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關于核電廠1E級工業型UPS的定義及重要試驗介紹

——2016.03.09

何春


  摘要:核電廠里,電氣設備只有一個核安全等級,稱為1E級。其它設備均為級外設備 。1E級設備包括完成下列功能所必須的設備:1、自動停堆;2、安全殼隔離;3、堆芯的應急冷卻;4、堆內及反應堆廠房內的熱量導出;5、預防及限制事故狀態下放射性釋放。而核電廠1E級工業型UPS,就屬于此類電氣設備。由于它安全運行的重要性不言而喻,所以它壓到一切的是可靠性。


  關鍵詞:關于核電廠1E級工業型UPS的定義,極限使用條件下的幾個重要試驗,1、電磁兼容性試驗;2、溫度變化對性能的影響試驗;3、抗機械振動試驗;4、抗地震試驗。中航太克核電廠1E級工業型UPS介紹。


  一、核電廠電氣設備1E級的定義

  核電廠設備安全等級分兩類,1、機械設備安全級分為4級,安全1級對安全的重要性最大,2、3、4級的重要性依次遞減。2、對電氣和儀表設備,安全級又稱1E級,在安全級中不再分級。對于各種安全級設備,在設計、制造、試驗和檢查等方面都有特定的要求,還要求規定相應的設計和制造規范等級、質量保證等級、抗展分類和環境鑒定等級確定設備的安全等級,對核電廠的安全性和經濟性 有重要影響,降低等級會影響核電廠的安全性,不適當的提高等級會增加核電廠的造價。在一座壓水堆核電 廠的設備中核安全級的臺件數約占總臺件數的40%,而一件設備由非安全級改為安全級,造價上可能提高數倍,由此可看到恰當的分級的重要意義。 安全功能核電廠設計要求在任何情況下確保 反應堆安全停堆,從堆芯排出熱量,并限制預計運行事件和事故工況后果。為達到這些設計要求所必須的功能稱為安全功能。


  二、關于核電廠電氣設備1E極限使用條件下的幾個重要試驗

  1、電磁兼容性試驗

  按IEC62040-2 UPS EMC電磁兼容標準中發射試驗C2類,抗擾度試驗C2類,工業型UPS的有關要求進行試驗。

  其中,抗擾度包括:1. 輻射敏感度試驗;2. 工頻磁場輻射敏感度試驗;3. 射頻場感應的傳導敏感度;4. 電快速瞬態脈沖群抗擾度;5. 浪涌抗擾度;6. 電壓跌落與中斷抗擾度;7. 電力線感應/接觸;8. 靜電放電抗擾度。

  電磁兼容性試驗的目的是保證UPS正常運行時,產生的騷擾不會達到妨礙其他設備正常運行的程度。當騷擾電平未超過標準要求時,UPS設備自身可正常運行。一句話UPS可在嚴苛的電氣環境條件下正常工作。


  2、溫度變化對性能的影響試驗

  主要是極限工作條件下的濕熱試驗,UPS100%負荷運行,溫度:溫度49±2℃。相對濕度:95%。持續時間:12小時。UPS正常工作,設備內部極限溫升不超出規定的限值。另外,還要做極限存儲、運輸條件下的干熱試驗,極限存儲、運輸條件下的低溫試驗,循環濕熱試驗等。試驗的目的是保證UPS在高溫、濕的條件下能正常運行。


  3、抗機械振動試驗

  對三個規定軸的每一個軸相繼進行的三個階段試驗。

  階段1

  探查關鍵頻率(共振頻率或者可觀察到設備有缺陷運行時的頻率)。完全按照下面規定的試驗條件對頻率范圍進行掃描,為了能更準確的確定關鍵頻率可以降低掃描速度的情況除外。

  階段2

  用頻率掃描進行耐久試驗。

  階段3

  在固定頻率處的耐久試驗。對于初試階段中可能發現的每一關鍵頻率進行試驗。如果在初始階段沒有顯現出任何關鍵頻率,則對100Hz固定頻率進行試驗。

  嚴酷性:

  頻率:10 to 500 Hz;

  過渡頻率以下恒定位移(峰值):0.075mm;

  過渡頻率以上恒定加速度:1.0g;

  掃頻耐久試驗的試驗時間:10次(每一個軸);

  定頻耐久試驗的試驗時間:10min每一個軸)。

  試驗過程中和試驗結束后,樣機(包括零部件)不跌落,不會發生任何變形或損壞,不會發生阻止或妨礙執行其安全功能的結構故障或傾斜,各類開關通斷正常。


  4、抗地震試驗

  抗震試驗是核電廠lE級電氣設備質量鑒定中一個重要的組成部分。

  1.運行基準地震(S1OBE)在核電廠被鑒定設備的運行壽命期內,能作用在廠區的地震。設備必須設計或在它作用下不需改進,即能連續運行。

  2.安全停堆地震(s2SSE)可能發生的最大地震。某些構筑物、系統和部件設計成在它的作用下仍能保持其功能。

  用連續正弦波掃描或自噪聲隨機波掃描的方法(所選的加速度水平可使試驗裝置得到好的信噪比,通常為01029)。按照設備安裝處的樓板反應譜,生成包括樓板反應譜的人造地震波作為臺面輸入信號,分別按雙軸或三軸進行抗震試驗,以考核其地震性能。為了確保試驗反應譜包絡要求反應譜,造波時應考慮10%的裕度。試驗的目的是通過電氣、儀表設備在模擬地震振動臺的振動,考核設備的剛度、強度以及設備在地震載荷作用時和作用后是否能正常工作,執行其安全有關功能。


  三、中航太克核電廠1E級工業型UPS介紹

  1、產品簡介:

  ANP系列核電專用核級UPS適用于向核電廠執行安全功能的儀控、監測和其它能動設備提供可靠能源,屬于核電安全相關設備。產品核心控制部分采用純硬件控制電路設計,無任何MCU、DSP參與,滿足核電高安全性要求。同時經過創新設計,滿足核電產品全部部件可前門維護、高抗震等級等要求。


  2、主要特性:

  •    核心控制部分采用純硬件控制電路設計,無任何MCU、DSP參與,滿足核電高安全性要求;
  •    核心功率器件采用4倍額定值冗余設計,滿足核電對工作環境的要求;
  •    系統各功能單元采用單獨列柜設計,滿足核島設備的不同需求;
  •    創新結構設計,滿足全部部件前門維護要求;
  •    強化抗機械振動設計,整機牢固可靠;
  •    采用全封閉式疊層母排技術,結構簡潔緊湊,工藝美觀大方,降低尖峰電壓等。
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