"Новости Электротехники N1(25)"Европейский опыт испытания кабельной арматуры для АЭС

	< Предыдущая ] [ Следующая >	Журнал №2(26) 2004


	30 лет назад на европейском рынке впервые появились негорючие тер-моусаживаемыетрубки (ТУТ) для применения в гермозонах АЭС, испытанные для условий аварии с потерей теплоносителя. Испытания кабельной арматуры для АЭС проводятся в соответствии с требованиями стандартов IEEE 323 и IEEE 383, которые аналогичны требованиям МЭК и КТА, а также техническим условиям эксплуатирующих организаций. ЕВРОПЕЙСКИЙ ОПЫТ ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ ДЛЯ АЭС Михаил Шелков, представительство ТАЙКО ЭЛЕКТРОНИКС РАЙХЕМ ГМБХ, г. Москва Испытания. Общие принципы На основе требований стандартов IEEE всё электрооборудование АЭС (в том числе кабели и кабельную арматуру) делят на две группы: оборудование класса 1Е и оборудование, не относящееся к классу 1Е. Оборудование класса 1Е необходимо для аварийной остановки реактора, изоляции гермозоны, охлаждения активной зоны реактора/теплоотвода и предотвращения выброса радиоактивных материалов. Для успешного выполнения этих функций оборудование, кабели и кабельная арматура обязаны выдерживать воздействие различных проектных аварий (ПА). Типовыми ПА могут быть землетрясения, разрыв трубопроводов высокого давления (HELB), аварии с потерей теплоносителя (событие LOCA). Для кабельной арматуры, применяемой в водо-водяных реакторах (ВВЭР), наиболее опасно событие LOCA. Полные испытания на соответствие событию LOCA должны состоять из следующих этапов: моделирование старения; воздействие радиации за период срока службы; моделирование аварии с высоким уровнем радиации, давления, температуры с последующей дезактивацией. Все параметры испытаний обычно определяются проектировщиками и варьируются в зависимости от типа и конструкции реактора. Испытания на тепловое старение Для проверки кабельной арматуры испытывают как новые, так и состаренные материалы. При этом исходят из наихудшего сценария аварии в последний день установленного срока службы реактора (типовой срок службы – в пределах 40 лет). Испытания на ускоренное старение проводятся по методу Аррениуса. Метод дает информацию о поведении материала при старении. Материал испытывается вначале при t = 136°C, затем проводят два или более последующих испытания при температурах, превышающих указанную не менее чем на 10°C. Контролируются характеристики удлинения материала за определенные промежутки времени до момента, когда достигается заранее установленный предел механической прочности материала. Скажем, для вновь разработанного компаунда предел прочности может быть выбран на уровне 30% остаточного удлинения (на рис. 1 представлен пример зависимости полученного остаточного удлинения от времени при t = 136^oC, 150^oC, 162^oC и 175^oC для компаунда, используемого для изготовления негорючих ТУТ для АЭС). На основе полученных результатов строят график Аррениуса (рис. 2), который показывает время в зависимости от температуры, необходимое для достижения 30% остаточного удлинения. Температура здесь выражена обратной величиной в единицах 1/К. Все 4 значения образуют прямую, пересекающую критерий срока службы 40 лет над точкой шкалы температуры 90^oC: значит, компаунд трубок сохраняет 30% остаточного удлинения при t = 98^oC после 40 лет. Линия В описывает характеристики при том же активационном нагреве и проходит временную точку 30% остаточного удлинения за 40 лет при t = 90^oC. При испытаниях на ускоренное старение, проводимых до испытаний на событие LOCA, эта линия позволяет выбрать приемлемые значения to и соответствующего периода времени (он должен быть не менее 100 часов). В данной ситуации старение моделируется за период 40 лет при t = 90^oC. Испытания на радиационное старение Кроме теплового, учитывают и радиационное старение материала, работающего в гермозоне. Он испытывает непрерывное воздействие радиации в течение всего срока службы, что приводит к дополнительному старению. В соответствии со стандартом IEEE 383 испытания проводят при величине g-радиации 50 Мрад. Производители материалов, применяемых для изготовления кабельной арматуры для АЭС, выбирают иногда для испытаний значения, превышающие требования стандартgа (так, величина g-радиации 55 Мрад позволяет проверять характеристики старения при излучении < 1 Mрад/час). Моделирование аварии (событие LOCA) Эта часть испытаний проводится в 2 этапа. Сначала моделируют воздействие высокого уровня радиации внутри гермозоны. Аварийную дозу радиации для испытаний материала кабельной арматуры для АЭС определяют разработчики (например, 150 Мрад+10%). Воздействию радиации подвергают образцы как из нового, так и из материала, прошедшего радиационное и тепловое старение. Затем отобранные образцы испытывают по определенному алгоритму одновременным воздействием to и давления. Во время второго этапа на образцы разбрызгивается химический раствор, содержащий бор, гидразин и тринатрийфосфат со значением pH = 10,5. ИСПЫТАНИЯ Контрольные Кабели и кабельная арматура должны сохранять свои установленные электрические характеристики даже под воздействием экстремальных условий. До и после испытаний на событие LOCA кабели и кабельную арматуру (например, ТУТ) распрямляют и повторно наматывают на барабан диаметром 20хDкаб. (до испытаний) и 40хDкаб. (после испытаний) и погружают в воду при комнатной температуре. В таком состоянии они должны выдержать высоковольтные испытания. ИСПЫТАНИЯ на огнестойкость Испытания на огнестойкость проводят для демонстрации того, что кабели и кабельная арматура, как по отдельности, так и в пучке, не могут распространить огонь, даже когда наружная оболочка и изоляция разрушены в зоне воспламенения. Порядок проведения испытаний определяется стандартом IEEE 1202-1991. Связку кабелей длиной 2,5 м испытывают в течение 20 минут, их оболочка при этом не должна отслаиваться на длине, превышающей 1,5 м. *Рис. 1. Зависимость остаточного удлинения от времени для компаунда ТУТ.* Рис. 2. Зависимость остаточного удлинения от обратной величины температуры (в единицах 1/К) для компаунда ТУТ.

ЕВРОПЕЙСКИЙ ОПЫТ ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ ДЛЯ АЭС