关于核电厂1E级工业型UPS的定义及重要试验介绍

——2016.03.09

何春


  摘要:核电厂里,电气设备只有一个核安全等级,称为1E级。其它设备均为级外设备 1E级设备包括完成下列功能所必须的设备:1、自动停堆,2、安全壳隔离,3、堆芯的应急冷却,4、堆内及反应堆厂房内的热量导出,5、预防及限制事故状态下放射性释放。而核电厂1E级工业型UPS,就属于此类电气设备。由于它安全运行的重要性不言而喻所以它压到一切的是可靠性。


  关键词:关于核电厂1E级工业型UPS的定义,极限使用条件下的几个重要试验,1、电磁兼容性试验,2、温度变化对性能的影响试验,3、抗机械振动试验,4、抗地震试验。中航太克核电厂1E级工业型UPS介绍。


  一、核电厂电气设备1E级的定义

  核电厂设备安全等级分两类,1、机械设备安全级分为4级,安全1级对安全的重要性最大,234级的重要性依次递减。2、对电气和仪表设备,安全级又称1E级,在安全级中不再分级。对于各种安全级设备,在设计、制造、试验和检查等方面都有特定的要求,还要求规定相应的设计和制造规范等级、质量保证等级、抗展分类和环境鉴定等级确定设备的安全等级,对核电厂的安全性和经济性 有重要影响,降低等级会影响核电厂的安全性,不适当的提高等级会增加核电厂的造价。在一座压水堆核电 厂的设备中核安全级的台件数约占总台件数的40%,而一件设备由非安全级改为安全级,造价上可能提高数倍,由此可看到恰当的分级的重要意义。 安全功能核电厂设计要求在任何情况下确保 反应堆安全停堆,从堆芯排出热量,并限制预计运行事件和事故工况后果。为达到这些设计要求所必须的功能称为安全功能。


  二、关于核电厂电气设备1E极限使用条件下的几个重要试验

  1、电磁兼容性试验

  按IEC62040-2 UPS  EMC电磁兼容标准中发射试验C2类,抗扰度试验C2类,工业型UPS的有关要求进行试验。

  其中,抗扰度包括:1. 辐射敏感度试验、2. 工频磁场辐射敏感度试验、3. 射频场感应的传导敏感度、4. 电快速瞬态脉冲群抗扰度、5. 浪涌抗扰度、6. 电压跌落与中断抗扰度、7. 电力线感应/接触、8. 静电放电抗扰度。

  电磁兼容性试验的目的是保证UPS正常运行时,产生的骚扰不会达到妨碍其他设备正常运行的程度。当骚扰电平未超过标准要求时,UPS设备自身可正常运行。一句话UPS可在严苛的电气环境条件下正常工作。


  2、温度变化对性能的影响试验

  主要是极限工作条件下的湿热试验UPS100%负荷运行,温度:温度49±2℃。相对湿度:95%。持续时间:12小时。UPS正常工作,设备内部极限温升不超出规定的限值。另外,还要做极限存储、运输条件下的干热试验,极限存储、运输条件下的低温试验,循环湿热试验等。试验的目的是保证UPS在高温、湿的条件下能正常运行。


  3抗机械振动试验

  对三个规定轴的每一个轴相继进行的三个阶段试验。

  阶段1

  探查关键频率(共振频率或者可观察到设备有缺陷运行时的频率)。完全按照下面规定的试验条件对频率范围进行扫描,为了能更准确的确定关键频率可以降低扫描速度的情况除外。

  阶段2

  用频率扫描进行耐久试验。

  阶段3

  在固定频率处的耐久试验。对于初试阶段中可能发现的每一关键频率进行试验。如果在初始阶段没有显现出任何关键频率,则对100Hz固定频率进行试验。

  严酷性:

  频率:10 to 500 Hz

  过渡频率以下恒定位移(峰值):0.075mm

  过渡频率以上恒定加速度:1.0g

  扫频耐久试验的试验时间:10次(每一个轴);

  定频耐久试验的试验时间:10min每一个轴)。

  试验过程中和试验结束后,样机(包括零部件)不跌落,不会发生任何变形或损坏,不会发生阻止或妨碍执行其安全功能的结构故障或倾斜,各类开关通断正常


  4抗地震试验

  抗震试验是核电厂lE级电气设备质量鉴定中一个重要的组成部分。

  1、运行基准地震(S1OBE)在核电厂被鉴定设备的运行寿命期内,能作用在厂区的地震。设备必须设计或在它作用下不需改进,即能连续运行。

  2、安全停堆地震(s2SSE)可能发生的最大地震。某些构筑物、系统和部件设计成在它的作用下仍能保持其功能。

  用连续正弦波扫描或自噪声随机波扫描的方法(所选的加速度水平可使试验装置得到好的信噪比,通常为01029)。·按照设备安装处的楼板反应谱,生成包括楼板反应谱的人造地震波作为台面输入信号,分别按双轴或三轴进行抗震试验,以考核其地震性能。为了确保试验反应谱包络要求反应谱,造波时应考虑10%的裕度。试验的目的是通过电气、仪表设备在模拟地震振动台的振动,考核设备的刚度、强度以及设备在地震载荷作用时和作用后是否能正常工作,执行其安全有关功能。


  三、中航太克核电厂1E级工业型UPS介绍

  1、产品简介:

  ANP系列核电专用核级UPS适用于向核电厂执行安全功能的仪控、监测和其它能动设备提供可靠能源,属于核电安全相关设备。产品核心控制部分采用纯硬件控制电路设计,无任何MCUDSP参与,满足核电高安全性要求。同时经过创新设计,满足核电产品全部部件可前门维护、高抗震等级等要求。


  2、主要特性:

  •    核心控制部分采用纯硬件控制电路设计,无任何MCUDSP参与,满足核电高安全性要求;
  •    核心功率器件采用4倍额定值冗余设计,满足核电对极端工作环境的要求;
  •    系统各功能单元采用单独列柜设计,满足核岛设备的不同需求;
  •    创新结构设计,满足全部部件前门维护要求;
  •    强化抗机械振动设计,整机牢固可靠;
  •    采用全封闭式叠层母排技术,结构简洁紧凑,工艺美观大方,降低尖峰电压等。

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