核电厂安全壳内仪表与控制电缆的老化管理
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核电厂电缆老化管理大纲的开发欧阳宏志;游洲;刘文静;李朋【摘要】电缆是核电厂中重要的电气设备,影响着电厂的安全性和可靠性.为了使电缆老化管理活动有章可循,以IAEA的系统化老化管理理念为指导,介绍了核电厂电缆老化管理大纲开发的主要内容,包括老化管理的要求、筛选原则、老化机理分析方法、老化效应的评估、状态监测方法和缓解措施、老化管理大纲与其他大纲的协调等.最后对我国核电厂电缆老化管理的实施提出几点建议.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P122-123)【关键词】电缆;老化机理;老化管理大纲;状态监测;寿命管理【作者】欧阳宏志;游洲;刘文静;李朋【作者单位】南华大学电气工程学院;中国核动力核反应堆系统设计技术国家级重点实验室;中国核动力核反应堆系统设计技术国家级重点实验室;中国核动力核反应堆系统设计技术国家级重点实验室【正文语种】中文一座核电厂包含成千上万千米的电缆和导线,大致可归为以下几类:●仪表和控制电缆(同轴、三同轴、双绞、屏蔽等类型);●低压电力电缆(电压低于1 kV);●中压电力电缆(例如,6 kV-35 kV);●一般功能电缆(接地电缆、通信电缆等)。
仪表和控制电缆(以下简称仪控电缆)的主要组成部分有:导体、绝缘材料、屏蔽层、护套、多芯导体间的填充物、外部包扎带。
与核电厂电缆老化相关的应力主要有:热应力、电应力、机械应力、辐射应力、化学应力(氧气、臭氧、潮湿/湿度)、污垢、灰尘及其他污染因素。
在上述应力中,氧气、湿度、污垢、灰尘及其他污染并不能直接产生影响,但它们能强化其他应力的作用效果,从而导致电缆材料(重点是绝缘材料和护套)的老化。
需要特别指出的是,某种形式的老化可由两种或多种应力造成,某种应力能加速另一种应力的作用效果。
核电厂电缆老化管理应以对老化机理的理解为核心,采取国际原子能机构提出的计划-运行-检查-行动循环(戴明循环)管理的系统老化管理模式,并将该模式中的各项要素融合在老化管理活动中。
浅谈核电厂机械设备老化管理措施摘要:建筑物、机械设备以及它内部的系统部件老化,是指随着时间的变化和使用后所发生的一些物理特性的变化。
老化是一个复杂多变的过程,而核电厂的老化会导致场内的防御系统遭到破坏和部分零件失效,机械故障的概率也会增高。
本文将对核电厂机械设备老化管理的措施进行进一步的探讨和研究,为相关的工作人员提供一些参考和帮助。
关键词:核电厂;机械设备;老化管理;措施有效地老化管理可以通过协调流程和了解控制并利用监测内容,从而降低核电厂部件或者建筑物老化效应的系统化的方法。
目前较为有效的防老化方法叫做PDCA循环法,对于长期电厂运行,相关的问题和策略都可以进行安全性的评估,从而保证和电厂的整体安全性的稳定。
核电厂老化管理的实施步骤(一)对老化的设备进行筛选对核电厂的老化设备进行筛选,需要充分的考虑核电厂机械相关的系统设备以及设计要求,并且找到机械设备的用材系统以及安全性能和具体的运行状况,从而找到需要进行老化管理的设备。
(二)了解设备老化的理论基础在进行需要老化管理的设备选择之后,还要了解每一个设备所需要用到的老化机里,准确开发出有效而实用的监测和减缓设备老化的方法,从而对所选用的设备进行进一步的老化管理研究。
采用老化管理行动要采取适当的老化管理活动,通过监督、维护以及运行中有效的监测和减缓进行老化管理,从而更好地控制所选设备的老化和劣化程度。
了解设备老化的理论基础。
核电厂机械老化的机理研究核电厂机械设备老化的机理分析老化机理的分析集中在制造安装、机械调试、运行检查、维修数据等等的基础上,再结合相关的理论知识以及实践运行经验,通过仔细的检测从设备的组件上找出设备老化的根本原因。
机械设备的老化机理主要包含了机械在运作过程中出现腐蚀、破碎、磨损、疲劳、脆化以及混凝土的质量降低等等各方面,还包含了热老化、腐蚀破裂、腐蚀脆化等等具体老化的现象。
机械设备的检测和老化评估在设备进行监测和老化评估时,可以将设计阶段的设备状态和安装阶段的具体状态进行进一步的确认,从而形成完善的科技系统的鉴定评估以及减缓的老化管理技术体系。
核电站仪表和控制设备可靠性及老化检测技术安未摘要:核电站控制设备可靠性及老化检测技术是中广核自主研发的针对核安全级控制设备,集检测、诊断、筛选、烤机及再鉴定的一体化技术及研发平台。
该平台通过对核电站核级控制设备老化机理研究,自主完成设备可靠性及老化检测、元器件老化识别、设备失效根本原因分析等多种技术方法和手段,对核级控制设备出现的参数漂移、性能不稳定、裕度下降等问题进行综合分析,开发出具有自主知识产权的核电站核级控制设备可靠性及老化在线检测方法,建立了可靠性和老化检测标准,开发完成可靠性和老化检测诊断系统。
本文对核电站仪表和控制设备可靠性及老化检测技术进行分析。
关键词:核电站仪表;控制设备;可靠性;老化检测技术1可靠性及老化管理仪控设备老化管理方法是对核电厂仪控设备实施老化管理,并准确评估仪控设备老化状态,确保核电厂仪控设备可靠性不会降低。
通过识别与安全相关的仪控设备老化相关参数(例如参数漂移、响应性能变差),验证仪控设备的性能,建立获取数据的措施和方法。
定期采集、分析仪控设备的性能数据,与验收准则进行比较。
老化管理的基本方法应包含但不限于以下内容:1)老化认知,了解老化是有效监测和减缓老化效应的基础。
了解仪控设备的老化降质,应确定和理解其老化机理及效应,根据现场老化管理和实施经验,制定并不断完善老化管理技术规范;2)老化监测,应研究并采用合适的监测方法对安全重要仪控设备进行监测。
监测功能参数和状态指标,跟踪仪控设备的老化退化趋势;老化监测获取的数据用于对设备的老化评估,或用于评估采取的老化缓解措施是否合适;3)缓解老化效应,实施必要的缓解措施来消除老化效应的影响,制定具体的仪控设备老化管理方法,确立“老化控制”计划,制定维修和更换策略。
在仪控设备正常运行或维修过程中采取合适的措施预防潜在的性能退化,纠正不可接受的老化降质。
2机理认知2.1老化效应了解仪控设备的老化机理和由此产生的老化效应的方法是研究构成仪控设备的具体材料在其受到环境和运行应力影响下的反应。
福清核电厂安全壳的老化管理马谷剑; 陈平【期刊名称】《《核安全》》【年(卷),期】2019(018)001【总页数】7页(P40-46)【关键词】安全壳; 核电厂; 老化管理; 核安全【作者】马谷剑; 陈平【作者单位】福建福清核电有限公司福清 350318【正文语种】中文【中图分类】TM623.8国内二代加压水堆核电厂安全壳厂房为抗震I类、安全2级构筑物,主要包括安全壳主体结构和内部结构。
安全壳厂房是继核燃料包壳、压力容器和密闭的一回路承压系统之后的第三道安全屏障。
根据《核动力厂设计安全规定》(HAF102)[1]中的规定,安全壳的功能是在运行状态及事故工况下屏蔽辐射并且包容放射性物质,保护使其免受外部自然事件和人为事件的影响。
国内核电厂安全壳厂房多数为钢筋混凝土结构,钢筋混凝土虽然是一种耐久性材料,但经验表明,钢筋混凝土构筑物经常受一些因素影响(如设计缺陷、使用劣质材料、施工不当、暴露于侵蚀性环境等)而发生老化降质[2],特别是由于国内大部分核电厂处于高温高湿的滨海地区,海风和雾气中含有的氯离子极易沉积于构筑物混凝土表面,并向其内部渗透,引起钢筋的锈蚀,进而损害钢筋混凝土构筑物的安全性和可靠性,常见的安全壳老化缺陷见表1。
为确保核电厂安全壳的安全性、完整性,核安全局发布了《核动力厂设计安全规定》《核动力厂运行安全规定》《核动力厂老化管理》等法规导则,要求电厂开展对安全壳全寿期的老化管理,此外安审中心在组织电厂开展十年定期安全评审期间会进一步审查安全壳老化管理的情况,评审结果并作为运行许可证更新能否通过的重要依据之一。
因此,安全壳厂房需要进行有效的老化管理以确保其在全寿期内健康运行,以满足核电厂安全运行的需要。
表1 安全壳老化缺陷及影响Table 1 Aging defects and influence of the containment老化缺陷对安全壳的影响空洞和蜂窝水容易进入,降低结构完整性和强度混凝土穹顶起霜钢筋腐蚀导致强度降低;金属衬里腐蚀穹顶开裂和剥落水易于进入衬里和钢筋带有钢筋束的廊道开裂钢筋腐蚀导致强度降低锚固件预应力降低,锚固件完整性受损脆化,徐变和疲劳在意外荷载或水侵入的情况下,微裂纹可能更容易聚结形成大的裂纹1 安全壳老化管理现状1.1 安全壳老化管理的规定要求国外核电相关机构,如国际原子能机构(IAEA)、美国电力研究协会(EPRI)、美国核管会(NRC)等针对安全壳厂房内钢筋混凝土部件、钢部件和预应力系统已有深入的老化机理研究及分析,并已制定了一些系统性的老化管理大纲,内容包括定期检查、性能试验、监测、预防性以及纠正性维修等,这一系列措施有助于安全壳混凝土构筑物的老化管理。
核电厂构筑物、系统和部件老化管理方法概述随着核电站的运行时间的增长,核电站的构筑物、系统和部件的老化问题已逐渐成为一个重要的管理问题。
为了保障核电站的安全运行,需要采取一系列的老化管理措施。
首先,核电站需要对构筑物、系统和部件进行定期检测和评估,及时发现老化问题。
对于已经出现老化问题的构筑物、系统和部件,需要进行及时维修或更换。
其次,需要根据核电站的不同情况,制定相应的老化管理计划和技术规范,确保老化管理工作的有效开展。
此外,还需要加强人员培训和技术交流,提高核电站的老化管理水平。
总之,核电站的构筑物、系统和部件的老化管理是一个复杂的工程,需要综合运用各种技术手段和管理方法,才能在保障核电站安全运行的同时,延长核电站的寿命。
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核电厂数字化仪控设备全寿命周期管理探索与实践摘要:在核电厂内数字化仪控设备位于核心位置,其运行状态直接的影响着核电厂整体的安全以及能源生产,因此在新时期数字化仪控设备全寿命周期管理得到了更多的人的关注,如何提高数字化仪控设备的运行稳定性,延长数字化仪控设备的使用寿命成为了亟待解决的问题。
基于此,本文将对核电厂数字化仪控设备全寿命周期管理探索与实践展开研究。
关键词:核电厂;数字化仪控设备;管理与探索;寿命验证方法前言:核电厂数字化仪控设备的使用寿命直接的关系着核电厂的运维成本以及可持续发展性,如果数字化仪控设备的更新速度过快,在较短的时间内就出现了仪器设备的老化问题,将会导致核电厂运行与维护方面的成本大幅度增加,极容易让核电厂承受过大的发展压力,逐渐的出现入不敷出的问题,无法满足人们在能源使用方面的迫切需求。
由此可见,对核电厂数字化仪控设备全寿命周期管理探索与实践进行探究是十分必要的,具体策略综述如下。
1核电厂数字化仪控设备失效与老化机理1.1数字化仪控设备老化任何仪器与设备在长期的使用都会出现老化问题,而数字化仪控设备在核电厂内作为“中枢神经”始终保持着运行的状态,其老化的速度也必然会加快,使得数字化仪控设备在较短的时间内就因老化而出现了停止运行的现象。
一般情况下核电厂在引进相应数字化仪控设备后会先对其设计的寿命周期进行采集和记录,以此作为依据设置下一批数字化仪控设备的引进时间,以保障在上一批次数字化仪控设备实效后能够及时的进行设备的更换,保障核电厂运行的稳定性和可靠性,避免因数字化仪控设备更换不及时而造成的负面问题的出现,让核电厂供能能够始终维持稳定且安全的状态。
另外,开展精准的数字化仪控设备寿命验证工作对于提升设备全寿命周期管理水平也有着较大的帮助,核电厂应当加强对这一方面的优化,进而在实现对数字化仪控设备实际使用寿命周期的精准掌握的同时制定更具针对性的养护计划,实现对全寿命周期的有效延长,让数字化仪控设备的作用与价值可以得到更大的发挥,进而在实现数字化仪控设备全寿命管理的有效性的同时达成切实维护核电厂核心利益的目的,让核电厂的发展得到更为有利的保障。
核电厂关键仪控系统设备老化机理分析及应对策略摘要:本文分析了核电厂关键仪控系统设备老化的机理和对策,介绍了关键仪控系统设备老化对核电机组安全运行的影响,提出通过物项替代、设备改造和优化PM等手段解决关键仪控设备老化问题,保障核电厂的长期安全稳定运行。
关键词:核电;仪控;老化机理;对策1 仪控设备老化研究的意义随着核电站运行时间的增加,各种类型的仪控设备会出现不同程度的老化,绝缘、测量精度及响应时间等性能的恶化,导致传感器的可靠性降低,参数漂移和闪发故障越来越频繁。
据 WANO(World Association of Nuclear Operators:世界核运营者协会)运行事件的统计显示约 10% 的核电运行事件与传感器有关,导致多起重要设备的停运,机组后撤,甚至是停机、停堆等事故的发生。
因此仪控设备老化相关问题在核电站中尤为重要,无论在安全性还是经济性上尽早采取预防措施都是非常必要。
为了提高核电站安全性和可靠性,世界核电大国不约而同地开展核电站仪控设备老化管理和延长运行寿命的研究工作,指导有关预防性维修的开展,保证核电站安全有效的运行。
国内也充分的认识到仪控设备老化问题的重要性,也开始进行相关研究工作,仪控设备老化问题的研究具有很重要的实践意义、经济价值和技术战略地位。
2 仪控设备老化存在的问题随着核电站服役年限的增加,仪控设备今后将存在两大老化问题。
其一是技术性老化:由于技术更新、市场竞争和企业兼并而引起的备件采购难问题。
其二是设备功能性老化:由于设备本身老化而引发的性能下降,主要表现为部分元件的性能降低(如电解电容、橡胶材料)、氧化或端子松动引起的接触不良(表现在电缆、接线端子排、切换开关、控制板的插座、连接头、电源等)。
通过总体归纳和分析,认为主要的原因在于三个方面:第一个方面是一些设备生产厂家倒闭或转型,仪控设备的备件停产,导致现场无备件可用。
第二个方面是由于仪控计算机技术的发展,厂家对早期产品升级,现场旧设备运行维护困难。
核电厂仪控设备的可靠性及老化管理研究与实践 邵乾坤发表时间:2020-01-13T14:11:02.270Z 来源:《基层建设》2019年第28期 作者: 邵乾坤 金扬扬[导读] 摘要:核电厂仪控设备直接影响着核电厂的整体运行。
海南核电有限公司 海南省 572733
摘要:核电厂仪控设备直接影响着核电厂的整体运行。对核电厂仪表和控制设备(以下简称仪控设备)的可靠性及老化管理方法、管理过程、技术要求、老化缓解措施及现场实施流程进行了研究和总结。适用于核电厂现场运行仪控设备及备件的可靠性和老化管理,可用于仪控设备老化识别与分级、监测诊断仪控设备老化降质,制定老化缓解计划,指导现场实施,并进行仪控设备老化降质和寿命评估,提高核电厂仪控设备运行的可靠性。
关键词:核电厂;仪控设备;可靠性;老化管理
引言
核电站设备类型众多,数量庞大,综合考虑设备对机组核安全、发电能力的影响以及设备本身的价值、设备检修要求等方面,将设备进行分级管理,制定合理全面有效的预防性维修策略是确保核电站安全、稳定、经济发电的重要保障。 1老化机理
仪控设备寿命与其内部所有元器件老化降质有关,最短寿命的元器件通常决定仪控设备的寿命。元器件“老化”的实质是材料或设备的特性随时间发生变化。大多数情况下,一个电子元器件的寿命受限于绝缘材料老化,这是由于介电强度退化。此外,电子元器件的参数随时间发生变化,如漏电流或直流增益增大会导致这些元器件老化。许多物理应力会导致元器件老化,如电流、电压或电阻发热是电子元件的固有现象。外部应力,如环境温度、辐射、振动、冲击,或其他机械和化学应力都会加速元器件的老化。高温以及温度循环也是电子元器件和电子设备老化的主要原因。
但并不是所有失效都与老化相关,也会有其他原因,如器件制造质量或设计缺陷。限于篇幅,本文仅简要分析两种典型仪控设备的老化失效机理作为参考。
(1)电解电容
电解电容的主要老化机理是电解液通过端盖的密封泄漏,这是一个与橡胶密封有关的特殊问题,如果橡胶性能严重降质,会形成电解液泄漏通道。当温度为20℃时,一个典型的电解电容的老化过程可能需要10年(根据制造的工艺和材料品质,寿命有所不同),高温则可加快这个老化过程。温度(环境)、电压和纹波是导致电解电容故障的诱导因素,会加速电解液蒸发。电解液的流失增大了等效串连电阻,减小了电容容量,最后电容会因开路或短路而失效。
核电站仪表和控制设备可靠性及老化检测技术探讨摘要:本文件总结了核电站仪表和控制设备。
以下简称仪控设备的可靠性和报废管理方法、管理流程、技术要求、报废减缓措施和实施程序。
它可用于管理核电站中仪表和控制设备及备件的可靠性和淘汰性。
它可以用来识别和分类仪器和控制设备的陈旧性,监测和诊断仪器和控制设备的陈旧性和退化,制定限制陈旧性的计划,管理其在现场的实施,评估仪器和控制设备的陈旧性和使用寿命,以提高核电站的仪器和控制设备的可靠性。
关键词:可靠性;老化管理;预防维护引言核电站控制设备可靠性试验和老化技术是中广核集团为核安全管理设备开发的综合技术和研究平台,包括测试、诊断、控制、老化和再老化。
该平台对滑动参数、运行不稳定和存量退化进行了深入分析,研究了核电站控制设备的老化机理,并开发了基于知识产权的核电站控制设备可靠性和老化的独立评估方法。
开发可靠性和老化测试方法,定义可靠性和老化测试标准,开发可靠性和老化测试和诊断系统。
可靠性和老化测试技术可以实现建模、运行维护、功能测试、故障诊断、前兆故障检测、老化分析和缓解、NPP控制设备备件的可靠性测试和验收,以及开发各种控制装置和设备的维修平台、BOO和备用设备的可靠性测试、车轴电子部件的测试和验证。
1研究方面的技术革新可靠性和老化试验技术及平台;在国内率先引进可靠性和老化试验技术,用于核电站控制设备的诊断性试验;自主开发核电站可靠性和老化管理的方法和技术;制定和实施可靠性和老化管理的技术标准和维护策略。
制定网络可靠性和老化测试,以防止设备故障和排除关键仪器的故障;测试和采购备件,管理过时的库存;分析仪器故障的原因,并提供反馈,以改善维护策略。
制定控制设备的检修和维修方法和标准,诊断早期偏差或故障,并在维修后修改设备;对现有设备和替换设备进行性能、操作和可靠性测试;为检修和替换遗留设备测试电子元件,选择适当和可靠的电子元件。
主要的创新包括。
开发一个基于网络的MID诊断工具,在不拆除PCB的情况下检测和诊断组件的性能和异常情况;识别磨损和过时的设备;在出现故障迹象之前更换异常的组件。
核电厂老化管理的内容模版一、背景介绍1. 核电厂老化管理的重要性2. 核电厂老化管理的目的二、核电厂老化管理体系1. 质量管理体系2. 风险管理体系3. 健康管理体系4. 安全管理体系三、核电厂老化管理的主要内容1. 设备老化管理a. 设备老化分析方法b. 设备寿命评估方法c. 设备老化预警与控制方法2. 材料老化管理a. 材料老化机制分析b. 材料老化检测方法c. 材料老化控制方法3. 人员老化管理a. 人员健康监测与评估方法b. 人员老化防护措施4. 系统老化管理a. 系统老化分析方法b. 系统老化评估方法c. 系统老化监测与维护方法四、核电厂老化管理的实施步骤1. 建立老化管理组织架构2. 制定老化管理规章制度3. 开展老化管理培训4. 实施老化管理工作5. 进行老化管理评估五、核电厂老化管理的挑战和解决方法1. 技术挑战a. 老化机制研究b. 老化预测方法改进c. 老化控制技术突破2. 经济挑战a. 老化管理成本控制b. 老化管理效益评估c. 老化管理投资回报分析3. 组织挑战a. 老化管理组织架构优化b. 老化管理流程优化c. 老化管理人员培养六、案例分析1. 案例一:某核电厂老化管理的成功经验2. 案例二:某核电厂老化管理的挑战与解决七、结论核电厂老化管理是确保核电厂设备、材料及系统安全、可靠运行的重要手段。
通过实施科学、系统的老化管理,可以延长核电厂的寿命,提高运行效率,降低运行风险。
为核电厂迈向可持续发展提供有力保障。
八、参考文献。
仪表安全管理措施(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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编订:__________________审核:__________________单位:__________________核电厂老化管理的内容(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-6361-95 核电厂老化管理的内容(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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秦山第二核电厂废物流按照放射性可分为非放废物流和放射性废物流两大类。
非放废物流主要包括工业废物、电站污水、循环冷却水等;放射性废物流包括工艺废物流和服务废物两大类,而工艺废物流可分为废气、废液和固体放射性废物,服务废物包括可压缩和不可压缩或可燃与不可燃废物。
所有放射性废液均由核岛废液排放系统和常规岛废液排放系统检测排放,放射性气体通过位于核辅助厂房顶部的烟囱排放,固体放射性废物经固化或压缩打包后贮存在废物暂存库。
1 秦山第二核电厂废物流管理程序秦山第二核电厂废物流的收集、分类、贮存、处理、排放、固化、包装、运输和暂存等一系列管理活动除满足国家标准外,还遵循秦山第二核电厂的管理程序。
为了使废物流的处理和排放满足国家标准,除在系统的设计中严格执行国家标准外,秦山第二核电厂遵照国家环保部门和本地区的环境特点以及参考电站的经验制定了一系列运行和管理程序:放射性废物管理大纲放射性废气排放程序放射性废液排放程序放射性废液和废气系统的运行管理废液和废气处理设备的一般运行原则放射性固体废物的跟踪放射性固体废物的管理工业废物的管理放射性废物进出控制区管理规定以上程序规定了核电厂废物流的处理路线和各部门的职责,制定了放射性废气和废液排放过程的管理措施,并对固体废物的跟踪、分拣、打包、固化和在暂存库的贮存制定了切实可行的管理政策。
核电厂生命周期全过程的老化管理作者:王炼刚来源:《现代企业文化·理论版》2017年第14期摘要核电厂设备会因某种或多种机理老化的问题而失去效用,为了预防重要设备可能发生的失效现象,确保其安全,老化管理的措施是极其必要的。
本文以国际原子能机构的核电厂老化管理和核安全导则为基础,针对核电站的各个方面多角度的进行老化管理工作。
以此来提升核电厂的核安全水平。
关键词核电厂生命周期老化管理日本福岛核电站事故的发生,给我国核电业敲响了警钟,虽然因此对国内的核电发展情况更加予以重视,并提出了更为严格的要求,但目前核电厂并没有对能源的结构进行改进,在目标上,节能减排和加速核电事业的发展是不变的。
因此,应积极学习最新的核电厂老化管理方法,加快落实,以切实保证核安全。
一、全寿期老化内容的管理(一)老化管理的策略工作以核动力厂设计安全规定与核动力运行安全规定作为核电厂老化管理的依据。
在核动力设计规定中,在一个单元内讲到了设备阶段老化管理的要求,在正常的运行下,与假想事故等一些其他环境下的老化与磨损程度,在一定情况下,对实验、检测与检查等一系列措施。
在核动力厂的安全规定上说明,运营者需要积极推出管理老化管理的相应对策,以按照设计、搭建、试验、运行与退役的不同阶段,开展不同阶段的老化管理策略工作,将以往传统的老化管理更新为全寿期的老化管理。
与此同时,运营者应明确自身职责,作为核电厂全寿期老化管理的主要负责人,对于各个方面,和老化管理的各个项目都要予以有效控制。
(二)遏制老化失效的方法核电厂各个阶段的生命周期需求生成的活动,是一系列技术的主导、活动的责任与实施的主要负责人,重要环节上有着两个重要因素,一是在设计阶段上要积极开展保障核安全设备的鉴定活动,以确保设备在初始工作时,就处于稳定的运行状态,二是在运行阶段设立系统的完善的管理标准,并展开与老化管理相应的活动。
而在核安全相关的设备周期上,需要以鉴定设备的方式来证明是否运行正常,可以在运行故障未来临时,按照其设计目标科学合理的执行相应的安全功能的活动。
核电厂老化和寿命管理戴忠华刘鹏大亚湾核电运营管理有限责任公司(DNMC) 518124摘要本文概述了IAEA对核电厂老化管理的基本要求和所推荐的实施老化和寿命管理的方法;介绍了DNMC实施老化和寿命管理的工作方法和实践。
文章指出老化和寿命管理工作首先要将精力集中在核电站的关键设备上,然后逐步扩大范围;并且随着经验数据的积累,工作重点逐步由老化机理理解、敏感部件筛选向老化趋势分析和寿命评估转变。
关键词核电厂老化寿命管理1.概述通常,核电站的设计寿命为40年。
目前,一些国家早期建造的核电站已经接近它的设计寿命,为了延寿到60年寿命,必须对核电站进行全面的安全和经济评估,以及相关的改造。
但是,仍然有一部分核电站由于在建造和运行阶段,没有实施良好的老化管理,而被迫退役,例如美国,这部分退役的核电站将占美国核电站总数的20%左右。
从而,20世纪80年代后,如何在核电站实施有效的老化和寿命管理成为了一个国际关注的课题。
各个国家都在这方面注入了大量精力进行研究和改进,对于保证核电站安全裕度、挖掘核电站的经济潜力、提高核电竞争力方面做出了重要贡献。
其中,IAEA为了规范化老化和寿命管理工作,在吸取了各个国家的的良好实践后,归纳和总结出了一套系统的老化和寿命管理方法,并且编写成了技术导则,为国际上老化和管理的开展奠定了坚实的基础;美国NRC制定了一系列法规要求,为核电站老化管理提出了明确具体的要求,规范核电站老化管理工作的开展。
在十年安全审查中,大亚湾核电按照核安全局的要求,对核电站的老化管理状况进行了认真的审查,通过本次审查中发现的不足,结合国际先进的经验和良好实践,开展了一系列活动,以求不断完善核电站老化和寿命管理体系。
2.老化和寿命管理的方法IAEA核电厂寿命管理技术工作组(TWG-LMNPP)依据成员国的建议,推荐实施设备老化和寿命综合管理。
图1标明了设备部件的老化和寿命管理之间的总体关系;理解老化机理和参数就可以管理和改进部件的老化曲线,从而延长了部件的寿命。
核电厂安全壳内仪表与控制电缆的老化管理
集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
核电厂安全壳内仪表与控制电缆的老化管理摘要:在调研国际上核电厂安全壳内仪控电缆老化管理文献资料的基础上,介绍了仪控电缆的组成及老化机理,叙述了仪控电缆的环境鉴定、状态监测、寿命评估等方面的内容,希望对国内开展此项工作有所帮助。
仪控;电缆;老化;安全壳;核电厂
Abstract:Basedonsurveyingthedocumentsofthemanagementofageingofi n-
containmentinstrumentationandcontrolcablesusedinNPPs,thispaperb riefly
introducestheI&Ccableconstructionanddegradationmechanism,anddes cribes
suchaspectsastheenvironmentalqualification,conditionmonitoringm ethods,
lifepredictionetc.ofI&Ccable,which,asauthorshope,willbehelpfulf or
launchingtheresearchinthisfieldinChina.
Keywords:InstrumentationandControl;Cable;Ageing;Containment;NPP
随着核电厂数量的增加及运行时间的延长,核电厂设备的老化效应越来越引起人们的关注,如何对核电厂的老化实施有效管理、确保在役核电厂的安全性和可靠性,引起了国际原子能机构(IAEA)和世界核电大国的严重关注,并已开展了广泛的工作。
作为核电厂安全重要部件之一,安全壳内仪表与控制电缆的老化评估与管理也得到了深入的研究,取得了较多的研究成果。
IAEA和国际主要核能机构已发表了不少专题报告[1]-[4]。
我国的秦山、大亚湾核电厂投入运行已有10多年的历史,虽然运行时间不是很长,但已面临安全壳内仪控电缆的老化问题,随着服役时间的增加,这一问题会更加突出。
目前,国内还没有对安全壳内仪控电缆老化评估及寿命管理的系统研究,笔者在相关文献资料的基础上,介绍核电厂安全壳内仪控电缆老化管理的内容,以期对开展这项工作有所帮助。
1仪控电缆及其使用环境
核电厂包含了成千上万公里不同型号及规格的电缆,这些电缆构成了中压动力回路、低压动力回路、控制回路、仪表回路、接地回路等,表1为双机组核电厂各种回路的分布情况
1.1仪控电缆的用途及组成
仪表电缆是一种低压、低容量的电缆,连接各种各样的变送器、传感器,传输数字或模拟信号;控制电缆也是低压、低容量的,应用于控制开关、泵、阀门等的操作机构、继电器和接触器的控制回路。
构成仪控电缆的主要部分有:导体、绝缘材料、屏蔽、护套、多芯导体间的填充物、外部包扎带。
所谓电缆的老化,指的是电缆结构中有机材料的老化。
虽然填充物和外部包扎带也是有机物,但对电缆老化的影响并不大,因此,研究的重点是针对绝缘材料和护套。
电缆所使用的绝缘体和护套的组成是由一些添加剂和填料合成的聚合材料,在核电厂中,仪控回路使用乙烯基、丙烯基合成的橡胶,玻璃纤维,以及以氯磺化聚乙烯、聚乙亚胺等为绝缘材料的电缆。
1.2仪控电缆的工作环境
安全壳内部仪控电缆放置在不同的使用环境下,最重要的影响因素是自然环境,主要是有氧气存在时温度、湿度、核辐照的影响,温度、湿度、核辐照的值应从设计文件中取得。
在正常运行情况下,安全壳内不会受到湿度的影响。
辐照的影响可从相关技术数据中获得,在40年时间内,正常运行情况下,安全壳内辐照的最大累计值为3×107rad。
安全壳内的仪控电缆一般不会受到震动的影响,除非有特殊要求,否则,不考虑由于震动引起的老化问题[5]。
2电缆的老化机理
在现场环境下,电缆的绝缘和护套等聚合物材料随着时间的推移会发生各种缓慢的、不可逆的化学变化和物理变化,这些变化就是电缆的老化过程。
从宏观上来看,表现为材料的延伸率降低,即材料的抗拉强度减弱;护套材料的硬度或抗压模量增大;材料的密度增加;电气性能改变(如介质损耗增加)。
电缆的老化机理可分为影响分子结构的化学老化机理和影响材料混合物成分的物理老化机理。
2.1化学老化机理
(1)高分子链断裂:一个高分子链断裂为2个或多个新链,一般为烷氧基或过氧化根断链,导致物质性质的改变。
(2)交联反应:在2个相邻高分子间共价键的结构发生交联,使原先物质的有效成分减少。
(3)氧化反应:这是一种自由基的链式反应,在氧化反应开始阶段,在温度和辐照的影响下,由于共价键的断裂而产生反应性物质,即自由基,氧化反应既导致断链,又生成交联,这取决于氧化链式反应过程中各阶段的分子运动情况,它随着聚合物中添加剂的不同而不同。
(4)氧扩散控制过程:聚合材料中自由基的初速率大于溶解氧扩散的速率时,老化快慢由氧扩散来控制。
(5)协同效应:当各个环境因素的综合影响大于其各个单一影响之和时,会产生这种效应,如对聚合物而言,既受热,又受到辐照。
2.2物理老化机理
(1)增塑剂蒸发:材料表面的增塑剂向周围的空气中挥发,其留下的空隙又被由材料的核心向表面扩散的增塑剂所填塞,这2种挥发和填塞的分子运动并存,强弱由温度所决定。
(2)增塑剂迁移:在使用增塑材料的多层电缆中,增塑剂在不同材料层间迁移,直到各层材料中的增塑剂达到均衡状态。
3环境鉴定
为了保证电缆的设计裕度,必须采用环境鉴定的方法,通过加速老化试验,模拟电缆在运行寿期末经受设计基准事件,验证电缆可以保证其功能,从而证明电缆在服役期的可靠性能。
许多国家环境鉴定依据的标准是IEEE-323[6]、IEEE-383[7],前者是针对核电厂所有1E级设备的一个通用的标准,后者叙述了针对1E级电缆的试验方案。
3.1加速老化试验
在正常运行时,湿度、化学物质等对电缆的老化影响很小,加速老化试验是模拟电缆在实际运行中受到的热、辐照等环境因素,表3为主要核电大国进行热老化和辐照老化的试验条件[8]。
不管是热老化还是辐照老化,试验容器都是通风的,这样可以模拟安全壳内氧气的存在。
(1)进行聚合物的热老化,普遍应用Arrhenius方程:
ts/ta=exp[Ea/B(1/Ts-1/Ta)]
其中:Ts为在役温度,Ta为加速老化温度,ts为对应于在役温度Ts的老化时间,ta为对应于加速老化温度Ta的老化时间,Ea为活化能,B为波尔茨曼常数。
Arrhenius方程既可用于在给定的测试时间下求取加速老化温度,也可用于在给定的加速老化温度下求取测试时间。
但该方程受制于以下3个条件:老化仅由单一化学反应所引起;就是对同一种材料,在不同的温度范围内,其活化能是不同的;通过在不同温度和时间范围内对材料的样本进行试验,得到诸如老化时间及温度条件的试验参数。
这样,某一材料在一定范围内的时间与温度的对应关系外推至另一范围时,有可能不一定成立。
确定活化能的精确值是加速老化试验的关键,除了通常采用的伸长测量法之外,还有微观量热法、气体分析法、化学发光法等。
(2)对大多数有机材料而言,辐照的影响仅与材料受到的辐照总量有关,而与辐照率及种类无关,这就是等量剂量/等量损伤的模式。
辐照老化采用伽玛源,如钴60,在辐照率不大于1Mrad/hr的情况下,针对正常
运行条件,加速老化剂量可达50Mrad。
如果不止一种放射源,则可依此进行试验。
(3)对大部分材料来说,对其进行热老化及辐照老化的试验并没有严格的先后次序,一般来说,先进行热老化试验,再进行辐照老化试验,然后是主管道破裂(MSLB)及失水事故(LOCA)条件下的试验。
在某些情况下,如有氧环境,对于某些材料如PVC制成的护套,加速老化时要考虑辐照率和老化次序的协同效应的影响。
氧气对老化的作用很显着,在试验容器中,要保证氧气的供给。