剖析核电厂安全系统电气设备质量鉴定郭新东

剖析核电厂安全系统电气设备质量鉴定郭新东

中国核电工程有限公司田湾项目部江苏连云港222042

摘要:在全球能源趋于紧缺的现今,核能因高效、低成本、低污染的特点,逐渐成为当今世界应用最为普遍的新型能源之一。然而,核能的开发与使用也伴随着一定的危险胜,一旦发生泄漏事故,后果不堪设想。因此,明确核电厂运行过程中常见问题并加强防控措施,对社会经济和环境的安全发展具有重大意义。本文主要针对核电厂安全系统电气设备质量鉴定进行简要分析。

关键词:核电厂;安全系统;电气设备;质量鉴定

1安全系统电气设备鉴定标准体系

1.1标准体系

中国虽然建立了核电厂的法律、法规,但基本都是将IEC系列标准、IEEE系列标准转化成国家标准和核行业标准,尚未形成完整的标准体系。在核级设备鉴定方面,国际上存在两大标准体系,分别是美国体系和欧洲体系。在欧洲标准体系中,法国及德国各自建立了自己的一套鉴定标准体系,尤其是法国的RCC-E及其配套规范,在国内压水堆电站系统的设备鉴定中得到了广泛应用。本文主要综合RCC-E、IEC标准及对应的国家标准,同时参考IEEE标准进行设备质量鉴定剖析。开展电气设备质量鉴定试验,需要从3个层次的标准体系出发:主体标准、指导标准、执行标准。主体标准规定设备鉴定的一般过程、程序和方法,并没有对具体鉴定试验有很详细的说明。如RCC-EB卷、IEC60780(GB/T12727)、IEEE323,这些标准对电气设备的质量鉴定提供总原则、总要求。而对于电气设备的质量鉴定具体实施,则需要相应指导标准。如EJ/T1197,主要参考了RCC-EB卷质量“鉴定和批准”,并结合压水堆核电厂的设计、建造方面的经验和国内现行发布的有关标准编制而成的。此标准规定了对压水堆核电厂安全系统电气设备(包括其故障对安全系统性能产生有害影响的接口部件或设备)进行质量鉴定时适用的试验方法和典型环境条件要求,为执行GB/T12727的要求提供了具体化的实施条件。因此,EJ/T1197可作为国内压水堆核电厂的电气设备质量鉴定的主要指导标准。指导标准是指导性质的,具体试验执行时一般影响了执行标准。

图1安全系统电气设备鉴定标准体系结构

1.2主体标准

目前,国际上用于电气设备鉴定的主体标准主要是IEEE323、IEC60780及RCC-EB卷。三大标准规定的鉴定试验内容及方法是基本一致的,但侧重点又有些区别。IEEE323主要阐述在正常和异常的使用条件、设计基准事件(含事故和事故后)条件下安全或安全相关设备的可靠运行。IEC60780(已转化为GB/T12727)主要阐述在正常环境条件下和规定的正常运行限值内检验设备的功能特性,验证设备在事故和事故后环境条件下的性能。RCC-EB卷根据设备安装位置对其开展标准质量鉴定、K3质量鉴定、K2质量鉴定、K1质量鉴定、严重事故工况下质量鉴定。RCC-EB卷对设备的分类鉴定更有针对性。因此,综合三大标准的鉴定试验内容和试验方法,以RCC-EB卷的分类鉴定为主线开展鉴定试验。

1.3指导标准

指导标准是对主体标准的鉴定内容进行进一步地细图1安全系统电气设备鉴定标准体系结构Fig.1Standardarchitectureofsafetysystemelectricalequipmentidentification化,将设备质量鉴定分阶段进行,对试验项目、试验顺序、试验方法、试验等级、验收准则等提供了指导说明,或者直接引向到执行标准开展鉴定试验。EJ/T1197-2007作为GB/T12727-2002的配套标准,是依据RCC-E并结合国内压水堆核电厂设计建造方面的经验编写而成。EJ/T1197按照标准质量鉴定、K3质量鉴定、K2质量鉴定、K1质量鉴定逐级对基准试验、极限使用条件下的试验、评价设备性时间变化的试验、事故和事故后环境条件下试验提供了指导性说明。

1.4执行标准

对于在指导标准中未直接提供指导的试验方法,则直接指向了相应的执行标准。如环境老化试验参照IEC60068-2系列等标准执行。

2安全系统电气设备质量鉴定

根据主体标准对于试验阶段的划分,电气设备质量鉴定可以按照4个阶段进行:基准试验、极限使用条件下的试验、评价设备性能随时间变化的试验、事故和事故后环境条件下试验。根据RCC-E对设备的鉴定分类,主要对K3、K2、K1类安全系统设备开展质量鉴定剖析。相关定义如下K3类设备:安装在安全壳外,可在正常运行工况和地震荷载下工作的设备。K2类设备:安装在安全壳内,可在正常运行工况和地震荷载下工作的设备。K1类设备:安装在安全壳内,可在正常运行工况、事故和/或事故后运行工况和地震荷载下工作的设备。

下面将分析各阶段的质量鉴定,参考EJ/T1197-2007中,4.2、4.3、4.4、4.5以及第5、6、7、8章节选择相应阶段开展质量鉴定试验。

2.1基准试验

对于基准试验,在主体标准中,RCC-E-2005中B3200以及GB/T12727-2002中5.4.2.1节的a)和b)进行了规定,IEEE323-2003中6.3.1.7节的a)和b)也有所提及。在指导标准中,EJ/T1197-2007中5.2章节中规定了试验包括两部分要求,一是电气接口特性试验,二是功能特性的测定试验,其目的是检查设备在正常环境条件下的功能特性,其测试结果作为后续试验基准。综上,对于基准试验,可按照3个方面开展:一是设备检查,即目视检查和机械检查,可参考RCC-E-2005MC2000执行;二是电气接口特性试验即介电强度试验、绝缘电阻试验、接地电气连续性检查等,可参考RCC-E-2005MC3000执行;三是功能特性试验需要依据设备的技术规格书要求执行,按照GB/T12727-2002中5.4.2.1节的b)要求,还可参考IEC61298-2中的测量方法执行。基准试验可归纳为图2所示。

图2基准试验鉴定标准体系结构

2.2极限使用条件下的试验

对于极限使用条件下的试验,在主体标准中,RCC-E-2005中B3300、GB/T12727-2002中5.4.2.1节的c)以及IEEE323-2003中6.3.1.7节的c)进行了规定。这个阶段主要检验设备在影响量的额定范围内和限制上的功能特性。在指导标准中,EJ/T1197-2007中5.3章节根据主体标准提出了影响量包括运行条件的规定范围,以及相对于每个设备特定的影响量、电源特性有关的影响量等。综上,极限使用条件下的试验,应从设备种类有关影响量和设备安装条件及运行有关影响量出发,即主要在电源电压和频率的极限值、电磁兼容性方面的影响量方面开展鉴定。电源电压和频率的极限值试验可参考RCC-E-2005MC4000执行;电磁兼容性试验应遵循IEC62003,并参考RG1.180,采用IEC61000-4及IEC61000-6等系列标准执行。

极限使用条件下的试验可归纳为图3所示。

图3极限使用条件下的试验鉴定标准体系结构

3针对核电厂安全问题的防控措施

3.1建立有效的应急预案与体系

为有效防范核电厂运行过程中的安全事故与隐患,应及时建立起有效的应急预案与应急体系,加大对安全事故的防范力度。建立有效的应急预案与体系,一方面需要定时、定期对核电厂各设备和各环节的实际运行情况进行风险分析,及时发现运行过程中的安全隐患并加以排除;另一方面也要以解决安全隐患与问题为指导制定应急预案,并及时完善相关的应急体系,确保问题发生时,工作人员和技术人员可以在第一时间给出解决方案和减灾措施,尽可能减少生命财产损失和对人员健康、生态环境造成的不良影响。具体的构建与实行措施包括成立相应的应急管理组织与技术支持小组,为安全分析和事故原因分析提供技术支持;同时也有必要建立相关的专业卫勤分队,并针对核安全方面提高应急抗灾与救援能力,确保救灾任务的及时、顺利执行。

3.2及时进行设备维护与维修,提升人员素质,规范人员操作

为有效减少由于设备老化或缺乏维护等造成的设备故障,减少由J=~2作人员不规范操作造成的安全隐患问题,应及时对核电厂各设备进行定时、定期的规范维护,保证设备始终以最佳状态投人运行。若在设备运行中发现故障隐患,应立即进行维修或更换,避免故障进一步加重对核电厂的安全运行造成威胁。同时,应对核电系统各环节的操作人员和管理人员进行定期培训,加强安全教育与宣传,有效提高人员的安全意识、责任心、操作能力和综合素质,从而提高操作的规范性与专业胜,减少由于不规范操作造成的设备故障,从而进一步保证核电系统运行的安全胜。

3.3加强安全监管工作

为进一步为核电厂的安全运行提供制度保障,管理方应积极采取措施,与当地相关机构、部门展开合作,建立并健全完善的安全监管制度与体系,在已有基础上进一步加强安全监管工作。这既需要相关政府部门及时制定并推行核安全相关法律法规、规章制度,并积极明确相关管理部门的具体管理职责与义务。也需要核电厂自身在风险监控方面加强投入,加强相关监管机制的有效建设,建立并完善与核电厂安全运行与管理相关的制度。在加强安全监管制度与技术建设的同时,管理方也应积极发挥道德规范在加强安全管理中的积极作用,通过激励机制和员工培训,提升人员的安全责任感和自律意识,将自身工作与维护人员及周边居民生命财产安全、保护周边地区生态环境相联系,自觉加强对核电厂运行安全的重视程度。

4结束语

综上所述,为有效将核电厂的常见安全问题控制在可控范围内,运营方应积极着手建立有效应急预案与体系、及时进行设备维护与维修工作、提升人员素质,以及积极加强安全监管,做好预防和监督工作,从而保障核电厂的安全、高效运行,保障周边生态环境的稳定、人员与居民的生命财产安全。

参考文献

[1]关于电气设备维修的探究[J].施明堂.智库时代.2017(16)

[2]企业电气设备维护和管理方法探究[J].陈朝霞.山东工业技术.2018(01)

[3]电气设备维修的必要性和操作检查方法研究[J].齐昕.南方农机.2018(10)

[4]现代电气设备维修的现状和发展[J].汤璞,王文星.科技创新导报.2018(05)

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