1.E klassi kuiva tüüpi trafo tuumaelektrijaamadele

1. Mis on 1E-klassi kuiva tüüpi trafo?

Esiteks on oluline mõista "1.E klassi" põhikontseptsiooni.

Klass 1E: See on ohutusklassifikatsioon, mis on tuletatud tuumaelektrijaamade projekteerimisstandarditest (nt IEEE Std 323 USAs või GB/T 12727 Hiinas). See viitab elektriseadmetele ja -süsteemidele, mis on olulised oluliste ohutusfunktsioonide täitmiseks, nagu reaktori avariiseiskamine, isolatsioon, reaktori südamiku jahutamine ja radioaktiivsete materjalide lekke vältimine.

Kuivtrafo: trafo, mille mähised ei ole isoleeriva õli sees, vaid on kaitstud tahkete isoleermaterjalidega (nt epoksüvaik).

Seega defineeritakse 1E-klassi kuivtüüpi trafo järgmiselt: kuivtüüpi trafo, mis on spetsiaalselt projekteeritud tuumaelektrijaama ohutusklassi (1E) süsteemide toiteks. See peab suutma kindla aja jooksul usaldusväärselt ja pidevalt töötada nii tavapärastes tingimustes, õnnetusjuhtumite korral (nt maavärin, jahutusvedeliku lekkega õnnetus) kui ka õnnetusjärgses keskkonnas.

Lihtsamalt öeldes on see üks tuumaelektrijaama ohutussüsteemide "elujõuallikatest".

1. Miks peavad tuumaelektrijaamad kasutama 1.E klassi trafosid?

Tuumaelektrijaama ohutus on kõrgeim prioriteet. 1E-klassi trafode ülesanne on pakkuda stabiilset ja usaldusväärset energiat kriitilistele ohutusseadmetele kõige äärmuslikumates tingimustes, sealhulgas:

Ohutusega seotud jaotussüsteemid

Avariidiiselgeneraatorite jaotusseadmed

Reaktori juhtimis- ja kaitsesüsteemid

Avariijahutussüsteemi (ECCS) pumpade mootorid

Õnnetusjärgsed seiresüsteemid

Piirangutega ruumi ventilatsiooni- ja isolatsioonisüsteemid

Nende süsteemide elektrikatkestus võib kaasa tuua katastroofilisi tagajärgi. Seega on 1E-klassi trafod tuumaelektrijaama süvakaitsestrateegia oluline element.

1. 1E-klassi kuiva tüüpi trafode põhinõuded ja võtmetehnoloogiad

1E-klassi trafod erinevad oluliselt tavalistest tööstuslikest või kaubanduslikest kuivtüüpi trafodest. Nende põhinõuded avalduvad järgmistes valdkondades:

1. Ülim töökindlus ja keskkonnakvalifikatsioon (K1, K2, K3 seadmed)

Tuumaelektrijaamad liigitavad 1E-klassi seadmeid vastavalt keskkonnatingimuste raskusastmele, millele need peavad vastu pidama. Trafod jagunevad vastavatesse kategooriatesse:

K1 kategooria: Paigaldatud kaitsekesta sisse. Peab vastu pidama tavatingimustele, maavärinatele (OBE/SSE) ning jahutusvedeliku lekke õnnetuse (LOCA) tagajärjel tekkinud kõrgele temperatuurile, kõrgele rõhule, kõrgele õhuniiskusele ja keemilisele pihustuskeskkonnale ning jääma pärast õnnetust funktsionaalseks. See on kõige rangem kategooria.

K2 kategooria: Paigaldatud kaitsekesta sisse, kuid peab vastu pidama ainult tavatingimustele ja maavärinatele, välja arvatud LOCA keskkond.

K3 kategooria: paigaldatud väljaspool kaitseümbrist, kuid on osa ohutussüsteemist, mis peab vastu pidama tavapärastele tingimustele ja maavärinatele.

Vastavad võtmetehnoloogiad:

Spetsiaalne isolatsioonisüsteem: Kasutab kvaliteetseid, leegiaeglustavaid, niiskuskindlaid ja kiirguskindlaid isolatsioonimaterjale (nt esmaklassiline epoksüvaik). Tiheda ja tühimiketa isolatsioonistruktuuri tagamiseks äärmiselt madala osalise tühjenemise tasemega kasutatakse täiustatud valamis-/immutusprotsesse (nt õhukese isolatsiooni tehnoloogia, vaakumrõhu immutamine).

Suurepärane leegikindlus (F1 klass): Materjalid on isekustuvad ega säilita põlemist isegi lahtise leegi käes, takistades tule levikut.

Tugev mehaaniline tugevus: kogu trafo konstruktsioon (sh mähised, raamid jne) peab vastu pidama ohutu seiskamise maavärinale (SSE) ilma kahjustusteta, tagades funktsionaalse terviklikkuse. Seda tuleb valideerida täpse lõplike elementide analüüsi (FEA) ja range seismilise kvalifitseerimise testimise abil.

2. Range kvaliteedikontroll ja sertifitseerimine

Tuumaenergia kvaliteedi tagamise programm: kogu elutsükkel – alates projekteerimisest, materjalide hankimisest, tootmisest, katsetamisest kuni tarnimiseni – peab vastama tuumaenergia kvaliteedi tagamise programmile (tavaliselt põhineb HAF 003 või 10 CFR 50 lisal B), tagades täieliku protsessi kontrolli ja jälgitavuse.

Kvalifikatsioon ja sertifitseerimine: Trafo peab läbima tüübikatsetused ja seismilise kvalifitseerimise katsed, mille viib läbi riikliku tuumaohutuse regulatiivasutuse (nt NNSA Hiinas) tunnustatud asutus, et tõendada vastavust 1E-klassi standarditele. See on selle „litsents“ turule sisenemiseks.

3. Spetsiifiline jõudluse disain ja testimine

Kiirguskindlus vananemisele: Eriti K1-kategooria trafode puhul tuleb hinnata isolatsioonimaterjale ja konstruktsioonielemente, et tagada eeldatava kiirgusdoosi korral nende eluea jooksul olulist jõudluse halvenemist.

Ranged rutiinsed ja tüübikatsetused: Lisaks standardkatsetele (suhe, takistus, koormuseta/koormuseta olekus kadu, dielektriline vastupidavus, müratase jne) on kohustuslikud ka erikatsed, näiteks:

Osalise tühjenemise mõõtmine: Nõuded on erakordselt ranged, tavaliselt nõutakse taset alla 5–10 pC, et tagada isolatsiooni pikaajaline töökindlus.

Impulsspinge testid (välk ja lülitusimpulss).