核电安全级电气设备安装要求分析

关键词：核电站电气设备核电设备

核电设备与普通的电气设备是不同的, 其造价不仅昂贵, 核电系统对设备的性能和质量的要求也是非常高的。这主要是由于核电设备与核安全有关的设备的正常运转具有直接的联系, 对核电站的正常运行也具有非常大作用。因此, 核电设备的质量应该需要通过我国核安全中心的质量鉴定和安全评估, 其设计也应该需要通过严格的设计验证才行。正是由于核设备与常规设备的差异性, 设备的设计与制造核级产品的相关设计院及制造商应严格依照国家核监管部门的要求取得相应的设计权限和生产权限, 进而保障我国核电设备的质量和可靠性。

一、核电设备的安全分级

核电设备的安全分级简单来将就是确定相关核电设备的的具体等级, 也就是确定核电站设备反应堆紧急停堆和维持反应堆的安全停堆状态、堆芯和安全壳厂房的冷却以及放射性物质的封存和限制等安全功能, 依据设备执行安全功能的重要性来确定该设备的具体等级。一般性, 满足上述三大安全功能的设备则是符合设备安全的一般准则。

在安全分级中, 目前主要将设备分为机械设备和电气设备这两种, 而电气设备的安全分级主要分为安全级 (也就是1E级) 和非安全级 (非1E级) 。而1E级的设备应该具备紧急停堆、应急堆芯冷却、预热排出、安全壳隔离、安全壳排热以及防止放射性物质向环境释放等安全功能。

二、核电设备的设计安全验证

核电设备的安全验证主要说的是核电电气设备的电气验证。

(一) 验证原则

目前我国核监管部门将核电设备的质保等级分为三个级别, 1E级的电气设备的质保等级应不低于2级。在设计当中, 应对质保等级为1级的核电设备进行百分百的验证, 对质保2级的设备验证比例可以适当的减少。如果是新工程对老工程进行翻版, 设备的性能参数基本没有变化, 可以不再进行设计验证。如果是对原工程的性能提出了改变, 或者是在工程发生过重大的电气事物, 那么就一定要再做一次设计验证。

(二) 验证方法

验证的方法主要包括四类:设计评审、其他计算方法、将所设计与已经真实的类似设计进行类比比较、鉴定试验。

(三) 对验证人员的基本要求

首先, 验证人员必须要具有“校核”以上的从业资质;其次, 验证人员应该要根据“能胜任”和“未参与原设计”这两个原则进行选定。

三、设备的鉴定

(一) 电气设备的鉴定范围

在实际当中, 凡是纳入安全级别的电气设备都应该纳入电气设备的鉴定范围。而对设备的鉴定主要分为抗震鉴定和环境鉴定。目前, 我国对电气设备鉴定的等级可分为:K1类, 设备主要安装在安全壳之内, 在正常、事故以及事故后、环境条件以及地震荷载之下, 设备仍能保持基本的功能;K2类, 设备安装在安全壳之内, 在正常工况和地震再和之下仍能保证功能的设备;K3类, 设备安装在安全壳之外, 在正常的工况以及地震载荷之下仍能保持功能的设备。

(二) 设备的鉴定方法

设备的鉴定方法可以通过试验、分析、试验分析结合法或者是经验反馈方法来实现。

(三) 设备鉴定的主要内容

1. 安全壳外设备的鉴定

根据相关部门的要求核电厂的抗震设计标准是:在发生一般地震情况之后设备仍能持续运转, 在重大地震状态下能不发生核扩散事故。很多人又将一般地震情况下的设备持续运转称之为运行基准地震 (OBE) , 将重大地震情况下不发生和扩撒事故称之为安全停堆地震 (SSE) 。而OBE和SSE也是核设备鉴定的主要考核方式。针对安全壳的设备的鉴定, 一般需要做功能试验、抗震试验, 以及5次OBE试验和至少一次的SSE试验。

2. 安全壳内设备的鉴定

在对安全壳内设备进行鉴定, 首先要进行情境模拟, 主要包括正常工况以及施工工况这两种。正常工况的模拟试验主要包括老化、湿热老化、功能试验、辐射老化以及机械振动这五种。事故工况的模拟试验的内容主要有地震试验、事故辐照试验以及失水事故和事故后的人工、化学环境的模拟试验这三种。

四、设备鉴定遵循的主要标准及相关规范

目前我国的核电设备的鉴定遵循的主要有:IEEE 323-1984是核电厂1E级设备的主要鉴定标准;IEEE 334-1974是核电厂连续运转1E级电动机的机型试验具体标准;IEEE 344-1987是核电厂1E级设备地震鉴定推荐性实践经验的参考标准;IEEE 387-1984作为核电厂备用电源柴油发电机组的标准准则而广泛使用等等。

结论

目前, 我国有一些电气设备商开展了一些略有成效的设备研发工作, 很多产品也通过了国家核电级别的设备鉴定与认真, 有少部分的设备也开始向国外市场批量供应。可见, 我国核电事业已经进入到一个快速发展的阶段, 需要对我国核电1E级的电气设备设计、制造进行深入的研究, 对核电安全级电气设备安装要求进行深刻的分析, 以此为我国的核电产业国有化提供良好的环境, 进而推动我国核电事业的稳定、快速发展。

摘要：我国的核电工程于二十世纪八十年代开始, 经过多年的发展, 目前我国已经形成了较为完善的核电发展系统, 为全国的电力事业的发展贡献了非常重要的作用。最初, 我国的核电设备几乎全部来源于国外。这样的采购方式不仅增加了我国核电工程的施工成本, 还对我国核电事业的长远发展非常不利。因此, 如何将核电设备国有化逐渐成为我国核电研究人员的重要研究课题。但是, 在研究核电设备国有化之前, 首先得对核电安全级电气设备的安装要求予以明确, 如此才能推动我国核电设备国有化进程工作的深化。

关键词：核电,安全级,电气设备,安装,要求