AMS(KYN96)―12kVlE级核电中压开关设备的鉴定和应用

AMS(KYN96)―12kVlE级核电中压开关设备的鉴定和应用

【摘　要】　结合我国核电发展的现状和特点,介

>> AMS(KYN96)-40.5kV中压开关柜高海拔的改造应用 AMS智能设备管理在化工领域的应用 Radware AMS：全面的攻击缓解解决方案 浅谈AMS系统及条码技术在资产清查中的应用分析 AMS分段精度管理方法的开发与应用 ANP基因多态性对AMS发生及低氧习服效果的影响 基于AMS软件的双曲分段外板余量控制方法 温脾实肠法组方治疗脾阳不足泄泻的实验研究对血清中AMS\LDH及SDH活性的影响 AMS：让IT系统更有生命力 Radware AMS：将攻击拦截在网络边界 ams访现代工程师 贝尔曼 ams对话 斯蒂法诺?多梅尼卡利 核电总承包项目1E级中压开关设备采购管理 KYN28A―12型开关发热问题分析 中压开关设备的发展动态 浅谈户外中压开关设备的发展 KYN44-12开关柜内部电弧故障的结构设计 KYN28A―12高压开关柜验收应注意的问题 KYN28A―12型高压开关柜接地刀闸的改造研究 KYN28-12与NXAIRS两种开关柜的性能对比 常见问题解答 当前所在位置：中国论文网 > 科技 > AMS(KYN96)―12kVlE级核电中压开关设备的鉴定和应用 AMS(KYN96)―12kVlE级核电中压开关设备的鉴定和应用 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，请告知我们")

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【摘　要】　结合我国核电发展的现状和特点,介绍了核电站1E级核电中压开关设备分级、定义、主要要求;总结AMS(KYN96)-12kV中压开关设备进行1E级核电设备的鉴定程序,为国内同类型开关设备厂家提供参考。同时介绍了AMS(KYN96)-12kV 1E级核电中压开关设备的产品范围。

【关键词】　AMS(KYN96)-12kV　1E级核电设备　鉴定试验

0　引言

AMS(KYN96)-12是阿海珐输配电华电开关(厦门)有限公司设计开发的一款先进的12kV中置式金属铠装封闭开关设备,2005年起在国家高压电器质量监督检验中心和德国IPH实验站以及荷兰KAMA实验站通过了全套的型式实验。该产品方案齐全、电气参数高,额定电流达到4000A、额定短路开断电流50kA;配置性能可靠的VEP户内中压固封式真空断路器和具有短路关合能力及快速合闸机构的ESw型接地开关;具有成熟可靠的“五防”闭锁装置,完全实现柜前关门操作;已在国内市场中大量使用,为发电厂、电网及公用变电站中的电动机、变压器、电容器及大多数配电线路提供可靠的集中控制及保护功能;在国外市场如南非,澳大利亚,沙特等国家也得到广泛应用。

为进一步提升产品质量,拓展市场知名度,阿海珐输配电华电开关(厦门)有限公司的VEPl2固封式真空断路器和AMS(KYN96)-12中压开关柜在2005年先后通过了核电1E级认证,并相继获得了巴基斯坦恰希玛核电站和我国秦山一期核电站的安全岛和常规岛订单。1中国核电厂建设的发展现状和特点

2007年11月初,国务院正式批准了国家发展和改革委员会上报的《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,这标志着我国核电发展进入了新的阶段。

《规划》提出,我国的核电发展指导思想和方针是:统一技术路线,注重安全性和经济性,坚持以我为主,中外合作,通过引进国外先进技术,进行消化、吸收和再创新,实现核电站工程设计、设备制造和工程建设与运营管理的自主化,形成批量建设中国自主品牌大型先进压水堆核电站的综合能力。

同时也制定了发展目标是:到2020年,核电运行装机容量争取达到4000万kw,并有1800万kw在建项目结转到2020年以后续建。核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2%提高到4%,预计总投资约4000亿元,核电年发电量达到2600亿～2800亿kw・h。

目前中国已建成和在建的核电厂共有16个,主要分布在浙江5个、广东4个、福建2个、山东2个、江苏1个、海南1个、辽宁1个,其所在区域主要是沿海省份且能源较少负荷密集较大。

而且,据中国国家发改委能源系统研究室主任姜克隽透露,未来10年中国将要修建的核电站规模达到其他国家总和的三倍,中国不久将宣布更宏伟的目标,即到2020年和2050年分别将年核能发电能力提高至7000万kW和4亿kW。很明显,中国核电的快速发展已经是大势所趋,其实际建设进度已经远远超过了《规划》目标。

目前,中国正在论证和申报的拟建核电厂项目有28个,主要分布在广东6个、湖南4个、安徽2个、广西2个、福建2个、辽宁2个、山东2个、河南1个、浙江1个、湖北1个、吉林1个,四川1个、重庆1个、江西1个、江苏1个等15个区域,涵盖了中国大部分的区域,形成遍地开花的势态。

从《规划》中,我们可以看出中国的核电厂建设主要以中外合作、坚持以我为主,通过引进、吸收和再创新,形成中国自主知识品牌的核电厂建设技术。因此,我们可以预测未来中国核电厂的建设主要有以下特点:

(1)采用“共同设计、共同建造、以我为主、互惠合作”的建设模式

(2)形成具有中国自主知识产权的大型先进压水堆核电厂技术

(3)核电厂用的关键设备、关键材料等实行自主研发和制造

(4)核电厂用电气设备将逐步改变进口或合资产品一统天下的格局,国内开关设备制造厂商将迎来良好的发展机遇,国产柜+合资断路器的组合将逐步取代进口成套或者合资成套的格局。

2　核电厂用中压开关设备的分级、定义和主要要求

2.1　核电厂用中压开关设备的分级

核电设备不同于一般民用工业产品,尤其是与核安全有关的设备,其性能好坏和运行可靠与否直接影响到核电站运行的安全性、可靠性和经济性,因此,核电设备的设计需经过严格的设计验证,核电设备要通过试制样机进行设备鉴定后,方能应用于核电厂中。

因此,核电厂对于中压开关设备有着严格的要求。根据中压开关设备所执行功能的安全级不同,可分为安全级设备和非安全级设备:

安全级设备,即核电lE级设备,需要通过1E级鉴定。

(1)非安全级设备,无须通过核电1E级鉴定;

(2)安全级设备,即核电lE级设备,需要通过lE级鉴定。

2.2　核电厂用中压开关设备的定义

核电IE级中压开关设备又叫安全级中压开关设备,即所谓的“与安全有关”和对“安全重要”的设备,主要承担以下功能:

(1)执行紧急停堆功能;

(2)执行安全壳隔离功能;

(3)执行堆芯应急冷却功能;

(4)执行反应堆余热导出功能;

(5)防止放射性物质进入环境功能。

核电1E级中压开关设备由于要执行一些重要的安全功能,因此必须进行热老化、湿热老化、功能试验、辐照试验、机械振动等模拟正常工况试验和地震试验等模拟事故工况试验。

2.3　核电厂用中压开关设备的质量体系要求

由于中国的核电厂引进了多国的核电技术,如美国、法国、俄罗斯等,因此在质量体系上就存在多种不同版本:

(1)国际原子能机构的IAEA发;

(2)美国的ASME;

(3)法国的RCC;

(4)中国的HAF003。

2.4　核电厂用中压开关设备的寿命要求

核电厂用lE级中压开关设备由于其特殊的重要性,因此其使用寿命必须要有明确的期限要求,一般规定如下:

(1)设备的确定寿命期限;

(2)不可更换部件的确定寿命要等同于核电厂设计寿命;

(3)可更换部件的寿命要确定其更换的周期。

2.5　核电厂用中压开关设备的抗震要求

核电厂用1E级中压开关设备属于安全级设备,必须具备抗震1类能力,即要求他们在安全停堆地震载荷下保持结构完整性或保持其功能。因此,核电1E级中压开关设备在其寿命末应能经受起安全停堆地震(SSE)和运行基准地震(0BE)考核,其结构的完整性和功能不应受到影响。

(1)安全停堆地震(SSE);

(2)运行基准地震(OBE)。

3　核电1E级中压开关设备的鉴定程序

3.1　核电1E级中压开关设备的鉴定流程图

鉴定流程如图1所示。

3.2　核电1E级中压开关设备鉴定的关键点

(1)待鉴定产品规格的确定;

(2)待鉴定产品鉴定寿命的确定;

(3)待鉴定产品元器件的选择;

(4)安全级与非安全级零部件的确定;

(5)开关柜中非金属材料活化能的确定;

(6)开关柜中非金属材料运行温度的确定;

(7)加速老化试验温度和时间的确定;

(8)运行老化试验次数的确定;

(9)抗震试验频谱的确定。

3.3　待鉴定产品规格的确定

目前,核电厂关于中压开关设备招标的技术规范中,对中压开关设备的技术要求主要集中在:

(1)所有开关柜的关合能力均应达到3倍的短路开断能力;

(2)所有开关柜的IP等级均要达到IP41级;

(3)进线柜的主要参数为12kV、3150A、50kA、150kA;

(4)出线柜的主要参数为12kV、1250A、50kA、150kA;

(5)F-C柜的主要参数为7.2kV、315A、50kA、150kA;

(6)断路器的直流分量开断能力要达到50%以上。

3.4　待鉴定产品鉴定寿命的确定

目前,对于三代核电,其核电厂的设计寿命均可以达到60年以上,这就要求1E级开关设备不可更换器件的寿命也要达到核电厂60年的使用寿命,因此现在有些厂家在做产品鉴定寿命时,往往把鉴定寿命提高到60年。

但是,也有部分专家对此提出了异议,认为电气设备的更新换代速度非常快,且lE级中压开关设备在核电厂中并不属于不可更换器件,因此1E级中压开关设备无需满足60年的鉴定寿命,但是必须明确指出设备的更换周期。

3.5　待鉴定产品元器件的选择

待鉴定的1E级开关设备中需要使用大量的元器件,由于核电lE级开关设备的特殊性,其中一些关键元器件的选型就格外重要,元器件的选型不仅要满足1E级鉴定的顺利通过,而且还要达到长期供货和售后服务的要求,而且元器件的制造工艺和技术还不能完全掌握在外资企业手中,以防由于国家间的政治变化而引起的产品禁运、服务终止等不可抗因素。

(1)所选产品是否通过了核电1E级鉴定;

(2)所选产品是否有核电厂安全岛运行经验;

(3)所选产品的技术是否完全掌握在外资企业手中;

(4)所选产品是否被列入对外核禁运的名单中。

3.6　安全级与非安全级零部件的确定

区分样机哪些零部件需要做老化试验,哪些零部件不需要做老化试验。对于需要做老化试验的安全级零部件,则要确定老化温度和时间,以便于进行热老化试验。

安全级零部件与非安全级零部件的判别标准是:和开关柜执行安全功能有关的零部件为安全级零部件;不影响开关柜执行安全功能的零部件为非安全级零部件。

3.7　开关柜中非金属材料活化能的确定

需要鉴定的开关柜中非金属材料活化能的确定原则:

(1)根据权威试验室(如美国WYLE)提供的数据并增加一定的裕度;

(2)根据国内权威试验验证机构提供的数据并增加一定的裕度;

(3)根据以往鉴定试验的取值并增加一定的裕度。

3.8　开关柜中非金属材料运行温度的确定

在确定开关柜中非金属材料的等效老化时间时,必须依据非金属材料的运行温度,通过阿伦纽斯公式折算出等效的老化时间。而要计算出材料的运行温度,则需要以下信息:

(1)开关柜外部的年平均运行环境温度,一般取25℃;(2)开关柜内内部的平均温升,一般取10℃;

(3)主回路元器件(如断路器、触头盒、穿墙套管、电流互感器等)在1.1倍额定电流下的允许温升取行业标准值75K,而其他特殊部位(如绝缘拉杆等)应取温升试验验证的值;

(4)降容因子取0.75,年负荷率取100%。

3.9　加速老化试验温度和时间的确定

在确认加速老化试验温度之前,应确定各种非金属零部件所能承受的最高温度,加速老化温度的取值不能超过非金属材料所能承受的最高温度。一般取值如下:

(1)主回路元器件的加速老化温度一般取115℃;

(2)二次回路元器件的加速老化温度一般取100℃。

在确定完加速老化温度后,结合外部年平均运行环境温度、内部平均温升、元器件的自发热温升以及加速温度、材料的活化能、预期鉴定寿命等,通过阿伦纽斯公式,即可计算出等效老化时间。

3.10　运行老化试验次数的确定

所有可操作的开关元器件(譬如断路器、接触器、微动开关、辅助开关等)均应进行运行老化试验,以验证其在寿命期内的运行可靠性。

运行老化试验次数的确定原则是根据用户对开关设备的使用规律,计算出开关设备在寿命期内的动作次数,并增加一定的裕度,作为开关设备运行老化试验的检验次数,以考察开关设备在寿命期末时的动作特性。

3.11　抗震试验频谱的确定

中压开关设备抗震频谱的选择以“最大可能覆盖所有核电厂地震频谱”为原则,使中压开关设备在通过抗震试验验证后,能够最大限度地应用于所有核电厂中。

(1)试验样机在经过5次运行基准地震(OBE)测试后,试验样机不应有螺栓螺母松动脱落现象,试验样机结构应没有裂痕,也没有任何损伤。

(2)试验样机在经过1次安全停堆地震(SSE)测试后,试验样机不应有螺栓螺母松动脱落现象,试验样机结构应没有裂痕,也没有任何损伤。

试验样机在试验前、试验后均应进行性能试验,在试验中应进行功能监测。试验数据应能证明试验样机在抗震试验前、后,性能无明显变化;在试验过程中,各功能正常。

4　AMS(KYN96)-12 lE核电开关设备的产品-范围

4.1　1E级元器件VEP固封式真空断路器

(1)额定参数

①额定电流:630/1250/1600/2000/2500/3150/4000A;

②额定短路开断电流:20/25/31.5/40/50kA;

③额定短路关合电流:50/63/80/125/150kA。

(2)应用范围

①配置于AMS柜中,应用于核电厂的安全岛和常规岛;

②与KYN28开关柜配柜,协助国内盘厂通过核电lE认证。

(3)产品特点

①采用AREVA VG系列真空灭弧室;

②采用Huntsman环氧树脂固体绝缘;-

③采用全模块化设计的弹簧操动机构。

4.2 1E级元器件VEC真空接触器

(1)额定参数;

①额定电流高达400A;

②额定机械寿命高达100万次。

(2)应用范围

①应用于AFC柜中,构成FC柜,与AMS柜配柜;

⑦可单独销售,配合国内FC柜,通过核电1EN鉴定。

(3)产品特点

①采用AREVA的VS系列真空灭弧室;

②具有极高的电气及机械寿命;

③采用高效可靠的供电及控制保护电子模块,

④紧凑型设计,325mm宽度,适用于安全岛要求。-

4.3　1E级成套AMS断路器柜

(1)额定参数

①额定电流:630/1250/1600/2000/2500/3150/4000A;

②额定短时耐受电流:20/25/31.5/40/50kA(4s);

③额定短路关合电流:50/63/80/125/150kA。

(2)应用范围

①已通过核电1E级鉴定,可应用于安全岛和常规岛;

②可与盘厂技术合作,协助盘厂通过核电lE级鉴定。

(3)产品特点

①采用模块化设计,柜体组装拼装方便灵活;

②具备各种机械和电气联锁,确保安全操作;

④柜体采用2mm厚覆铝锌钢板双层折弯,不锈钢铆-钉一次铆接成型,柜体极其坚固。

4.4　1E级成套AFC接触器柜

(1)额定参数

①额定电压7.2kV;

②额定短时耐受电流高达50kA/4s。

(2)应用范围

①可单独销售给国内盘厂,协助其取得核电业绩;

②可进行技术合作,协助其通过核电lE级鉴定。

(3)产品特点

①紧凑型设计,柜宽只有325mm,特别适合于安装空间狭窄的核电厂安全岛电气系统中;

②柜体采用2mm厚覆铝锌钢板双层折弯,不锈钢铆钉一次铆接成型,柜体极其坚固;

④内置紧凑型VEC真空接触器,寿命高达100万次。

5　结语

核电设备,尤其是应用在安全岛上的1E级电气设备,其可靠性和安全性等级非常高,能提供安全岛电气设备不仅意味着制造商的产品技术过硬,也意味着制造商的质量保证体系非常完善。因此,获得lE级核电设备合格供应商资格就成为众多开关制造企业的追逐目标。目前,通过1E级核电认证且具备实际运行经验的国内企业还不多,因此越早成为1E级核电设备的合格供应商就能得到越多的机会进入核电领域,不仅可以获得更多的订单,还可以极大地提升公司的品牌影响力,从而提高公司整体的竞争力。

我国已经进入核电的快速发展时期,核电的巨大市场给我国的开关设备制造业带来了机遇和挑战。核电开关设备不同于常规设备,除满足正常型式试验要求外,还要经受老化验证抗震鉴定等特殊试验条件的考验。

AMS(KYN96)-12中压开关柜及其配置的VEP固封式真空断路器全系列产品已通过lE级核电开关设备的鉴定,并有相关的运行记录,能为国内相关厂家提供合作和支持。