中国核工业第五建设有限公司上海201100
摘要：中国的核电项目始于20世纪80年代，经过多年的发展，目前我国已形成了一个相对完善的核电发展体系，为国家实力的发展发挥了重要作用。一开始，我们几乎所有的核能设备都来自国外。这种方式不仅增加了我国核电工程的建设成本，而且对我国核电工业的长期发展也有很大的不利影响。因此，如何将核能设备国有化，逐渐成为我国核能研究人员的重要研究课题。但是，在核电设备国有化研究之前，核安全水平首先必须要保证，从而推动我国核电设备的国有化工作进一步深化。
关键词：核电安全；电气设备；安全；要求；
1前言
核电设备与普通电气设备不同，其成本不仅昂贵，而且对设备性能和质量的要求也很高。这主要是由于核电设备与核安全相关设备的正常运行之间的直接联系，这对核电站的正常运行有很大的影响。因此，核设施的质量应通过中国核安全中心的质量鉴定和安全评估来评估，其设计也需要严格的设计验证。
2核电设备的安全分级
核电设备的安全分级简单来讲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。一般来说，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。为保证核电安全，核电厂应遵循以下纵深防御原则：
（1）依靠设计和制造质量保证电厂在正常工况下不发生故障；
（2）依靠安全停堆系统将异常瞬态或事件的影响减小到最小；
（3）依靠专设安全设施将事故工况的后果减到最小；
2.1安全级IE设备
安全级的仪表及其供电设备，是完成反应堆安全停堆、安全壳隔离、堆芯冷却以及从安全壳和反应堆排出的热量所必需的，或者是防止放射性物质向环境过量排放所必须的。安全及仪表及其供电设备的功能是预防PIE或缓解PIE的后果，因此要限制其功能范围和复杂程度，以保证其高度的可用性和可靠性。
执行下述功能，或对核安全由下属影响的仪表及其供电设备属核安全级；
（1）预防PIE或缓解PIE后果时失效，可能产生严重后果；
（2）若在需要他们动作响应PIE时，可能产生严重后果；
（3）他们的故障或误动作直接导致后果；
（4）为允许操作员干预以预防事故后果而提供控制能力；
（5）控制放射性释放；
2.2安全有关的（SR）设备
安全有关的设备，在实现或保持核电厂安全方面起补充、支持或间接的作用，因此有可能避免触发安全及系统和设备，也可能避免或缓解PIE后果，或者改善安全及设备的效果。
2.3非安全重要（NS）设备
非安全重要仪表及供电设备，在现实或保持核电安全方面无明显作用。
3核电电气设备设计验证
3.1设计验证原则
核电设备的质量保证等级分为3级，1E级电气设备的质量保证水平不低于2级。在设计中，必须对核电设备的质量保证水平进行100%的验证。设备设计和质量保护等级2的比例将降低，某二期工程将达到10%。如果新项目是旧项目的副本，那么设备的性能参数没有变化，也不需要进行设计验证。如果原始项目的性能有任何变化，或者旧项目中存在一个主要问题，那么就需要进行设计验证。
3.2设计基准
仪表及其供电设备分级的依据是电厂的类型（压水堆、沸水堆等），应核实电厂设计采用的假设始发事件，机械、仪表机及其供电冗余度的设计准则，此外还应核实对每个始发事件的主要限制系统及其支持系统。
4设备鉴定
4.1需作鉴定的电气设备
在实际操作中，所有在安全级别上的电气设备应包括在电气设备的识别范围内。设备的识别主要分为抗震鉴定和环境识别两方面。目前，电气设备鉴定的级别可以分为：K1类，主要设备安装在容器内，在正常、事故和事故后，环境条件，在地震荷载下，设备仍能维持基本功能；K2类，设备安装在密封装置，在正常工作条件下和在地震中仍能保证设备的功能；K3，设备安装在安全的情况下，在正常工作条件和地震载荷下可以保持设备的功能。
4.2设备鉴定方法
设备识别可以通过测试、分析或组合，以及经验反馈来进行。
4.3设备鉴定的主要内容
4.3.1安全壳外设备的鉴定
根据有关部门的要求，核电站的设计标准是，在正常地震后，设备可以继续运行，这样就不会发生重大地震的核泄漏事故。许多人将地震的一般情况称为设备运行基准地震（OBE），将会是一场大地震和传播事故，而不是所谓的安全关闭地震（SSE）。OBE和SSE也是核设备识别的主要评估方法。为了识别安全壳的设备，有必要进行功能测试、抗震测试、5个OBE测试和至少一个测试。
4.3.2安全壳内设备的鉴定
为了识别安全壳内的设备，应首先进行环境模拟，主要包括正常工作条件和工作条件。对正常工作条件的模拟试验主要包括五种老化、湿度和热老化、功能测试、辐射老化和机械振动。摘要事故条件模拟试验主要包括三种类型：地震试验、事故辐照试验、水损事故和事故后的人工和化学环境。
51E级电气设备老化鉴定
温度、辐射辐照等外部环境对操作设备的影响，对绝缘性能有很大的影响。温度可以通过渐进的化学和物理过程间接地改变设备的性能，这称为热老化。热老化导致的设备性能下降的例子有：橡胶“O”环和垫圈密封性能下降；电缆绝缘层的电气性能导致绝缘电阻下降。受辐射的核电站主要包括阿尔法、贝塔、伽玛和中子，因为伽马射线具有很强的穿透能力，所以它主要考虑设备识别中的辐射。在坑附近的设备也考虑了中子辐照。核辐照通过激发、氧化、交联、降解和剪切的方式，使材料原子和分子结构发生变化。然而，一些辐射也会促进绝缘材料的交联，从而提高材料的性能，但在大多数情况下，设备的性能将会下降。因此，有必要继承电气设备老化试验的安全性能，对非金属绝缘材料电气设备的检测具有足够的抗老化能力，以保证设备和反应器的安全运行。在加速热老化试验的设计中，根据模型计算了加速老化的温度和时间。常用的衰老模式是Arrhenius的模型和10克的法律模型。
6国内1E级电气设备的发展
近年来，一些国内电气设备工厂针对核电发展的国内市场的生产设备的研究和开发工作，有一些产品通过国家的核级（1E）设备识别和认证，并已经开始少批量供应国内外市场。目前我国的核电设备的鉴定遵循的主要有：IEEE323-1984是核电厂1E级设备的主要鉴定标准；IEEE334-1974是核电厂连续运转1E级电动机的机型试验具体标准；IEEE344-1987是核电厂1E级设备地震鉴定推荐性实践经验的参考标准；IEEE387-1984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。
结束语
中国已经进入了核电的快速发展阶段，巨大的核电市场给中国的电气制造业带来了机遇和挑战。核能的电气设备与传统的设备不同。除满足常规电式测试的要求外，还通过老化检定和抗震鉴定等特殊测试条件进行测试。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。
参考文献：
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