрачење: Особено за трансформаторите од категоријата K1, изолационите материјали и структурните компоненти мора да се евалуираат за да се осигура дека нема значително влошување на перформансите под очекуваната доза на зрачење во текот на нивниот животен век.

Ригорозни рутински и типски тестови: Покрај стандардните тестови (сооднос, отпор, загуба без оптоварување/оптоварување, диелектрик, ниво на бучава итн.), задолжителни се и специјални тестови, како што се:

Мерење на делумно празнење: Барањата се исклучително строги, обично бараат нивоа под 5-10 pC, за да се обезбеди долгорочна сигурност на изолацијата.

Испитувања на импулсен напон (молња и импулс на префрлување).